Краткое описание методов проверки точности позиционирования станков с ЧПУ.

Станок с ЧПУ — это аббревиатура от «станок с цифровым управлением», это автоматический станок с системой программного управления. Система управления способна обрабатывать кодированные логические правила управления или другие символические инструкции, а также декодировать цифровой код. Как поясняют в компании «Нанкинский станок с ЧПУ», вводя информацию в станок, устройство числового программного управления посылает различные управляющие сигналы, контролируя перемещение станка и осуществляя автоматическую обработку деталей в соответствии с требованиями чертежей к форме и размерам.
Точность позиционирования станков с ЧПУ — это точность позиционирования перемещения каждой координатной оси станка под управлением системы числового программного управления. Точность позиционирования станков с ЧПУ можно понимать как кинематическую точность станка. В обычных станках подача осуществляется вручную, точность позиционирования в основном определяется погрешностью считывания, а перемещение станка с ЧПУ осуществляется с помощью цифровой программы, поэтому точность позиционирования определяется системой числового управления и погрешностью механической передачи. Перемещение движущихся частей станка осуществляется под управлением системы числового программного управления, и каждая движущаяся часть может быть точно настроена в соответствии с инструкциями программы, что напрямую отражает точность позиционирования, поэтому это очень важный параметр контроля.
1. Определение точности позиционирования при линейном перемещении.
Точность позиционирования при линейном перемещении обычно определяется в условиях отсутствия нагрузки на станок и рабочую платформу. В соответствии с положениями национального стандарта и стандарта Международной организации по стандартизации (ISO), измерение точности на станках с ЧПУ должно основываться на лазерном измерении. В отсутствие лазерного интерферометра для обычного пользователя можно использовать стандартную шкалу, а для сравнения результатов измерений — оптический микроскоп. Однако точность измерения прибора должна быть выше, чем точность измерения в пределах 1–2 градусов.
Для учета всех погрешностей позиционирования стандарт ISO предусматривает, что каждая точка позиционирования рассчитывается как среднее значение данных за пять измерений с учетом разброса точек позиционирования в пределах ±3.
2. Точность определения положения при повторном линейном перемещении
Для тестирования использовался тот же прибор, что и для определения точности позиционирования. Общий метод заключается в измерении перемещения по произвольным координатам вблизи середины и концов трех точек, при этом каждая точка быстро позиционируется с помощью мобильного позиционирования. Измерения проводились 7 раз в одинаковых условиях, после чего измерялось положение остановки и вычислялось максимальное числовое отклонение показаний. 1/2 — наибольшее из трех положений, имеющее положительный и отрицательный знаки, — используется в качестве координат точности повторного позиционирования и отражает стабильность точности перемещения оси как наиболее важный показатель.
3. Точное обнаружение линейного движения начала координат.

Точность возврата в исходное положение по сути представляет собой точность повторного позиционирования определенной точки на оси, поэтому метод ее обнаружения аналогичен точности повторного позиционирования.

4. Линейное движение при обнаружении обратной ошибки.
Обратная погрешность линейного перемещения, также называемая потерей импульса, включает в себя элементы цепного привода привода подачи оси (например, серводвигатель, серводвигатель и шаговый двигатель в зоне реверсивного хода и т. д.), отражающие люфт в механическом движении зубчатой ​​передачи и погрешность упругой деформации. Чем больше погрешность, тем ниже точность позиционирования и повторяемость.
Метод обнаружения обратной ошибки заключается в предварительном измерении расстояния вдоль оси движения вперед или назад до точки остановки в качестве эталона. Затем подается команда на движение в том же направлении, на определенное расстояние, затем движение в противоположном направлении на то же расстояние, при этом разница между положением и эталонным положением измеряется. В середине пути и на трех конечных точках измерения проводятся многократно (обычно 7 раз), при этом среднее значение для каждой точки определяется как максимальное значение обратной ошибки.
5. Определение точности позиционирования поворотного стола.
Стандартный измерительный инструмент, поворотный стол, угловой многогранник, круговая дифракционная решетка и коллиматор (коллиматор), используются в зависимости от конкретных условий. Метод измерения заключается в следующем: рабочий стол (вперед или назад) устанавливается в точку обзора и останавливается, фиксируется и позиционируется, используя это положение в качестве эталона, затем стол быстро вращается в том же направлении, фиксируясь и позиционируясь каждые 30 секунд, после чего производится измерение. Максимальное значение разницы между фактическим углом поворота и теоретическим значением (значением, указанным в инструкции) для каждого положения представляет собой разницу между измерениями при прямом и обратном вращении. Если поворотный стол с ЧПУ перемещается каждые 30 секунд в целевую позицию, быстро перемещаясь из положительного в отрицательное и обратное направления 7 раз, достигая разницы между фактическим и целевым положением методом определения отклонения положения. Затем, в соответствии с положениями GB10931-89 «Методы оценки точности цифрового управления положением станка», вычисляется среднее значение положения и стандартное отклонение, а также среднее значение и стандартное отклонение всех максимальных и средних значений всех отклонений положения и стандартное отклонение минимальных значений. Разница между этими значениями и представляет собой погрешность точности позиционирования поворотного рабочего стола с ЧПУ.
С учетом требований фактического использования сухих трансформаторов, точность измерений с использованием делений на 0, 90, 180, 270 и ряд других углов является более высокой, чем с другой точки зрения, что позволяет повысить качество продукции.
6. Поворотный стол для проверки точности повторной индексации.
Метод измерения заключается в повторении позиционирования поворотного стола 3 раза в течение одной недели, при этом измерение проводится при вращении в положительном и обратном направлениях. Максимальная точность деления определяется как разница между теоретическим значением всех показаний и соответствующим положением. Если используется поворотный стол с ЧПУ, то каждые 30 точек измерения выбираются в качестве целевого положения, каждая целевая точка позиционировается 5 раз в положительном и отрицательном направлениях, измеряется разница между фактическим положением и целевым положением, а именно отклонение положения, и стандартное отклонение рассчитывается в соответствии со стандартом GB10931-89. Максимальное значение стандартного отклонения для каждой точки измерения, равное 6 раз, определяет точность повторного индексирования поворотного рабочего стола с ЧПУ.
Origin return 7, прецизионный поворотный стол
Метод измерения заключается в возврате в исходное положение из 7 произвольных точек, определении положения остановки, при этом максимальное отклонение считается точностью считывания из исходного положения.
Следует отметить, что существующая точность позиционирования измеряется в условиях высокой скорости, а система подачи станка с ЧПУ в некоторых случаях не очень хороша, и при различной скорости подачи точность позиционирования будет получать разные значения. Кроме того, результаты определения точности позиционирования зависят от температуры окружающей среды и состояния оси работы. Большинство современных станков с ЧПУ используют полузамкнутую систему, компоненты определения положения установлены на приводном двигателе, поэтому погрешность в диапазоне 0,01–0,02 мм на 1 м не является неожиданной. Эта погрешность вызвана термическим растяжением, и для уменьшения ее влияния в некоторых станках используется метод предварительного растяжения (предварительной нагрузки).
Точность позиционирования каждой координатной оси является наиболее базовым показателем точности, отражающим стабильность точности перемещения осей. В настоящее время в системах ЧПУ все больше функций, и для каждой струи стандартная система компенсации ошибок перемещения, таких как накопление ошибок шага и т. д., может иметь систему компенсации ошибок противоположного зазора. Компенсация осуществляется не только случайными ошибками, но и случайными ошибками интегрированного механизма подачи. Это не может быть исправлено системой компенсации с числовым программным управлением, и в случае крайне низкой точности остается только точная коррекция цепи подачи. Поэтому, если есть возможность выбора станка, следует отдавать предпочтение высокоточным станкам с высокой повторяемостью.