Fatores que afetam a precisão do processamento da máquina CNC

As máquinas CNC são inevitavelmente afetadas por diversos fatores durante o processo de processamento, o que causa certos desvios na precisão do processamento e traz alguns transtornos à produção e à vida. Como melhorar a precisão do processamento das máquinas CNC é uma questão de grande preocupação para os especialistas.

1. Problemas de precisão no processamento de máquinas CNC

1.1 A influência do erro de posição no processamento de máquinas CNC na precisão do processamento

Erro de posição refere-se à quantidade de mudança ou grau de desvio entre a superfície real, eixo ou plano de simetria das peças processadas em relação à sua posição ideal, como verticalidade, posição, simetria, etc. Erro de posição no processamento de máquinas CNC geralmente se refere a erro de zona morta. As principais razões para o erro de posição são a folga e a deformação elástica causadas pela transmissão durante o processamento de peças de máquinas-ferramenta e o erro de posição causado pela força de atrito e outros fatores do cabeçote da máquina-ferramenta durante o processamento. No sistema de malha aberta, a precisão da posição é muito afetada, enquanto no sistema de acompanhamento de malha fechada, depende principalmente da precisão do dispositivo de detecção de deslocamento e do fator de amplificação de velocidade do sistema, e a influência é geralmente pequeno.

1.2 Erro de precisão de usinagem causado por um erro geométrico no processamento da máquina CNC

No processamento de máquinas CNC, a precisão geométrica da máquina-ferramenta é afetada por fatores externos, como forças externas e calor gerado durante o processamento, e as peças processadas na máquina-ferramenta são deformadas geometricamente, resultando em erros geométricos. Segundo pesquisas, os principais motivos dos erros geométricos em máquinas CNC nada mais são do que os dois seguintes: fatores internos e fatores externos. Os fatores internos de erros geométricos em máquinas-ferramenta referem-se a erros geométricos causados por fatores da própria máquina-ferramenta, como a horizontalidade da mesa de trabalho da máquina-ferramenta, a horizontalidade e retidão dos trilhos guia da máquina-ferramenta e a precisão geométrica da máquina ferramentas e acessórios da ferramenta. Fatores externos referem-se principalmente a erros geométricos causados por fatores como ambiente externo e deformação térmica durante o processamento. Por exemplo, durante o processo de corte, a ferramenta ou peças se expandem e deformam devido ao calor, resultando em erros geométricos, que afetam a precisão de usinagem da máquina-ferramenta e a precisão de usinagem das peças.

1.3 Erro de precisão de usinagem causado pelo posicionamento da máquina no processamento da máquina CNC

Através da análise de dados de longo prazo e operações práticas de processamento de peças, pode-se perceber que o posicionamento da máquina-ferramenta tem grande influência na precisão da usinagem das máquinas CNC. Do ponto de vista estrutural, o erro de usinagem das máquinas CNC é causado principalmente pela precisão do posicionamento, entre as quais o sistema de alimentação da máquina-ferramenta é o principal elo que afeta a precisão do posicionamento. O sistema de alimentação das máquinas CNC geralmente consiste em duas partes: um sistema de transmissão mecânica e um sistema de controle elétrico. A precisão do posicionamento está relacionada ao sistema de transmissão mecânica no projeto estrutural. Em um sistema de malha fechada, as máquinas CNC geralmente podem evitar que os principais componentes do sistema de alimentação gerem desvios de posição, como parafusos de esferas, por meio de dispositivos de detecção de posicionamento. Para sistemas de malha aberta, devido ao grande número de fatores de influência e à complexidade da situação, o monitoramento do posicionamento não pode ser realizado, portanto a precisão da usinagem das máquinas CNC é bastante afetada.

2. Contramedidas para melhorar a precisão da usinagem de máquinas CNC

No processo de usinagem das máquinas CNC, a precisão das peças que elas processam afeta diretamente a qualidade do produto. Algumas peças mecânicas e peças de equipamentos de precisão possuem requisitos muito elevados de precisão de usinagem. Melhorar a precisão da usinagem das máquinas CNC é a chave para resolver o problema. Através de extensa pesquisa e análise, conclui-se que existem aproximadamente as seguintes contramedidas para melhorar a precisão da usinagem de máquinas CNC:

2.1 Melhorando a precisão da usinagem controlando o erro original das máquinas CNC

Durante o processo de usinagem de máquinas CNC, os próprios erros são inevitáveis. Existe um erro inevitável entre as peças processadas e as máquinas CNC. Este erro que deve existir é chamado de erro original.

Portanto, para melhorar a precisão da usinagem das máquinas CNC, controlar o erro original das máquinas CNC é uma das contramedidas importantes. Deve ser realizada uma análise sistemática sobre a possibilidade de gerar erros originais, e devem ser formuladas medidas de melhoria correspondentes de acordo com as causas e tipos de erros. Durante a usinagem de peças mecânicas, a precisão da posição e a precisão geométrica das máquinas CNC têm uma influência importante na precisão da usinagem das peças. O controle de posição e o controle de precisão geométrica devem ser usados para reduzir a influência do erro de posição e do erro geométrico nas peças. Ao mesmo tempo, para o erro de deformação gerado durante o processo de usinagem, resfriamento a ar, resfriamento a água e outros métodos devem ser usados para controlar a deformação térmica durante o processo de usinagem para reduzir a influência do erro de deformação térmica na precisão da usinagem. Ao mesmo tempo, para erros de posição, é necessário selecionar razoavelmente ferramentas adequadas ao material das peças para evitar a deformação da ferramenta. Ao mesmo tempo, selecione acessórios razoáveis de acordo com o formato da peça bruta das peças processadas. Se necessário, as luminárias devem ser especialmente projetadas de acordo com o formato e tamanho das peças para evitar erros de posicionamento.

2.2 Projeto razoável dos componentes principais da máquina para evitar erros de posicionamento

A precisão de posicionamento das máquinas-ferramentas tem uma influência importante na precisão das peças. Os principais componentes que afetam a precisão do posicionamento das máquinas-ferramentas incluem a retilineidade e a horizontalidade do sistema de alimentação, trilhos-guia e mesas de trabalho. Ao projetar máquinas CNC, é necessário selecionar razoavelmente os componentes principais. Por exemplo, ao selecionar fusos de esferas que são atualmente amplamente utilizados em máquinas-ferramentas, a precisão dos fusos de esferas deve ser totalmente considerada e uma tecnologia de fuso de esferas relativamente madura deve ser selecionada e instalada. O suporte dos parafusos de esferas também não deve ser ignorado. O suporte dos parafusos esféricos está intimamente relacionado à precisão de transmissão do sistema. O suporte dos fusos de esferas é determinado principalmente pelas cargas axiais e velocidades de rotação, o que tem uma influência importante na precisão do processamento dos tornos CNC. Geralmente são selecionados métodos de fixação e suporte de alta precisão. Além disso, a capacidade de carga dos parafusos de esferas deve ser rigorosamente verificada durante o processo de projeto.

Como parte da proteção externa das máquinas-ferramentas, as correntes de arrasto são agora indispensáveis para as máquinas-ferramentas. Devido à sua estrutura de elos de corrente, também gerará certas vibrações ao acompanhar o movimento do porta-ferramentas. Esta vibração será transmitida diretamente à ferramenta e eventualmente terá um certo impacto na precisão do processamento.

Portanto, o desempenho da corrente de arrasto determina muito a precisão da máquina-ferramenta. A corrente de arrasto da série E6 da igus foi especialmente projetada para reduzir significativamente a vibração e o ruído e minimizar o impacto do movimento da corrente de arrasto na precisão da máquina-ferramenta.

Além disso, a corrente de arrasto da série E6 da igus utiliza um método de conexão de molas agregadas de passo pequeno e sem pinos, desgaste zero, adequado para aplicações de alta velocidade e alta aceleração. A uma velocidade de V=1,8m/s, o ruído é de apenas 37Db(A), podendo também ser utilizado em indústrias como salas limpas.

2.3 Melhorando a precisão da usinagem de máquinas CNC por meio da tecnologia de monitoramento em tempo real

Com a melhoria contínua da tecnologia CNC, o processo de usinagem das máquinas CNC pode ser monitorado em tempo real, os elos de erro no processo de usinagem podem ser ajustados a tempo e os dados de erro de cada elo no processo de usinagem podem ser coletados e alimentados de volta ao terminal de controle. O mecanismo de compensação de erros correspondente pode ser adotado através dos dados de erro para fazer a compensação de erros em tempo hábil, o que pode efetivamente melhorar a precisão da usinagem das peças.