При выборе самых различных станков с ЧПУ или иных систем обработки различных заготовок понятия «точность обработки», «точность позиционирования», «разрешение позиционирования», «повторяемость позиционирования» и «повторяемость деталей» играют далеко не последнюю роль. И чем выше эти показатели, тем более дорогостоящей является конечная продукция, производимая на таком оборудовании. Именно поэтому необходимо иметь четкое представление о сути этих определений, отдавать им должное и обращать самое пристальное внимание на паспортные данные подбираемой техники и.
Этот материал призван дать начинающим пользователям ЧПУ станков необходимые представления об этих взаимосвязанных понятиях.
Точность обработки на ЧПУ-станках
Геометрическая точность ЧПУ гравера – показатель, отражающий точность исполнения и расположения его деталей, а также выявленную практическим путем степень соответствия перемещения по направляющим заданным координатам. Этот показатель характеризуется классом оборудования, что обозначается буквенным индексом. В частности, Н – нормальная, П – повышенная, В – высокая, А – особо высокая, С – сверхвысокая.
При разработке того или иного ЧПУ-станка, реализующего различные способы механической обработки заготовок, в него закладывается запас на изнашивание порядка 40%. Это обеспечивает защиту от снижения качества обработки в процессе эксплуатации оборудования.
Немаловажную роль для итогового качества обработки заготовок играют факторы стабильности возвращения в исходную точку, размер погрешности линейного позиционирования рабочих элементов станка, точность позиционирования инструмента при их автоматической смене и так далее.
Кинематическая точность ЧПУ-станка – еще одна интересная и показательная характеристика. Она демонстрирует степень изменения обрабатываемой поверхности детали за счёт отклонения направления движения инструмента и его скорости. Как правило, кинематические ошибки напрямую зависит от невысокого класса точности либо связаны с износом передач станка.
Точность для станков с ЧПУ (накопленное по осям X и Y отклонение указано в мм).
| Перемещение, см | Н (нормальная) | П (повышенная) | В (высокая) | А (особо Высокая) | С (сверхвысокая) |
|---|---|---|---|---|---|
| до 12,5 | 12 | 6 | 3 | 1,6 | 0,6 |
| 12,5–20 | 16 | 8 | 4 | 2 | 0,8 |
| 20–32 | 20 | 10 | 5 | 2,5 | 1 |
| 32–50 | 25 | 12 | 6 | 3 | 1,2 |
| 50–80 | 30 | 16 | 8 | 4 | 1,6 |
| 80–125 | 40 | 20 | 10 | 5 | 2 |
| 125–200 | 50 | 25 | 12 | 6 | 2,5 |
| 200–320 | 65 | 30 | 16 | 8 | 3 |
Точность для станков с ЧПУ (накопленное по осям Z и W отклонение указано в мм).
| Перемещение, см | Н (нормальная) | П (повышенная) | В (высокая) | А (особо Высокая) | С (сверхвысокая) |
|---|---|---|---|---|---|
| до 125 | 20 | 10 | 5 | 2,5 | 1,2 |
| 125–200 | 25 | 12 | 6 | 3 | 1,6 |
| 200–320 | 30 | 16 | 8 | 4 | 2 |
| 320–500 | 40 | 20 | 10 | 5 | 2,5 |
| 500–800 | 50 | 25 | 12 | 6 | 3 |
| 800–1250 | 65 | 30 | 16 | 8 | 4 |
| 1250–2000 | 80 | 40 | 20 | 10 | 5 |
| 2000 – 3200 | 100 | 55 | 25 | 12 | 6 |
Допустимое среднеквадратическое отклонение для станков с ЧПУ, мм
| Перемещение, см | Н (нормальная) | П (повышенная) | В (высокая) | А (особо Высокая) | С (сверхвысокая) |
|---|---|---|---|---|---|
| до 125 | 2 | 1 | 0,5 | 0,3 | 0,1 |
| 125–200 | 2,5 | 1,2 | 0,6 | 0,3 | 0,2 |
| 200–320 | 2,5 | 1,2 | 0,6 | 0,3 | 0,2 |
| 320–500 | 4 | 2 | 1 | 0,5 | 0,2 |
| 500–800 | 6 | 3 | 1,6 | 0,8 | 0,4 |
| 800–1250 | 6 | 3 | 1,6 | 0,8 | 0,4 |
| 1250–2000 | 6 | 3 | 1,6 | 0,8 | 0,4 |
| 2000–3200 | 10 | 5 | 2,5 | 1,2 | 0,6 |
Разрешение позиционирования станка с ЧПУ
Разрешение позиционирования (дискретность) – показатель того, насколько точно можно задать перемещение в ЧПУ-системе имеющегося станка.
Например, он снабжен шаговым двигателем с шагом по оси Y в 1.8 градуса (200 шагов/об) драйвером с режимом деления шага 1/16. Драйвер, в свою очередь соединен с ШВП, обладающим шагом в 5 мм на один оборот. Mach3 функционирует в режиме STEP/DIR. Посланные им на контроллер импульсы переводятся в соответствующие шаги двигателя, перемещающего инструмент. Соответственно, один импульс приведет к перемещению вала на величину 1/(200×16)×5 = 0.0015625 мм. Это и есть разрешение позиционирования по оси Y. Соответственно, перемещение инструмента по этой оси всегда будет кратно этой величине.
Но на практике полученное расчетами разрешение позиционирования по факту всегда искажается. На вносимую погрешность влияют люфт в ходовой гайке, погрешность позиционирования вала двигателя и другие факторы.
Повторяемость позиционирования оси с ЧПУ
При повторной отправки оси из разных положений в одну и ту же точку результат ее остановки будет каждый раз отличаться. Объясняется это погрешностями, носящими механический характер. В частности, от люфтов передачи и возникающих упругих деформаций.
Повторяемость демонстрирует, насколько велик разброс этого расстояния отклонения. Этот показатель прямо пропорционален среднеквадратичному отклонению ошибки позиционирования.
Точность позиционирования оси с ЧПУ
Точность позиционирования оси – величина, которая наглядно демонстрирует, в каких пределах по завершению позиционирования может находиться реальная координата оси. Как правило, под ней и подразумевают «точность станка». Она зависит от повторяемости и при этом включает не только величину разброса ошибки позиционирования, но и ее среднее значение. Таким образом, она является более показательной и универсальной характеристикой оборудования.
Точность позиционирования оси зависит от целого ряда факторов. В числе таковых люфты направляющих и передач, несоосность осей и другие. При вырезании крупногабаритных изделий из листовых заготовок погрешности в доли градуса в итоге могут вылиться в ошибки в размерах конечной продукции, выражающиеся десятками миллиметров.
Повторяемость и точность изготавливаемых деталей
Одни из наиболее показателей точности оборудования для механической обработки. Размеры готовых деталей в сравнении с расчетными демонстрируют, насколько годится конкретная модель ЧПУ-станка для реализации конкретных задач заказчика. Но на эту характеристику также влияют многие факторы.
Таким образом, точность обработки заготовки на станках с ЧПУ является суммарной величиной. Она зависит от:
- Геометрической точности оборудования, которую заявляет его производитель;
- Жесткости системы «станок-инструменты-приспособление-деталь»;
- Точности функционирования системы управления и частоты коррекции нарушений передачи движения приводами;
- Погрешности позиционирования и допущенных ошибок при фиксации заготовки струбцинами или иными механическими способами;
- Точности размещения режущего инструмента и рабочих элементов оборудования в исходное положение. Например, от этого напрямую зависят биения фрезы, что напрямую отражается на точности обработки заготовки;
- Показателей точности и степени износа используемого инструмента;
- Правильности подобранных режимов резания для обработки конкретных материалов.
Именно по этим причинам производители чаще всего оперируют некими усредненными расчетными показателями точности изготавливаемых деталей. Производственные реалии же в ряде случаев могут отличаться от заявленных значений. Но для производственного оборудования среднего класса точность оборудования в 0,2 мм можно считать вполне достаточной, в 0,1 мм – хорошей, в 0,05 мм – отличной. При меньшей погрешности изготовления точность ЧПУ станка считается превосходной, если речь идет о станках средней ценовой категории.
Если Вам необходимо фрезерное оборудование для различных целей, обратите внимание на станки линейки «Дедал» от компании Миртелс. По всем вопросам, которые могут возникнуть у потенциальных покупателей этой техники, наши менеджеры будут рады проконсультировать в любой удобной форме.