¿Cómo mejorar la precisión en máquinas herramientas CNC?

Con la expansión continua del sector manufacturero, las máquinas herramienta CNC se han vuelto indispensables en el ámbito del mecanizado de precisión. Sin embargo, a medida que la demanda de mayor precisión en piezas mecanizadas continúa creciendo, las máquinas herramienta CNC están bajo un mayor escrutinio. Muchos factores pueden afectar la precisión de estas máquinas, incluida la instalación, el uso y el desgaste. Por lo tanto, el monitoreo regular y las pruebas de precisión son esenciales para mantener y mejorar la precisión de las máquinas herramienta CNC.

Precisión en máquinas herramientas CNC

Al adquirir máquinas herramienta CNC, la principal preocupación para los usuarios es la precisión posicional, particularmente la precisión de cada eje y la precisión de posicionamiento repetido. Sin embargo, las estadísticas del mundo real revelan que muchas máquinas no cumplen con sus especificaciones técnicas durante la instalación. Además, la mayoría de las máquinas CNC se utilizan en condiciones menos que óptimas. Como resultado, la mejora de la precisión del mecanizado exige un monitoreo constante y pruebas de precisión de estas máquinas herramienta.

Pruebas de precisión posicional

Actualmente, las máquinas herramienta CNC se someten a pruebas de precisión posicional basadas en estándares internacionales como ISO230-2 o estándares nacionales como GB10931-89. Estos estándares determinan la precisión posicional de la máquina herramienta; sin embargo, la elección de los estándares puede influir en los resultados. La precisión posicional generalmente abarca tanto la reacción como la precisión del posicionamiento del eje, y para lograr una precisión de mecanizado mejorada, la compensación por estos factores es fundamental.

Reacción

La reacción violenta, también conocida como sesgo inverso, es un aspecto fundamental de las máquinas herramienta CNC. Surge de una combinación de factores, incluidos los errores de transmisión de movimiento mecánico, las zonas muertas inversas dentro de los componentes de la cadena de transmisión (como los servomotores y los motores paso a paso) y la reacción en los elementos de transmisión de movimiento mecánico. Este fenómeno da como resultado una pérdida de precisión cuando los ejes pasan de un movimiento hacia adelante a otro. La reacción puede afectar negativamente a varios aspectos del mecanizado, incluidos los movimientos de interpolación, la precisión del orificio de perforación y más. Con el tiempo, el desgaste puede aumentar la reacción. Por lo tanto, es fundamental medir y compensar periódicamente las desviaciones axiales inversas en las máquinas herramienta CNC.

Medición de la reacción

La Medición de la reacción implica realizar mediciones en diferentes puntos a lo largo del eje de viaje. Comienza moviendo el eje en una dirección por una distancia específica y luego devolviéndolo al punto de referencia. Midiendo la diferencia entre la posición de parada y la posición de referencia en varios puntos a lo largo del eje, puede determinar el valor promedio para cada posición. El valor promedio máximo obtenido es el valor medido de la desviación inversa. Es crucial asegurarse de que haya una cierta distancia de movimiento durante el proceso de medición; de lo contrario, no obtendrá un valor preciso para el sesgo inverso.

Para los ejes lineales de movimiento, se emplean instrumentos de medición, como medidores de porcentaje, indicadores de porcentaje o interferómetros láser de doble frecuencia. Cuando se usan indicadores de marcado, la extensión de la base y la varilla de la Mesa no debe ser ni demasiado larga ni demasiado corta, ya que las longitudes en voladizo excesivas pueden conducir a lecturas inexactas. Además, es posible medir la desviación inversa a través de la programación, lo que simplifica el proceso de medición.

Compensación de contragolpe

La mayoría de las máquinas CNC tienen compensación de reacción para garantizar un posicionamiento preciso. Estas máquinas almacenan valores de reacción para cada eje, y cuando se da un comando de cambio de dirección, el sistema CNC leerá automáticamente el valor de reacción para ese eje y compensará cualquier desplazamiento de coordenadas. La configuración adecuada de estos valores ayuda a garantizar que la máquina alcance con precisión la posición ordenada.

Para algunos sistemas CNC, como FANUC0i y FANUC18i, hay dos tipos de compensación de reacción disponibles, uno para movimiento rápido (G00) y el otro para movimiento de alimentación de corte de baja velocidad (G01). El sistema CNC seleccionará automáticamente el valor de compensación basado en la velocidad de alimentación, mejorando la precisión de mecanizado para diferentes modos.

Precisión de posicionamiento

La precisión de posicionamiento en máquinas herramienta CNC representa la capacidad de lograr posiciones de movimiento específicas en el sistema CNC. Es crucial para diversas aplicaciones de mecanizado y es especialmente crítico para el mecanizado de agujeros, ya que puedeImpactar significativamente la precisión del tono.

Precisión de posicionamiento de medición

La precisión de posicionamiento se determina utilizando un interferómetro láser de doble frecuencia que emplea principios de interferometría láser para medir las desviaciones de longitud de onda. Este enfoque mejora la precisión de la medición y amplía el alcance de la aplicación.

Para medir la precisión del posicionamiento, debe seguir estos pasos:

Instale un interferómetro láser de doble frecuencia.

Instale un dispositivo de medición óptico en la dirección del eje de coordenadas de la máquina.

Alinee el eje de medición paralelo o colineal con el eje de movimiento de la máquina.

Caliente el láser, luego ingrese los parámetros de medición.

Ejecutar el movimiento de la máquina basado en el programa de medición especificado.

Procesar los datos recopilados y generar resultados.

Precisión de posicionamiento compensatorio

Si el error de posicionamiento medido excede el rango de error permisible para la máquina herramienta CNC, la compensación es necesaria. El enfoque estándar implica calcular una tabla de compensación de errores de tono e ingresarla en el sistema CNC para garantizar una mayor precisión de mecanizado.

En conclusión, para mantener y mejorar la precisión de las máquinas herramienta CNC, el monitoreo constante y las pruebas de precisión son esenciales. Monitorear la reacción y compensarla, así como abordar cualquier inexactitud en el posicionamiento, puede mejorar significativamente la calidad y precisión de las piezas mecanizadas.