Οκτώ τρόποι αντιστάθμισης εργαλειομηχανών Μέρος 1

2022-09-13

Οι συστηματικές αποκλίσεις των εργαλειομηχανών που σχετίζονται με τις μηχανές μπορούν να καταγράφονται συστηματικά, αλλά οι αποκλίσεις μπορεί να εξακολουθούν να εμφανίζονται ή να αυξάνονται κατά τη διάρκεια της επόμενης χρήσης λόγω περιβαλλοντικών παραγόντων όπως η θερμοκρασία ή το μηχανικό φορτίο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το SINUMERIK μπορεί να παρέχει διαφορετικές λειτουργίες αντιστάθμισης. Αντισταθμίστε τις αποκλίσεις χρησιμοποιώντας μετρήσεις από κωδικοποιητές πραγματικής θέσης (π.χ. σχάρες) ή πρόσθετους αισθητήρες (π.χ. συμβολόμετρα λέιζερ κ.λπ.) για καλύτερα αποτελέσματα κατεργασίας. Σε αυτό το τεύχος, θα παρουσιάσουμε τις κοινές συναρτήσεις αντιστάθμισης του SINUMERIK. Οι πρακτικοί κύκλοι μέτρησης SINUMERIK όπως το "CYCLE996 Motion Measurement" μπορούν να παρέχουν ολοκληρωμένη υποστήριξη στους τελικούς χρήστες κατά τη συνεχή παρακολούθηση και συντήρηση των εργαλειομηχανών.
Αποζημίωση οπισθοδρόμησης



Παρουσιάζεται διακοπτόμενη ή καθυστερημένη μετάδοση δύναμης μεταξύ των κινούμενων μερών της εργαλειομηχανής και των οδηγών της, όπως οι σφαιρικές βίδες, επειδή μια μηχανική δομή χωρίς κενά θα αυξήσει σημαντικά τη φθορά της εργαλειομηχανής και είναι επίσης δύσκολο να επιτευχθεί από άποψη της τεχνολογίας. . Το μηχανικό παιχνίδι οδηγεί σε αποκλίσεις μεταξύ των διαδρομών κίνησης των αξόνων/αξόνων και των μετρούμενων τιμών του έμμεσου συστήματος μέτρησης. Αυτό σημαίνει ότι μόλις αλλάξει ο προσανατολισμός, ο άξονας θα μετακινηθεί πολύ μακριά ή πολύ κοντά, ανάλογα με το μέγεθος του κενού. Ο πίνακας και οι συσχετισμένοι κωδικοποιητές του επηρεάζονται επίσης: εάν ο κωδικοποιητής είναι μπροστά από τον πίνακα, φθάνει στη θέση εντολής νωρίτερα, πράγμα που σημαίνει ότι το μηχάνημα διανύει πραγματικά λιγότερη απόσταση. Όταν το μηχάνημα λειτουργεί, χρησιμοποιώντας τη λειτουργία αντιστάθμισης αντίστροφης κίνησης στον αντίστοιχο άξονα, η προηγουμένως καταγραφείσα απόκλιση ενεργοποιείται αυτόματα κατά την αναστροφή, υπερβάλλοντας την προηγουμένως καταγραφείσα απόκλιση στην πραγματική τιμή θέσης.
Αντιστάθμιση σφάλματος βήματος μολύβδου


Η αρχή μέτρησης της έμμεσης μέτρησης στο σύστημα ελέγχου CNC βασίζεται στην υπόθεση ότι το βήμα της σφαιρικής βίδας παραμένει αμετάβλητο εντός της αποτελεσματικής διαδρομής, επομένως θεωρητικά, η πραγματική θέση του γραμμικού άξονα μπορεί να προκύψει από τη θέση πληροφοριών κίνησης του κινητήρας κίνησης. Ωστόσο, τα σφάλματα κατασκευής στις σφαιρικές βίδες μπορεί να προκαλέσουν αποκλίσεις στο σύστημα μέτρησης (γνωστά και ως σφάλματα βήματος μολύβδου). Αυτό το πρόβλημα μπορεί να επιδεινωθεί περαιτέρω από αποκλίσεις μέτρησης (ανάλογα με το σύστημα μέτρησης που χρησιμοποιείται) και σφάλματα εγκατάστασης του συστήματος μέτρησης στο μηχάνημα (γνωστά και ως σφάλματα συστήματος μέτρησης). Προκειμένου να αντισταθμιστούν αυτά τα δύο είδη σφαλμάτων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ανεξάρτητο σύστημα μέτρησης (μέτρηση λέιζερ) για τη μέτρηση της καμπύλης φυσικού σφάλματος της εργαλειομηχανής CNC και στη συνέχεια η απαιτούμενη τιμή αντιστάθμισης αποθηκεύεται στο σύστημα CNC για αντιστάθμιση.
Αντιστάθμιση τριβής (αντιστάθμιση σφάλματος τεταρτημορίου) και δυναμική αντιστάθμιση τριβής



Η αντιστάθμιση σφαλμάτων τεταρτημορίου (γνωστή και ως αντιστάθμιση τριβής) είναι κατάλληλη για όλα τα παραπάνω προκειμένου να βελτιωθεί σημαντικά η ακρίβεια του περιγράμματος κατά την επεξεργασία κυκλικών περιγραμμάτων. Ο λόγος είναι ο εξής: Σε έναν μετασχηματισμό τεταρτημορίου, ο ένας άξονας κινείται με τον υψηλότερο ρυθμό τροφοδοσίας και ο άλλος άξονας είναι ακίνητος. Επομένως, η διαφορετική συμπεριφορά τριβής των δύο αξόνων μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα περιγράμματος. Η αντιστάθμιση σφαλμάτων τεταρτημορίου μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά αυτό το σφάλμα και να εξασφαλίσει εξαιρετικά αποτελέσματα κατεργασίας. Η πυκνότητα των παλμών αντιστάθμισης μπορεί να ρυθμιστεί σύμφωνα με μια χαρακτηριστική καμπύλη που εξαρτάται από την επιτάχυνση, η οποία μπορεί να προσδιοριστεί και να παραμετροποιηθεί με μια δοκιμή στρογγυλότητας. Κατά τη δοκιμή στρογγυλότητας, η απόκλιση μεταξύ της πραγματικής θέσης του κυκλικού περιγράμματος και της προγραμματισμένης ακτίνας (ειδικά κατά τη διάρκεια της εναλλαγής) καταγράφεται ποσοτικά και εμφανίζεται γραφικά στο HMI. Στη νέα έκδοση του λογισμικού συστήματος, η ενσωματωμένη λειτουργία δυναμικής αντιστάθμισης τριβής μπορεί να εκτελέσει δυναμική αντιστάθμιση σύμφωνα με τη συμπεριφορά τριβής της εργαλειομηχανής σε διαφορετικές ταχύτητες, μειώνοντας το πραγματικό σφάλμα περιγράμματος κατεργασίας και επιτυγχάνοντας υψηλότερη ακρίβεια ελέγχου.
Αντιστάθμιση σφαλμάτων κλίσης και γωνίας


Απαιτείται αντιστάθμιση κρεμασμού εάν το βάρος των μεμονωμένων εξαρτημάτων του μηχανήματος προκαλεί την κίνηση και την κλίση των κινούμενων μερών, καθώς προκαλεί χαλάρωση των σχετικών εξαρτημάτων της μηχανής, συμπεριλαμβανομένου του συστήματος οδήγησης. Η αντιστάθμιση γωνιακού σφάλματος χρησιμοποιείται όταν οι κινούμενοι άξονες δεν είναι ευθυγραμμισμένοι μεταξύ τους στη σωστή γωνία (π.χ. κατακόρυφα). Καθώς αυξάνεται η μετατόπιση της μηδενικής θέσης, αυξάνεται και το σφάλμα θέσης. Και τα δύο αυτά σφάλματα προκαλούνται από το νεκρό βάρος της εργαλειομηχανής ή το βάρος του εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας. Οι τιμές αντιστάθμισης που μετρήθηκαν κατά τη θέση σε λειτουργία ποσοτικοποιούνται και αποθηκεύονται στο SINUMERIK σύμφωνα με την αντίστοιχη θέση σε κάποια μορφή, όπως ένας πίνακας αντιστάθμισης. Όταν η εργαλειομηχανή λειτουργεί, η θέση του σχετικού άξονα παρεμβάλλεται σύμφωνα με την τιμή αντιστάθμισης του αποθηκευμένου σημείου. Για κάθε κίνηση συνεχούς διαδρομής, υπάρχουν βασικοί άξονες και άξονες αντιστάθμισης. Η θερμότητα αντιστάθμισης θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσει διαστολή τμημάτων του μηχανήματος. Το εύρος διαστολής εξαρτάται από τη θερμοκρασία, τη θερμική αγωγιμότητα κ.λπ. κάθε εξαρτήματος της μηχανής. Οι διαφορετικές θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν αλλαγή της πραγματικής θέσης κάθε άξονα, η οποία μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την ακρίβεια του τεμαχίου προς κατεργασία. Αυτές οι πραγματικές αλλαγές τιμών μπορούν να αντισταθμιστούν με αντιστάθμιση θερμοκρασίας. Μπορούν να οριστούν καμπύλες σφάλματος για κάθε άξονα σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Για να αντισταθμίζεται πάντα σωστά η θερμική διαστολή, οι τιμές αντιστάθμισης θερμοκρασίας, η θέση αναφοράς και οι παράμετροι γωνίας γραμμικής κλίσης πρέπει να μεταφέρονται συνεχώς από το PLC στον έλεγχο CNC μέσω μπλοκ λειτουργιών. Οι απροσδόκητες αλλαγές παραμέτρων εξαλείφονται αυτόματα από το σύστημα ελέγχου για να αποφευχθεί η υπερφόρτωση του μηχανήματος και να ενεργοποιηθούν οι λειτουργίες παρακολούθησης.