Oito maneiras de compensação de máquinas-ferramenta, parte 1

2022-09-13

Desvios sistemáticos de máquinas-ferramentas relacionados à máquina podem ser registrados sistematicamente, mas os desvios ainda podem aparecer ou aumentar durante o uso subsequente devido a fatores ambientais, como temperatura ou carga mecânica. Nestes casos, o SINUMERIK pode fornecer diferentes funções de compensação. Compense os desvios usando medições de codificadores de posição real (por exemplo, grades) ou sensores adicionais (por exemplo, interferômetros a laser, etc.) para obter melhores resultados de usinagem. Nesta edição apresentaremos as funções de compensação comuns do SINUMERIK. Os práticos ciclos de medição SINUMERIK, como "CYCLE996 Motion Measurement", podem fornecer suporte abrangente aos usuários finais durante o monitoramento e manutenção contínuos de máquinas-ferramentas.
Compensação de folga



A transmissão de força intermitente ou retardada ocorre entre as partes móveis da máquina-ferramenta e suas peças de acionamento, como parafusos de esferas, porque uma estrutura mecânica sem folgas aumentará significativamente o desgaste da máquina-ferramenta, e também é difícil de conseguir em termos de tecnologia. . A folga mecânica leva a desvios entre os caminhos de movimento dos eixos/fusos e os valores medidos do sistema de medição indireta. Isto significa que, uma vez alterada a orientação, o eixo se moverá muito longe ou muito perto, dependendo do tamanho da lacuna. A mesa e os encoders associados também são afetados: se o encoder estiver à frente da mesa, ele atinge a posição comandada mais cedo, o que significa que a máquina percorre, na verdade, menos distância. Quando a máquina está em funcionamento, utilizando a função de compensação de folga no eixo correspondente, o desvio previamente registrado é automaticamente ativado durante a reversão, sobrepondo o desvio previamente registrado ao valor real da posição.
Compensação de erro de passo do parafuso de avanço


O princípio de medição da medição indireta no sistema de controle CNC é baseado na suposição de que o passo do fuso de esferas permanece inalterado dentro do curso efetivo, portanto, teoricamente, a posição real do eixo linear pode ser derivada da posição da informação de movimento do motor de acionamento. No entanto, erros de fabricação em fusos de esferas podem causar desvios no sistema de medição (também conhecidos como erros de passo do fuso de avanço). Este problema pode ser ainda agravado por desvios de medição (dependendo do sistema de medição utilizado) e erros de instalação do sistema de medição na máquina (também conhecidos como erros do sistema de medição). Para compensar esses dois tipos de erros, um sistema de medição independente (medição a laser) pode ser usado para medir a curva de erro natural da máquina-ferramenta CNC e, em seguida, o valor de compensação necessário é salvo no sistema CNC para compensação.
Compensação de atrito (compensação de erro de quadrante) e compensação dinâmica de atrito



A compensação de erro de quadrante (também conhecida como compensação de atrito) é adequada para todos os itens acima, a fim de melhorar significativamente a precisão do contorno ao usinar contornos circulares. A razão é a seguinte: em uma transformação de quadrante, um eixo está se movendo na taxa de avanço mais alta e o outro eixo está estacionário. Portanto, o diferente comportamento de atrito dos dois eixos pode levar a erros de contorno. A compensação de erros do quadrante pode efetivamente reduzir esse erro e garantir excelentes resultados de usinagem. A densidade dos pulsos de compensação pode ser ajustada de acordo com uma curva característica dependente da aceleração, que pode ser determinada e parametrizada por um teste de circularidade. Durante o teste de circularidade, o desvio entre a posição real do contorno circular e o raio programado (especialmente durante a comutação) é registrado quantitativamente e exibido graficamente na HMI. Na nova versão do software do sistema, a função integrada de compensação dinâmica de atrito pode realizar compensação dinâmica de acordo com o comportamento de atrito da máquina-ferramenta em diferentes velocidades, reduzindo o erro real do contorno de usinagem e alcançando maior precisão de controle.
Compensação de erros de afundamento e ângulo


A compensação de curvatura é necessária se o peso das peças individuais da máquina fizer com que as peças móveis se movam e inclinem, pois faz com que as peças associadas da máquina, incluindo o sistema de guia, cedam. A compensação de erro angular é usada quando os eixos móveis não estão alinhados entre si no ângulo correto (por exemplo, vertical). À medida que o deslocamento da posição zero aumenta, também aumenta o erro de posição. Ambos os erros são causados ​​pelo peso próprio da máquina-ferramenta ou pelo peso da ferramenta e da peça. Os valores de compensação medidos durante o comissionamento são quantificados e armazenados no SINUMERIK de acordo com a posição correspondente de alguma forma, como uma tabela de compensação. Quando a máquina-ferramenta está em funcionamento, a posição do eixo relevante é interpolada de acordo com o valor de compensação do ponto armazenado. Para cada movimento de caminho contínuo, existem eixos básicos e de compensação. O calor da compensação de temperatura pode causar a expansão de peças da máquina. A faixa de expansão depende da temperatura, condutividade térmica, etc. de cada peça da máquina. Diferentes temperaturas podem fazer com que a posição real de cada eixo mude, o que pode afetar negativamente a precisão da peça que está sendo usinada. Estas alterações de valores reais podem ser compensadas pela compensação de temperatura. Curvas de erro para cada eixo em diferentes temperaturas podem ser definidas. Para sempre compensar corretamente a expansão térmica, os valores de compensação de temperatura, a posição de referência e os parâmetros do ângulo de gradiente linear devem ser continuamente retransferidos do PLC para o controle CNC através de blocos funcionais. Alterações inesperadas de parâmetros são eliminadas automaticamente pelo sistema de controle para evitar sobrecarregar a máquina e ativar funções de monitoramento.