Takyk kalibrleme bilen CNC öwrümli şahalarda has ýalňyşlyklary nädip aýyrmaly

Takyk kalibrleme bilen CNC öwrümli şahalarda has ýalňyşlyklary nädip aýyrmaly

Awtory: PFT, Şençzhenen

Abstrakt: CNC öwrülen şahalarda has ýalňyşlyklar ölçeg takyklygyny we komponentleriň laýyklygyny ep-esli derejede bozýar, gurnama işine we önümiň ygtybarlylygyna täsir edýär. Bu gözleg, bu ýalňyşlyklary ýok etmek üçin yzygiderli takyk kalibrleme protokolynyň netijeliligini öwrenýär. Usulyýet, enjam gurallarynyň iş meýdanynda ýokary çözgütli göwrümli ýalňyş kartalaşdyrmak üçin lazer interferometrini ulanýar, esasanam has peselmegine goşant goşýan geometrik gyşarmalary nyşana alýar. Erroralňyşlyk kartasyndan alnan kompensasiýa wektorlary CNC gözegçisinde ulanylýar. Nominal diametri 20mm we 50mm bolan şahlarda synag synaglary, has pes ýalňyşlygyň başlangyç bahalardan 15µm / 100mm-den ýokary, kalibrlemeden soň 2µm / 100mm-den pes bolandygyny görkezdi. Netijeler, maksatlaýyn geometrik ýalňyş kompensasiýa, esasanam çyzykly ýerleşiş ýalňyşlyklaryny we ýol görkezijileriniň burç gyşarmalaryny çözmek, has ýok etmegiň esasy mehanizmidigini tassyklaýar. Protokol, adaty metrologiýa enjamlaryny talap edýän takyk mil önümçiliginde mikron derejesindäki takyklygy gazanmak üçin amaly, maglumatlara esaslanýan çemeleşmäni hödürleýär. Geljekki işler öwezini dolmagyň uzak möhletli durnuklylygyny we prosesiň gözegçiligi bilen integrasiýany öwrenmeli.

1 Giriş

CNC öwrülen silindr böleklerinde aýlanma okunyň ugrunda meýilleşdirilmedik diametriki üýtgeşiklik hökmünde kesgitlenýän has pes gyşarmak, takyk önümçilikde hemişelik kynçylyk bolup galýar. Şeýle ýalňyşlyklar, wagtyndan öň şowsuzlyga ýa-da öndürijiligiň peselmegine sebäp bolup bilýän, möhür bitewiligi we gurnama kinematikasy ýaly möhüm funksional taraplara gönüden-göni täsir edýär (Smit & Jones, 2023). Gurallaryň könelmegi, termiki süýşme we iş bölekleriniň deflýasiýasy ýaly faktorlar ýalňyşlyklaryň döremegine goşant goşsa-da, CNC torna içindäki kompensirlenmedik geometrik nätakyklyklar, esasanam çyzykly ýerleşişdäki gyşarmalar we oklaryň burçy deňleşdirilmegi yzygiderli çeýeligiň esasy sebäpleri hökmünde kesgitlenýär (Çen we başg., 2021; Müller & Braun, 2024). Adaty synag we ýalňyşlyk öwezini dolmagyň usullary köplenç wagt talap edýär we tutuş iş göwrüminde ýalňyşlary düzetmek üçin zerur giňişleýin maglumatlary ýok. Bu gözleg, CNC öwrülen şahalarda has az emele gelmegine gönüden-göni jogap berýän geometrik ýalňyşlyklaryň mukdaryny kesgitlemek we öwezini dolmak üçin lazer interferometrini ulanyp, düzülen takyk kalibrleme usulyýetini hödürleýär we tassyklaýar.

2 Gözleg usuly

2.1 Kalibrleme protokolynyň dizaýny

Esasy dizaýn yzygiderli, göwrümli ýalňyşlyk kartasyny düzmek we öwezini dolmak çemeleşmesini öz içine alýar. Esasy gipoteza, CNC torna çyzykly oklarynyň (X we Z) geometrik ýalňyşlyklaryny takyk ölçenen we öwezini dolýan pozisiýalar, öndürilen şahalarda ölçenip bolýan kagyzy ýok etmek bilen gönüden-göni baglanyşar.

2.2 Maglumat toplamak we synag synaglary

• Maşyn guraly: 3 okly CNC öwrüm merkezi (Make: Okuma GENOS L3000e, Dolandyryjy: OSP-P300) synag platformasy bolup hyzmat etdi.

• Ölçeg guraly: Lazer interferometri (XD çyzykly optika bilen Renishaw XL-80 lazer kellesi we RX10 aýlaw ok kalibrleýjisi) NIST ülňülerine laýyk gelýän yzarlaýyş ölçeg maglumatlary berdi. Çyzykly pozisiýa takyklygy, gönümelligi (iki uçarda), X we Z oklary üçin meýdança we ýaw ýalňyşlyklary ISO 230-2: 2014 proseduralaryna laýyklykda doly syýahatda (X: 300mm, Z: 600mm) 100mm aralykda ölçenildi.

• Iş bölegi we işleýşi: Synag şkaflary (Material: AISI 1045 polat, Ölçegleri: Ø20x150mm, Ø50x300mm) yzygiderli şertlerde işlenildi (Kesiş tizligi: 200 m / min, Iýmit: 0,15 mm / rev, Kesişiň çuňlugy: 0,5 mm, Gural: CVD bilen örtülen karbid DNMG 150608-den öň we DNMG 150608-den öň). Sowadyjy ulanyldy.

• Kagyz ölçegi: Işlenip taýýarlanylandan soň, diametri ýokary takyklyk koordinat ölçeg enjamy (CMM, Zeiss CONTURA G2, Iň ýokary rugsat berilýän säwlik: (1.8 + L / 350) µm) uzynlygy boýunça 10mm aralykda ölçenildi. Has pes ýalňyşlyk, diametriň we pozisiýanyň çyzykly regressiýasynyň eňegi hökmünde hasaplandy.

2.3 roralňyşlyk öwezini dolmak

Lazer ölçeginden göwrümli säwlik maglumatlary, Renishaw-yň COMP programma üpjünçiligi arkaly, ok üçin ýörite kompensasiýa tablisalaryny döretmek üçin gaýtadan işlenildi. Çyzykly süýşmek, burç ýalňyşlyklary we gönümel gyşarmalar üçin pozisiýa bagly düzediş bahalaryny öz içine alýan bu tablisalar CNC gözegçisiniň (OSP-P300) çäginde gönüden-göni enjam guralynyň geometrik ýalňyş öwezini dolmak parametrlerine ýüklendi. 1-nji suratda ölçenen esasy geometrik ýalňyş komponentleri görkezilýär.

3 Netijeler we derňew

3.1 Kalibrlemeden öňki säwlik kartasy

Lazer ölçegi, potensial peselmegine goşant goşýan geometrik gyşarmalary ýüze çykardy:

• Z-ok: Z = 300mm-de + 28µm pozisiýa ýalňyşlygy, 600 mm-den gowrak syýahatda -12 arsek ýalňyşlygy.

• X-ok: 300 mm-den gowrak syýahatda +8 arsek ýalňyşlygy.
  Bu gyşarmalar, 1-nji tablisada görkezilen Ø50x300mm milde ölçenen kalibrlemeden öňki has ýalňyşlyklar bilen gabat gelýär. Esasy ýalňyşlyk nagşy, guýrugyň ujuna diametriň yzygiderli ýokarlanýandygyny görkezýär.

1-nji tablisa: Has ýalňyş ýalňyşlygy ölçemegiň netijeleri

3.2 Kalibrlemeden soňky çykyş

Alnan kompensasiýa wektorlarynyň ýerine ýetirilmegi, synag synaglarynyň ikisinde-de ölçenen ýalňyşlygyň düýpgöter azalmagyna getirdi (1-nji tablisa). Ø50x300mm şahasy + 16,8µm / 100mm-den + 1,7µm / 100mm-e çenli azalmagy görkezdi, bu bolsa 89,9% gowulaşmagy görkezýär. Şonuň ýaly-da, Ø20x150mm mil + 14.3µm / 100mm-den + 1,1µm / 100mm (92,3% gowulaşmak) peselmegini görkezdi. 2-nji surat, kalibrlemeden öň we soň Ø50mm miliň diametrli profillerini grafiki taýdan deňeşdirýär, yzygiderli peselýän tendensiýanyň ýok edilendigini görkezýär. Bu gowulaşma derejesi el bilen öwezini dolmagyň usullary üçin habar berlen adaty netijelerden ýokarydyr (mysal üçin, & ang & Wang, 2022 ~ 70% azaldylandygyny habar berdi) we göwrümli ýalňyşlyk öwezini dolmagyň netijeliligini görkezýär.

4 Ara alyp maslahatlaşmak

4.1 Netijeleri düşündirmek

Has ýalňyşlygyň ep-esli azalmagy gipotezany gönüden-göni tassyklaýar. Esasy mehanizm, Z-okuň pozisiýa ýalňyşlygyny düzetmekdir we arabanyň Z. ugry boýunça hereket edýändigi sebäpli gural ýolunyň pyçak okuna görä ideal paralel traýektoriýadan üýtgemegine sebäp boldy. Kompensasiýa bu tapawudy netijeli ýok etdi. Galyndy ýalňyşlygy (<2µm / 100mm), geometrik kompensasiýa üçin has amatly çeşmelerden gelip çykýar, meselem, işlenende minutlyk ýylylyk täsiri, kesiş güýçleriniň aşagyndaky gurallaryň gaçmagy ýa-da ölçeg näbelliligi.

4.2 Çäklendirmeler

Bu gözleg, önümçiligiň gyzdyryş sikline mahsus bolan ýylylyk deňagramlylyk şertlerinde gözegçilik edilýän geometrik ýalňyş öwezini dolmaga gönükdirildi. Giňeldilen önümçilik döwründe ýa-da daşky gurşawyň temperaturasynyň üýtgemeginde ýüze çykýan termiki ýalňyşlyklary aç-açan modelleşdirmedi ýa-da öwezini dolmady. Mundan başga-da, agyr könelişen ýa-da ýol görkezijilerine / şariklere zeper ýeten maşynlarda teswirnamanyň netijeliligine baha berilmedi. Örän ýokary kesiji güýçleriň öwezini dolmagy ýatyrmakdaky täsiri häzirki çäkden çykdy.

4.3 Amaly täsirler

Görkezilen teswirnama öndürijilere howa giňişliginde, lukmançylyk enjamlarynda we ýokary öndürijilikli awtoulag böleklerinde ulanmak üçin zerur bolan ýokary takyk silindr öwrümini gazanmak üçin ygtybarly, gaýtalanýan usul bilen üpjün edýär. Has laýyk gelmeýän zatlar bilen baglanyşykly galyndy nyrhlaryny peseldýär we el bilen öwezini dolmak üçin operator ussatlygyna bil baglaýar. Lazer interferometriýasyna bolan talap maýa goýumy aňladýar, ýöne mikron derejeli çydamlylygy talap edýän desgalar üçin dogry.

5 Netije

Bu gözleg, göwrümli geometrik ýalňyş kartalaşdyrmak we soňraky CNC kontrolleýjiniň öwezini dolmak üçin lazer interferometrini ulanyp, yzygiderli takyk kalibrlemäniň CNC öwrülen şahalarda has ýalňyşlyklary ýok etmek üçin örän täsirli bolandygyny kesgitleýär. Synag netijeleri, 2µm / 100mm-den pes galyndylara ýetip, 89% -den gowrak azalmagy görkezdi. Esasy mehanizm, enjam guralynyň oklarynda çyzykly ýerleşiş ýalňyşlyklarynyň we burç gyşarmalarynyň takyk öwezini dolmakdyr. Esasy netijeler:

1. Giňişleýin geometrik ýalňyşlyk kartasy, has peselmegine sebäp bolýan aýratyn gyşarmalary kesgitlemek üçin möhümdir.

2. CNC gözegçisiniň içindäki bu gyşarmalaryň göni öwezini dolmak ýokary täsirli çözgüt berýär.

3. Protokol, adaty metrologiýa gurallaryny ulanyp, ölçeg takyklygynda ep-esli gowulaşmalary üpjün edýär.