Faktoren, die die Genauigkeit der CNC-Maschinenbearbeitung beeinflussen

CNC-Maschinen werden während des Bearbeitungsprozesses zwangsläufig von verschiedenen Faktoren beeinflusst, was zu gewissen Abweichungen in ihrer Bearbeitungsgenauigkeit führt und einige Unannehmlichkeiten für Produktion und Leben mit sich bringt. Wie sich die Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Maschinen verbessern lässt, ist den Experten ein großes Anliegen.

1. Präzisionsprobleme bei der CNC-Maschinenbearbeitung

1.1 Der Einfluss von Positionsfehlern bei der CNC-Maschinenbearbeitung auf die Bearbeitungsgenauigkeit

Positionsfehler beziehen sich auf das Ausmaß der Änderung oder den Grad der Abweichung zwischen der tatsächlichen Oberfläche, Achse oder Symmetrieebene der bearbeiteten Teile relativ zu ihrer idealen Position, wie z. B. Vertikalität, Position, Symmetrie usw. Positionsfehler beziehen sich bei der CNC-Maschinenbearbeitung normalerweise auf Totzonenfehler. Die Hauptgründe für Positionsfehler sind das Spiel und die elastische Verformung, die durch die Übertragung während der Bearbeitung von Werkzeugmaschinenteilen verursacht werden, sowie Positionsfehler, die durch die Reibungskraft und andere Faktoren des Werkzeugmaschinenkopfes während der Bearbeitung verursacht werden. Im Open-Loop-System wird die Positionsgenauigkeit stark beeinflusst, während sie im Closed-Loop-Folgesystem hauptsächlich von der Genauigkeit des Verschiebungserkennungsgeräts und dem Geschwindigkeitsverstärkungsfaktor des Systems abhängt, und der Einfluss ist im Allgemeinen klein.

1.2 Bearbeitungsgenauigkeitsfehler, der durch einen geometrischen Fehler bei der CNC-Maschinenbearbeitung verursacht wird

Bei der CNC-Maschinenbearbeitung wird die geometrische Genauigkeit der Werkzeugmaschine durch äußere Faktoren wie äußere Kräfte und Wärme, die während der Bearbeitung entstehen, beeinflusst und die auf der Werkzeugmaschine bearbeiteten Teile werden geometrisch verformt, was zu geometrischen Fehlern führt. Forschungen zufolge sind die Hauptgründe für geometrische Fehler bei CNC-Maschinen nichts anderes als die folgenden zwei: interne Faktoren und externe Faktoren. Die internen Faktoren geometrischer Fehler in Werkzeugmaschinen beziehen sich auf geometrische Fehler, die durch Faktoren der Werkzeugmaschine selbst verursacht werden, wie z. B. die Horizontalität des Arbeitstisches der Werkzeugmaschine, die Horizontalität und Geradheit der Führungsschienen der Werkzeugmaschine sowie die geometrische Genauigkeit der Maschine Werkzeuge und Vorrichtungen des Werkzeugs. Externe Faktoren beziehen sich hauptsächlich auf geometrische Fehler, die durch Faktoren wie die äußere Umgebung und thermische Verformung während der Verarbeitung verursacht werden. Beispielsweise dehnen sich das Werkzeug oder die Teile während des Schneidvorgangs aufgrund der Hitze aus und verformen sich, was zu geometrischen Fehlern führt, die sich auf die Bearbeitungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine und die Bearbeitungsgenauigkeit der Teile auswirken.

1.3 Bearbeitungsgenauigkeitsfehler, der durch die Maschinenpositionierung bei der CNC-Maschinenbearbeitung verursacht wird

Durch langfristige Datenanalyse und praktische Abläufe bei der Teilebearbeitung lässt sich erkennen, dass die Werkzeugmaschinenpositionierung einen großen Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Maschinen hat. Aus struktureller Sicht werden Bearbeitungsfehler von CNC-Maschinen hauptsächlich durch die Positionierungsgenauigkeit verursacht, wobei das Vorschubsystem der Werkzeugmaschine das wichtigste Glied ist, das die Positionierungsgenauigkeit beeinflusst. Das Vorschubsystem von CNC-Maschinen besteht normalerweise aus zwei Teilen: einem mechanischen Übertragungssystem und einem elektrischen Steuerungssystem. Die Positionierungsgenauigkeit hängt vom mechanischen Übertragungssystem im Strukturdesign ab. In einem geschlossenen System können CNC-Maschinen normalerweise durch Positionserkennungsgeräte verhindern, dass die Hauptkomponenten des Zuführsystems Positionsabweichungen erzeugen, wie z. B. Kugelumlaufspindeln. Bei Open-Loop-Systemen kann aufgrund der Vielzahl an Einflussfaktoren und der Komplexität der Situation keine Positionierungsüberwachung durchgeführt werden, sodass die Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Maschinen stark beeinträchtigt wird.

2. Gegenmaßnahmen zur Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Maschinen

Im Bearbeitungsprozess von CNC-Maschinen wirkt sich die Genauigkeit der von ihnen bearbeiteten Teile direkt auf die Qualität des Produkts aus. An einige mechanische Teile und Teile von Präzisionsgeräten werden sehr hohe Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit gestellt. Die Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Maschinen ist der Schlüssel zur Lösung des Problems. Durch umfangreiche Forschung und Analyse kommt man zu dem Schluss, dass es ungefähr die folgenden Gegenmaßnahmen gibt, um die Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Maschinen zu verbessern:

2.1 Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit durch Kontrolle des ursprünglichen Fehlers von CNC-Maschinen

Beim Bearbeitungsprozess von CNC-Maschinen sind Fehler selbst unvermeidlich. Zwischen den bearbeiteten Teilen und den CNC-Maschinen liegt unvermeidlich ein Fehler vor. Dieser Fehler, der vorhanden sein muss, wird als Originalfehler bezeichnet.

Um die Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Maschinen zu verbessern, ist daher die Kontrolle des ursprünglichen Fehlers von CNC-Maschinen eine der wichtigen Gegenmaßnahmen. Es sollte eine systematische Analyse der Möglichkeit der Entstehung von Originalfehlern durchgeführt und entsprechend der Fehlerursachen und -arten entsprechende Verbesserungsmaßnahmen formuliert werden. Bei der Bearbeitung mechanischer Teile haben die Positionsgenauigkeit und geometrische Genauigkeit von CNC-Maschinen einen wichtigen Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit von Teilen. Positionskontrolle und Kontrolle der geometrischen Genauigkeit sollten verwendet werden, um den Einfluss von Positionsfehlern und geometrischen Fehlern auf Teile zu reduzieren. Gleichzeitig sollten für den während des Bearbeitungsprozesses erzeugten Verformungsfehler Luftkühlung, Wasserkühlung und andere Methoden verwendet werden, um die thermische Verformung während des Bearbeitungsprozesses zu kontrollieren und den Einfluss thermischer Verformungsfehler auf die Bearbeitungsgenauigkeit zu verringern. Gleichzeitig ist es bei Positionsfehlern erforderlich, Werkzeuge angemessen auszuwählen, die für das Material der Teile geeignet sind, um Werkzeugverformungen zu vermeiden. Wählen Sie gleichzeitig angemessene Vorrichtungen entsprechend der Form des Rohlings der bearbeiteten Teile aus. Gegebenenfalls sollten die Vorrichtungen speziell auf die Form und Größe der Teile abgestimmt sein, um Positionsfehler zu vermeiden.

2.2 Angemessenes Design der Kernkomponenten der Maschine, um Positionierungsfehler zu vermeiden

Die Positioniergenauigkeit von Werkzeugmaschinen hat einen wichtigen Einfluss auf die Genauigkeit von Teilen. Zu den Kernkomponenten, die die Positionierungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen beeinflussen, gehören die Geradheit und Horizontalität des Vorschubsystems, der Führungsschienen und der Arbeitstische. Bei der Konstruktion von CNC-Maschinen ist es notwendig, die Kernkomponenten sinnvoll auszuwählen. Beispielsweise sollte bei der Auswahl von Kugelumlaufspindeln, die derzeit in Werkzeugmaschinen weit verbreitet sind, die Genauigkeit von Kugelumlaufspindeln vollständig berücksichtigt werden und eine relativ ausgereifte Kugelumlaufspindeltechnologie ausgewählt und installiert werden. Auch die Unterstützung von Kugelumlaufspindeln darf nicht außer Acht gelassen werden. Die Unterstützung von Kugelumlaufspindeln hängt eng mit der Übertragungsgenauigkeit des Systems zusammen. Die Abstützung von Kugelumlaufspindeln wird hauptsächlich durch Axiallasten und Drehzahlen bestimmt, was einen wichtigen Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Drehmaschinen hat. In der Regel werden hochpräzise Befestigungs- und Stützmethoden gewählt. Darüber hinaus sollte die Tragfähigkeit von Kugelumlaufspindeln während des Konstruktionsprozesses streng überprüft werden.

Als Teil des äußeren Schutzes von Werkzeugmaschinen sind Schleppketten heute aus Werkzeugmaschinen nicht mehr wegzudenken. Aufgrund seiner Kettengliederstruktur erzeugt es außerdem gewisse Vibrationen, wenn es der Bewegung des Werkzeughalters folgt. Diese Vibration wird direkt auf das Werkzeug übertragen und hat letztendlich einen gewissen Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit.

Daher bestimmt die Leistung der Schleppkette maßgeblich die Genauigkeit der Werkzeugmaschine. Die Schleppkette der E6-Serie von igus wurde speziell entwickelt, um Vibrationen und Geräusche stark zu reduzieren und die Auswirkungen der Schleppkettenbewegung auf die Genauigkeit der Werkzeugmaschine zu minimieren.

Darüber hinaus verwendet die Schleppkette der E6-Serie von Igus eine kleine Teilung, keine Stiftverbindungsmethode der Aggregatfedern, kein Verschleiß, geeignet für Hochgeschwindigkeits- und Hochbeschleunigungsanwendungen. Bei einer Geschwindigkeit von V=1,8 m/s beträgt der Lärm nur 37 dB(A) und kann auch in Branchen wie Reinräumen eingesetzt werden.

2.3 Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit von CNC-Maschinen durch Echtzeit-Überwachungstechnologie

Durch die kontinuierliche Verbesserung der CNC-Technologie kann der Bearbeitungsprozess von CNC-Maschinen in Echtzeit überwacht, die Fehlerverbindungen im Bearbeitungsprozess rechtzeitig angepasst und die Fehlerdaten jeder Verbindung im Bearbeitungsprozess gesammelt und zugeführt werden zurück zum Bedienterminal. Der entsprechende Fehlerkompensationsmechanismus kann über die Fehlerdaten übernommen werden, um eine rechtzeitige Fehlerkompensation durchzuführen, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit von Teilen effektiv verbessert werden kann.