بررسی دقت موقعیت یابی و تکرار پذیری در ماشین ابزار accuracy in positioning and repeatability
دقت موقعیت یابی: عبارت است از تفاوت در مختصات محاسبه شده که عبارتند از تفریق حرکت فیزیکی دستگاه و مختصات تئوری. به عنوان مثال شما دستگاه را به حرکت در موقعیت X=10.58 mm فرمان داده اید اما دستگاه به موقیعت 10.57 میلی متر می رسد . بنابراین دقت موقعیت در آن مورد تفاوت بین مقادیر فرمان داده شده و حرکت واقعی دستگاه است 10.57-10.58 = 0.01 mm .
به طور کلی دقت موقعیت یابی با یکبار اندازه گیری مشخص نمیگردد. این اندازه گیری زمانی میسر است که حرکت های چندگانه در برنامه های مختلف تست و اندازه گیری و ثبت گردد. خروجی آماری و معدل گیری آن به عنوان دقت موقعیت یابی دستگاه در نظر گرفته می شود و معمولا در چک لیست همراه دستگاه قرار میگیرد. معمولا برای ماشین های cnc معمولی 0.02 mm و برای ماشین هایی نظیر jig boring به 0.003 میلی متر می رسد.
دقت تکرار پذیری : عبارت است از امکان باز تولید و ساخت مجدد قطعه به ترتیبی که ماشین به دفعات به یک نقطه هدف منتقل می شود و محاسبه مقادیر مختلف بدست آمده دقت تکرار پذیری را مشخص می نماید.به عنوان مثال شما فرمان حرکت ماشین به موقیعت 10.58 mm را برای 5 بار در خواست میکنید مقادیر واقعی 10.57 ، 10.568 ، 10.571 ، 10.567 و 10.572 mm است. بنابراین محاسبه دقت تکرار پذیری بین حداکثر و حداقل مقادیر ایجاد شده 10.572-10.567=0.005 mm است. در حقیقت تکرار پذیری با محاسبه دفعات مختلف بدست می آید.
دقت موقعیت یابی و تکرار پذیری به طور جداگانه برای هر محور دستگاه (X,Y,Z و غیره) اندازه گیری می گردد. این اندازه گیری به وسیله ابزاری به نام لیزر اینترفرمتر (interferometer) انجام میگردد.
دقت یک دستگاه cnc براساس تلرانس هایی که بدست می آورد و یا به واسطه بخش های فیزیکی که بر اساس آن ساخته و طراحی شده است ، تعیین میگردد. تلرانس ها معمولا در هزارم هر اینچ (0.0254 mm) اندازه گیری می گردند. ماشینکاری استاندارد تلرانس در حدود ±0.005 (0.127 mm) را ارائه میدهد و ماشینکاری خوب تلرانس ±0.001 ( 0.0254 mm ) است و فرایند های تخصصی مانند lapping پولیش کردن تلرانس ±0.00005 را تضمین مینمایند .
به عقیده سازندگان ماشین ابزار دقت و تکرار پذیری با میزان استرس و فشار اعمال شده بر اجزاء ماشین در ارتباط هستند. هر چه مقدار فشار اعمال شده بیشتر باشد ، حفظ مقدار دقت موقعیت یابی و تکرار پذیری سخت تر خواهد بود. تقریبا می توان اعلام داشت که برای سازندگان ماشین ابزار غیر ممکن است دقت موقعیت یابی و تکرار پذیری ماشین ابزار های ساخت خود را برای تمام اپلیکیشن های کاری گارانتی نمایند. به گفته کارشناسان تنها راه حفظ و گارانتی دقت ، مطلع ساختن سازنده در خصوص نوع کار صنعتگر و اینکه چه کاری با چه تلرانس دقت در چه بازه زمانی و با چه کارائی بهنیه ای (efficiency) مورد نیاز است تا بر آن مبنا پیشنهاد ماشین نماید.
فاکتور هایی که خارج از کنترل اپراتور هستند :
فاکتور هایی که بر عهده اپراتور هستند :
از موارد دیگری که بر دقت ماشین ابزار تاثیر گذارند میتوان به حصول اطمینان در نصب صحیح دستگاه اشاره کرد که میتواند دقت کافی و پویا را برای برنامه های ماشینکاری شما به درستی تامین نماید.
یکی از نکات اساسی در حفظ دقت و تکرار پذیری اطلاع از قطعات به کار رفته در ماشین ابزار میباشد. تضمین دقت لازمه از اولین قطعه تا آخرین قطعه با احتساب درصد خطای چک لیست حتی بعد از تغییرات دمایی و thermal deformation باید برابری نماید . مسئله مهم تکرار پذیری به طراحی ماشین ابزار با توجه به تغییرات دمایی است که سازنده به آن می پردازد. نگرانی اصلی متوجه اسپیندل و سیستم های حرکتی میباشند چرا که آنها بیشترین تاثیر بر روی سطوح ماشینکاری شده را دارند.در زمانیکه این مولفه ها گرم می شوند ، منبسط شده و پس از سرد شدن مجددا تغییرات فیزکی خواهند داشت. بنابراین حفظ تلرانس دقت مناسب در عملیات ماشینکاری سخت و پیچیده که با حرکات سریع ، پر فشار و هماهنگ همراه میباشند ، بسیار حیاتی است.
در همین راستا ، سازندگان ماشین ابزار به مواردی همچون خنک کننده اسپیندل ، روانکاری بهتر در بخش سیستم های حرکتی و غیره به منظور به حداقل رساندن تاثیر تغییرات دمایی پرداخته اند. به علاوه روش های طراحی مانند استفاده از نرم افزارهای finite element analysis design در به حداقل رساندن این تاثیرات به کار میرود.
در طراحی تراش های cnc گیربکس به شکل عمود بر بستر قرار گرفته است تا در اثر گرم شدن تنها لبه ابزار تغییر نماید و مقدار چرخش قطری در اثر انبساط از بخشی به بخش دیگر به حداقل برسد.
در زمان خرید دستگاه cnc باید بدانید که سازنده چه رویکردی را در مقابله با تغییرات حرارتی اتخاذ نموده است. و اطمینان حاصل کنید که در اثر تغییرات حرارتی ، در تلرانس های دقت شما ، مشکلی به وجود نیاید. توجه به این نکته ضروری است که هر دستگاه و هر سازنده ای بر اساس نوع نیاز شما محصولی را عرضه مینماید. بنابراین همانطور که قبلا در مقاله خرید ماشین ابزار اشاره شده به المان های کار خود توجه نمایید :
برخی از مشکلات تکرار پذیری ، هیچ ارتباطی با طراحی و ساخت ماشین ابزار ندارند. در نتیجه به طور مستقیم با اپلیکیشن های ماشین در ارتباطند. تغییراتی که در طول اجرای برنامه تولید بر روی مولفه تکرار پذیری موثرند عبارتند از :
مقاله فوق در واحد تحقیق و توسعه خاوران صنعت پاسارگاد تهیه و تنطیم گردیده است.
استفاده از مقاله ی فوق با ذکر نام بلامانع میباشد.
