بررسی backlash در دستگاه cnc – دلایل وجود - نحوه اندازه گیری و نکات رفع آن
لقی و یا backlash چیست؟
بکلش(Backlash) در لغت به معنای لقی میباشد و در نتیجه خطای حرکتی ناخواسته به واسطه مشکلات مکانیکی میباشد که این مشکلات دلایل مختلفی از جمله مشکلات برینگ ها ، عدم نصب صحیح سرو موتور ، مشکل در مهره بال اسکرو (دلایلی همچون عدم اتصال مناسب آن و عدم استفاده از مدل های پیش تنیده که به موجب آن در اثر فشار های وارده باعث جابه جایی و در نهایت لقی میگردند.)
به طور مثال در ماشین های cnc به محور X دستور داده می شود که در جهت مثبت 1 اینچ حرکت کند ، پس از اجرای این دستور حرکت محور به طور دقیق به اندازه 1 اینچ نخواهد بود.
نشانه های وجود backlash در دستگاه cnc چیست ؟
ماشینکاری و ایجاد سوراخ دقیق در موقعیت محور های X و Y ، backlash میتواند خطای موقیعت یابی داشته باشد. در شکل زیر برای عملیات سوراخکاری ، حرکت از سوراخ شماره 1 به موقعیت سوراخ شماره 2 در جهت مثبت محور X و Y پیش میرود و در ادامه محور Y در سوراخ شماره 3 درحال تغییر جهت است . در صورت وجود هر مقدار backlash حرکت در محور Y را تحت تاثیر قرار میدهد. و سوراخ شماره 3 بر اساس مقدار خطا از موقعیت خارج خواهد شد
عیب یابی :
در برخی موارد می توان از علت backlash ایجاد شده آگاه شد . به عنوان مثال برای رفع مشکل و عیب یابی در بال اسکرو ها میتوان به روش زیر عمل کرد :
با یک دست بال اسکرو و با دست دیگر مهره را بگیرید و به عقب و جلو بکشید . مقدار بسیار کمی لقی و حرکت بین رزوه ها نشان دهنده backlash است. از آنجائیکه اسکرو و مهره با یکدیگر فیت نشده اند مقدا کمی خلاصی را سبب میشوند.
برای رفع مشکلات لقی میتوان از پارامتر ها برای جبران این لقی استفاده نمود.
یکی از روش های کاستن backlash استفاده از مهره های پیش تنیده ( preload nut ) میباشد که به صورت خود تنظیم با اعمال فشار فاصله بین رزوه ها را پوشش و یک ارتباط پایدار را ایجاد می نماید در نتیجه در اثر فشار های بعدی این لقی به صفر نزدیک می شود.
جبران خطای دستگاه با استفاده از نرم افزار :
با وارد کردن مقدار backlash به سیستم کنترل صورت می پذیرد. نرم افزار به سادگی عدد خطا را از حرکت مد نظر کم می کند. برای اجرای درست این عملکرد هیچ صدای غیر متعارف ، ارتعاش و اطکاکی در قطعات مکانیکی نباشد ( از سالم بودن قطعات اطمینان حاصل کرد)
نحوه محاسبه لقي محور (BACK LASH)
1- از يك ساعت انديكاتور دقيق (صدمي) استفاده كنيد به صورتي كه دامنه حركتي وسيع تري نسبت به مقدار لقي احتمالي داشته باشد.
2- محور را به نقطه اي كه جهت اندازه گيري لقي در نظر داريد حركت دهيد.
3- ساعت را در بستر ميز قرار داده بصورتي كه با حركت محور مدنظر جهت محاسبه لقي ساعت محور حركت را نشان دهد.
4- محور را با ساعت مماس كرده و درصورت امكان ساعت را روي صفر تنظيم نمائيد.
5- حركت را به فاصله دلخواه به ساعت نزديك و با يادداشت مقدار حركت محور را درجهت مخالف به همان مقدار حركت دهيد.
6- درصورتيكه گام اول حركت برگشت با فرمان كنترل، ساعت انديكاتور حركتي ندارد مقدار را محاسبه و ببينيد چقدر لقي دارد و يا اينكه مقدار داده شده توسط كنترل و مقدار نشان داده شده توسط ساعت را مقايسه كنيد و مقدار لقي محاسبه مي شود.
مثال:
اگر مقدار فرمان حركت محور 0.25mm باشد ولي ساعت 0.02mm را نشان دهد مقدار لقي برابر است با
0.25 - 0.02 = 0.05 mm
برای اجتناب از وقوع backlash بیشتر به موارد زیر دقت کنید :
سرعت : به منظور رسیدن به بهره وری مناسب به نقطعه بهینه سرعت با توجه به ساختار دستگاه خود ، توجه کنید. کیفیت ریل های خطی و هم ترازی آنها که متاثر از دما و فشار هستند بسیار پر اهمیت میباشند. در سرعت های بالاتر با افزایش ارتعاش و کاهش دقت و عملکرد روبرو خواهیم بود.
دما : هر بخش از دستگاه شما با توجه به آنچه در حال انجام در درجه ی متفاوتی است. این نکته به طور مستقیم در دقت ها تاثیر گذار است. این تغییرات دمائی میتواند موجب کاهش دقت گردند. جبران و رفع متغیر های دما میتواند از میزان backlash شما بکاهد با تثبیت دمای محیط کار خود به این مهم دست یابید.
لرزش : سرعت های بیش از حد و وجود نیروهای خارجی همه از علل ایجاد ارتعاشات و کاهش دقت میباشند. هر چه طول اسکرو بزرگتر باشد رفع جبران خطا سخت تر میباشد برای این منظور با کاهش سرعت و افزایش استقامت می توان به دقت مورد نظر دست یافت.
ترز
مقاله فوق در بخش تحقیق و توسعه خاوران صنعت پاسارگاد تهیه و تنظیم گردیده است.
استفاده از مقاله ی فوق با ذکر نام بلامانع میباشد.
