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En tant que composant de détection de position de l'axe linéaire des machines-outils CNC, la règle de grille agit comme les "yeux" d'un être humain.Sa tâche est de "surveiller" si l'axe linéaire se déplace avec précision à la position requise par le système CNC après l'exécution d'une commande de mouvementSans une règle de grille, the accuracy of whether the linear axis can reach the position required by the CNC system after receiving the movement command relies entirely on the accuracy of the CNC system's debugging and mechanical transmission.

Une fois que la machine-outil CNC a été utilisée pendant un certain temps, en raison de la modification des paramètres de débogage électrique et de l'augmentation des erreurs mécaniques,l'axe linéaire peut être éloigné de la position requise par les instructions du système CNCÀ ce stade, le système CNC et le personnel qui entretient et exploite la machine-outil ne sont pas conscients de la différence.Le personnel de maintenance doit effectuer des essais de précision sur la machine-outil.Par conséquent, si la machine-outil CNC n'a pas de règle de grille installée, il est nécessaire de vérifier régulièrement la précision de la machine-outil.Une fois que la précision de la machine-outil CNC est oublié d'être vérifié, cela peut entraîner une précision du produit supérieure à la tolérance ou même une mise au rebut.

Si l'axe linéaire de la machine-outil CNC est équipé d'une règle de grille, le problème susmentionné n'a plus besoin d'être préoccupé par le personnel.Si l'axe linéaire n'atteint pas la position avec précision pour des raisons mécaniques, la règle de grille, en tant que composant de détection de position, enverra des instructions de rétroaction au système CNC, permettant à l'axe linéaire d'atteindre une position relativement précise.la règle de grille agit comme une fonction de surveillance indépendante de la machine-outil, comme les yeux humains, "surveillant" continuellement la position de l'axe linéaire pour s'assurer que l'axe linéaire atteint la position requise par le système CNC.

L'utilisation d'une règle de grille dans la production de nouvelles machines-outils ou dans la rénovation de vieilles machines-outils a pour but d'accroître la précision du fonctionnement de l'axe linéaire.la précision de fonctionnement ne dépend pas entièrement de la règle de la grille, mais principalement de la précision géométrique de la partie mécanique de l'axe linéaire. La règle de grille ne peut pas remplacer la précision de la machine. Elle peut seulement "ajouter de la glace au gâteau". Beaucoup de gens ont des idées fausses à ce sujet.Si la précision géométrique de l'axe linéaire de la machine-outil est mauvaise, comme certains tour Z-axe utilisant un support pour la transmission, il y aura un grand dégagement arrière. Même si la règle de grille est utilisé,il y aura des oscillations autour de la position exacte en raison de la faible précision de transmission de l'axe linéaire.

Le système de commande en boucle semi-fermée ne peut pas contrôler l'erreur de transmission générée par le mécanisme de transmission de la machine-outil,l'erreur de déformation thermique générée par le mécanisme de transmission pendant le fonctionnement à grande vitesse, et l'erreur causée par l'usure du système de transmission lors du fonctionnement à grande vitesse.ces erreurs ont gravement affecté la précision d'usinage et la stabilité de la machine-outil CNCLa règle de grille linéaire fournit un contrôle complet en boucle fermée des différents axes de coordonnées linéaires de la machine-outil CNC, réduisant les erreurs ci-dessus et améliorant la précision de positionnement,répétabilitéEn tant que composant essentiel pour améliorer la précision de positionnement des machines-outils CNC, il est de plus en plus favorisé par les utilisateurs.

Précision des machines-outils CNC

La précision des machines-outils CNC comprend principalement trois aspects: précision géométrique, précision de positionnement et précision de traitement.

La précision géométrique, également connue sous le nom de précision mécanique, est un reflet complet des erreurs de forme géométrique des pièces clés de la machine-outil après l'assemblage.Les outils et méthodes de détection utilisés sont essentiellement les mêmes que ceux utilisés pour les machines-outils ordinairesEn prenant comme exemple la précision géométrique d'un centre d'usinage vertical commun, les aspects suivants sont considérés:

(1)Plaine de la surface de la table de travail

(2)Perpendiculaire du mouvement dans chaque direction de coordonnées

(3)Parallélisme de la surface de la table de travail lors du mouvement dans les directions X et Y

(4)Précision de rotation de la broche

(5)Parallélisme de la ligne de la broche lorsque la boîte de broche principale se déplace le long de l'axe de coordonnées Z

(6)Linéalité de la broche lors du mouvement en direction des coordonnées Z

La précision de positionnement désigne la précision de positionnement réelle que les principaux composants de la machine-outil peuvent atteindre à la fin de leur mouvement.L'erreur entre la position réelle et la position spécifiée est appelée erreur de positionnementLa précision de positionnement d'une machine-outil CNC peut être comprise comme sa précision de mouvement, qui dépend du système CNC et des erreurs de transmission mécanique.Le mouvement de chaque composant en mouvement de la machine-outil est effectué sous le contrôle du dispositif CNCLa précision que peut atteindre chaque composant en mouvement reflète directement la précision que peut atteindre la pièce usinée.la précision de positionnement est un aspect très important des essais de machines-outils.

La précision de positionnement répété fait référence à la cohérence de la précision de position obtenue en exécutant à plusieurs reprises le même code de programme sur une machine-outil CNC.La précision du positionnement répété est affectée par des facteurs tels que les caractéristiques du système de servoEn général, la précision du positionnement répété est une erreur aléatoire qui suit une distribution normale,qui affecte la consistance d'un lot de pièces usinées, ce qui en fait un indicateur de précision très important.

Précision d'usinage

La précision géométrique et de positionnement des machines-outils est généralement mesurée lorsqu'il n'y a pas de charge de coupe et que la machine est stationnaire ou se déplace à basse vitesse.Cela ne peut refléter que dans une certaine mesure la précision d'usinage de la machine-outil, car il existe une série de facteurs qui peuvent affecter la précision d'usinage de la machine-outil dans des conditions de travail réelles.les composants de la machine-outil subiront une déformation élastique. sous l'influence de sources de chaleur internes dans la machine-outil (telles que la chaleur générée par les moteurs électriques, les dispositifs de transmission hydraulique, le frottement des roulements, les engrenages, etc.)) et les changements de température ambianteEn raison de l'influence des forces de coupe et de la vitesse de mouvement, la machine-outil générera des vibrations.Lorsque les pièces mobiles de la machine-outil se déplacent à vitesse de travail, la précision du mouvement est différente de celle mesurée à basse vitesse en raison de l'influence du film d'huile entre les surfaces de glissement relatives et d'autres facteurs.Tout cela provoquera des changements dans la précision statique de la machine-outilLa précision de la machine-outil dans des conditions de travail telles que la charge externe, l'augmentation de la température,et la vibration est appelée la précision dynamique de la machine-outilEn plus d'être étroitement liée à la précision statique, la précision dynamique est également largement déterminée par la rigidité, les performances anti-vibrations et la stabilité thermique de la machine-outil.

Actuellement, en production, la précision dynamique globale de la machine-outil est évaluée par la précision de la pièce produite par découpe,qui s'appelle la précision de travail de la machine-outilLa précision de travail est un reflet complet de l'influence de divers facteurs sur la précision de l'usinage.

Amélioration de la précision des machines-outils.

Actuellement, il existe deux méthodes principales pour améliorer la précision d'usinage des machines-outils CNC dans l'industrie de l'usinage de pièces: la prévention des erreurs et la compensation des erreurs.

La prévention des erreurs désigne les mesures visant à améliorer le niveau de qualité de la conception, de l'usinage et de l'assemblage des composants, à contrôler efficacement les facteurs environnementaux,et atteindre l'objectif d'éliminer ou de réduire les sources d'erreurPar exemple, using high-rigidity and thermally symmetrical guides and ball screws for room temperature control can effectively reduce the thermal deformation of the machine tool and the temperature rise of heat sources, réduisant ainsi la fréquence des erreurs.

Les méthodes de prévention des erreurs sont principalement divisées en trois catégories: prévention des erreurs de dimension et des erreurs géométriques, prévention des erreurs de déformation thermique et prévention des autres erreurs.Les méthodes de prévention des erreurs peuvent, dans une certaine mesure, réduire la probabilité d'erreursEn outre, la précision d'usinage de la machine-outil mère a une grande influence sur elle,et le coût de l'amélioration de la qualité des pièces est trop élevé, il n'est donc pas commun dans les applications pratiques.

La méthode de compensation des erreurs consiste à installer des sondes de précision, des capteurs de position, des réglages de grille,et autres équipements sur machines-outils CNC pour retourner l'erreur d'usinage de la machine-outil au système CNC en temps réelLa machine-outil compense automatiquement la précision d'usinage, améliorant ainsi la précision d'usinage des pièces et économisant considérablement le coût des matières premières.

Erreurs courantes des réglages de grille utilisés comme éléments de détection de position pour les axes linéaires

1L'axe linéaire ne peut pas trouver l'impulsion zéro lors du retour au point de référence.

En termes de performances, cela signifie que l'axe continue de fonctionner jusqu'à ce qu'il atteigne l'interrupteur limite lors du retour au point de référence.

La cause de ce défaut est généralement due à la tête de lecture ou à la règle de grille sale. Pour résoudre le problème, retirez la tête de lecture et nettoyez-la avec de l'éthanol anhydre.Nettoyer la pièce avec la balance à l'aide d'un chiffon en soie trempé dans de l'éthanol anhydre.

2.L'axe linéaire de la machine-outil CNC signale une alarme pendant le fonctionnement.

Si les systèmes CNC Siemens 840D ou Fanuc signalent l'alarme "erreur d'encodeur matériel" ou si le système CNC de Heidenhain signale l'alarme "erreur de rétroaction", la cause peut être:

1 En raison de vibrations ou d'autres raisons, la distance entre la tête de lecture et la règle de grille de la machine-outil augmente pendant l'utilisation,et le système CNC pense à tort que la règle de grille est endommagéeLa méthode pour résoudre ce problème consiste à régler la distance entre la tête de lecture et la règle de grille selon les exigences du manuel de la règle de grille.La distance entre la tête de lecture et le corps de la règle de grille est d'environ 1-1.5 mm, et il est préférable de ne pas dépasser 2 mm.

2 La position d'installation de la règle de grille n'est pas appropriée, par exemple près du réservoir d'huile, où l'huile et le gaz peuvent contaminer la règle de grille.la "linéaire fixe" et la "linéaire mobile" du régulateur de grille doivent être nettoyées séparément;, puis la règle de grille doit être réglée après installation avant utilisation.

3 La position d'installation de la tête de lecture n'est pas appropriée, ce qui peut endommager la tête de lecture.provoquant des dommages aux lignes de grille et entraînant la rupture complète de la règle fixe de la grille.

3.Renvoi de l'axe linéaire dans une machine CNC

Lorsque l'axe linéaire d'une machine CNC s'écarte, c'est généralement parce que le composant de détection de position, tel que la règle de grille de l'axe linéaire, est contaminé.la tête de grille ou de lecture de la règle de grille doit être nettoyée.

4Autres situations de défaut

Au cours des années d'entretien de la machine CNC, il a été constaté que la règle de grille, en tant que composant de détection de position du système CNC,peut améliorer la précision de positionnement de l'axe linéaire de la machine-outil lorsque la partie mécanique de la machine-outil est en bon étatEn outre, la règle de grille peut également détecter des problèmes potentiels ou existants dans la partie mécanique de la machine-outil.

Après que le tour C61200 produit par Wuzhong ait été transformé en machine CNC à l'aide du système CNC FAGOR 8055TC, lors de l'usinage des rouleaux,l'axe X s'est éloigné des rouleaux par lui-même lorsque l'outil a touché les parties de plus grand diamètre du corps du rouleau elliptique sans commande de mouvement de l'axe XLorsque l'outil entre en contact avec les parties de plus petit diamètre du corps du rouleau, l'axe X se déplace vers les rouleaux de lui-même, provoquant l'axe X à se déplacer en avant et en arrière.

Après avoir vérifié le système CNC de la machine-outil, il a été constaté que lorsque l'axe X était activé, le servo-moteur CA était verrouillé avec une force d'auto-verrouillage.Lorsque le composant de détection de position de l'axe X a été blindé et changé en boucle semi-ferméCertains pensent que ce phénomène est causé par un problème avec la règle de grille,mais il a été constaté lors de l' inspection que le bouchon arrière de la vis à bille X-axe était lâchePar conséquent, lorsque l'outil entre en contact avec les parties de plus grand diamètre du corps du rouleau, le corps du rouleau exerce une force "supérieure" sur l'axe X, l'éloignant du diamètre du corps du rouleau.le mouvement de l'axe X n'est pas causé par les instructions de la machine-outil CNCLa règle de grille utilisée pour détecter la position de l'axe X a montré que l'axe X s'était déplacé vers la direction "+X" (en dehors du diamètre du corps du rouleau) sans aucune instruction du système CNC.La fonction de la règle de grille est de détecter si l'axe linéaire se déplace avec précision sous l'action de l'instruction CNCSi le mouvement n'est pas précis, le système CNC intervient pour positionner l'axe linéaire à la position correcte.il y a un certain écart entre l'outil et le rouleau. Grâce à la fonction de la règle de grille, l'axe X se déplace vers le diamètre du corps du rouleau pour le positionner à la position de coordonnées de l'axe X émise par le système CNC.lorsque le corps du rouleau fait une rotation sans aucune instruction de données pour déplacer l'axe X, l'axe X s'éloigne et se déplace en alternance vers le diamètre du corps du rouleau, provoquant un mouvement aller-retour lors de l'usinage du rouleau en raison du bouchon arrière lâche de la vis à bille.

Dans une machine CNC où un certain axe linéaire adopte une boucle complètement fermée, des tremblements de moteur et des oscillations d'arbre se produisent.ce phénomène anormal disparaîtEn général, le composant de détection de position, tel que la règle de grille et la tête de lecture,doivent d'abord être vérifiés pour voir s'ils sont propres et si la position d'installation de la tête de lecture est raisonnable, et le composant de détection de position doit être exclu.