18 lipca 2019


Błędy obróbki są nierozerwalnie związane z rozwiązaniami konstrukcyjnymi i jakością wykonania obrabiarek CNC. Jednym z ważniejszych elementów konstrukcyjnych wielu centrów obróbkowych oraz obrabiarek specjalizowanych są stoły obrotowe. Charakterystyczne cechy ich pracy to duże masy wirujące lub obracane (samych stołów i elementów obrabianych) w różne pozycje, powodujące powstawanie znaczących zmiennych sił oddziałujących na konstrukcję i na zadawane pozycje pracy. Poza typowymi przyczynami błędów, takimi jak: niedokładne ustawienie, błędy przetworników pozycjonowania, błędy temperaturowe itd., siły te mogą być dodatkowymi przyczynami znacznych błędów obróbki. Potwierdzają to wykonywane przeze mnie badania obrabiarek ze stołami obrotowymi. W artykule opisałem metody diagnostyki błędów ustawienia, pozycjonowania i ruchu stołów obrotowych w obrabiarkach CNC, które pozwalają na znalezienie przyczyn powstających błędów obróbki, wynikających z niedokładnej pracy tych stołów.

Robert Jastrzębski

Uwarunkowania konstrukcyjne wyboru metod badań i ich dokładności
Rozwiązania konstrukcyjne stołów obrotowych obrabiarek są różnorodne, w zależności od konstrukcji obrabiarki, sposobów pracy i przeznaczenia (rysunki 1, 2, i 3 przedstawiają trzy różne rozwiązania stołów):

  • stół obrotowy pracujący jak wirujące uchwyty przedmiotowe, także z możliwością pozycjonowania, stosowany np. w tokarkach karuzelowych (rysunek 1 przedstawia taki stół, jako wymienną paletę). Konstrukcja ta, poza masą wirująca wprowadza dodatkowe elementy mogące mieć wpływ na błędy obróbki – automatyczne mocowanie palety stołu do płyty podstawy stołu, konstrukcja napędu podstawy stołu (koła zębate, łańcuchy itd.). Problemy mogą pojawić się od ustawienia, luzów, poprawnych naciągów, sztywności układu, częstotliwości drgań własnych, niewyważenia.
  • stoły obrotowe centrów obróbkowych pięcioosiowych, wmontowane w oś liniową (najczęściej X). Przykładowy taki stół przedstawia rysunek 2a, podczas realizacji pomiarów pozycjonowania kątowego.

Wymagania dokładności tego typu stołów w centrach obróbkowych pięcioosiowych, z racji zastosowania do obróbki przestrzennej, są najczęściej bardzo wysokie – pomiary należy wykonywać sprzętem najwyższej klasy, z aktualnym wzorcowaniem, oraz z dużą starannością.

Rys1 stol obr
Rys. 1 Stół obrotowy tokarki karuzelowej jako wymienna paleta

Jak widać z wykresu na rysunku 2b, osiągnięto stosunkowo bardzo wysoką dokładność pozycjonowania, na poziomie ±0,0002° kątowego (±0,5”), przy powtarzalności z trzech przejazdów z nawrotami ±0,4”. Wynik pomiarów przy zastosowaniu mniej dokładnego sprzętu, może nam „zepsuć” możliwą do osiągnięcia dokładność, gdyż korekcje elektroniczne będą wtedy odnosić się nie do rzeczywistej możliwej do osiągnięcia dokładności pozycjonowania kątowego stołu, ale będą zależne od możliwości wyposażenia pomiarowego.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 6 (141) czerwiec 2019