23 października 2021


Z przedstawionych przykładów wynika, że należy okresowo kontrolować stan maszyny, nawet jeśli dokładność wycinania jest wystarczająca.

  • różna dokładność ruchu głowicy w różnych miejscach płaszczyzny roboczej (Rys. 7 i 8 na nastepnej stronie)

Na rysunkach 7 i 8 przedstawiono wyniki testów interpolacji wycinarki laserowej na średnicy okręgów 1200 mm, w różnych miejscach przestrzeni roboczej. Różnice w dokładności realizowanej trajektorii ruchu ocenione na podstawie odchyłki okrągłości przekraczają znacznie 200 µm.

test interpolacji 1
Rys. 7    Test interpolacji 1200mm w pozycji X700_Y1300mm

test interpolacji 2
Rys. 8    Test interpolacji 1200mm w pozycji X3100_Y700mm

Wynika stąd, że dokładność wycinanych elementów w tych miejscach może się różnić co najmniej o te różnice plus odchyłki pozycjonowania w obu osiach. Jeśli nawet elementy wycinane w różnych miejscach będą spełniały wymaganie dokładności (np. 0,3 mm), ale mają być pasowane/składane ze sobą, to też może być problem. Na podstawie wielu badań mogę stwierdzić, że różnice te wynikają ze zmiennej miejscowo geometrii maszyn (np. lokalne zmiany prostopadłości i prostoliniowości osi tych maszyn), co właśnie może być przyczyną trudności w pełnym skorygowaniu błędów, ze względu na ograniczone możliwości wprowadzania korekcji w układzie sterowania.

  • błędy regulacji lub utraty dokładności geometrycznej i pozycjonowania wycinarek (Rys. 9 i 10 na następnych stronach)

Na rysunku 9 widać, że niepoprawne wprowadzenie korekcji pozycjonowania osi X (wartości były wprowadzone) lub utrata dokładności pozycjonowania w wyniku dalszych działań (zmiana miejsca ustawienia, regulacje geometrii po tej korekcji, itp.) doprowadziły do błędów pozycjonowania tylko w osi X do ok. 0,2 mm/ok.1800 mm.

niepoprawna korekcja elektroniczna
Rys. 9    Niepoprawna korekcja elektroniczna osi X

Rysunek 10 przedstawia tak znaczną odchyłkę nieprostopadłości osi (powodującą błędy trajektorii ruchu na poziomie ok. 0,5 mm), że przyczyną mogą być tylko błędy regulacji, wymiany zespołów bez ponownej regulacji, lub np. kolizje, po których nie sprawdzono, czy nie doprowadziły do utraty geometrii.

niepoprawne ustawienie prostopadlosci
Rys. 10    Niepoprawne ustawienie prostopadłości osi X do Y

Podsumowanie
1. Najbardziej właściwym wydaje się podawanie tylko dwóch parametrów określających dokładność i powtarzalność kształtowego cięcia laserowego:

  • dokładność wykrawania krawędzi wynikająca z grupy podanych w artykule czynników technologicznych (wpływów cięcia termicznego i materiału ciętego), odniesioną do rodzaju i grubości materiału ciętego,
  • dokładność i powtarzalność utrzymania trajektorii ruchu głowicy tnącej (nazwanej np. błędem maszynowym cięcia) wynikająca z grupy czynników maszynowych (wpływu konstrukcji i jakości wykonania wycinarki na dokładność cięcia), odniesioną do wielkości materiału ciętego, które to dwa parametry w sumie określałyby rzeczywistą dokładność cięcia.

Podawane w materiałach reklamowych i specyfikacjach technicznych wycinarek laserowych informacje o uzyskiwanej przez te maszyny dokładności nie do końca są precyzyjne – podawane wskaźniki dokładności realizacji ruchów przez maszynę dotyczą najczęściej tylko statycznej dokładności i powtarzalności pozycjonowania osi, a nie dokładności zadanej trajektorii ruchu głowicy na płaszczyźnie, która jest zawsze gorsza; A z kolei podawany termin „dokładność cięcia” nie jest do końca sprecyzowany, czego dotyczy – dokładności wykrawania krawędzi, dokładności ruchów maszyny, czy może sumy tych dwóch parametrów?
2. Podstawowym sposobem uzyskania wysokiej dokładności ruchów głowicy tnącej jest zastosowanie metod kompensacji błędów maszyny, gdyż w większości przypadków okazuje się, że budowa bardzo precyzyjnej obrabiarki tego typu, szczególnie przy zachowaniu wymogu dużej wydajności, jest dużo bardziej złożona, i co najważniejsze, bardziej kosztowna niż uzyskanie dokładności przez zastosowanie metod kompensacji błędów maszyny [7, 8].
3. Nie ma jednolitego sposobu i kolejności wprowadzania regulacji i kompensacji, gdyż zależy to od uzyskanych wyników sprawdzenia dokładności, konstrukcji maszyny i możliwości wprowadzania kompensacji zastosowanego układu sterowania. Jeśli standardowe możliwości układu sterowania nie zapewnią w danym przypadku odpowiedniej korekcji błędów maszyny, to można rozważyć – w zależności od tego co jest możliwe i opłacalne – np. mechaniczną poprawę geometrii, lub zastosować dokładniejsze metody mapowania błędów całej płaszczyzny roboczej i zaimplementowania tej metody w maszynie [7, 8].
Każde zdarzenie typu przeniesienie maszyny, regulacje poziomowania, wymiana zużytych zespołów, kolizje, może zmienić regulacje maszyny na tyle, że konieczne jest co najmniej sprawdzenie dokładności i uaktualnienie wartości korekcji.

Robert Jastrzębski
SciLab Measurement

Literatura:
Janicki J.: Plazma czy laser, woda czy tlen. Dylematy zakupu maszyny do kształtowego cięcia blach, Obróbka Metalu, nr 2/2013
Kubik Ł., Macherzyński M., Czaja T.: Specjalistyczne wycinanie laserowe w technologii fiber, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 1/2013 (98)
Trzepieciński T.: Trendy rozwojowe maszyn i technik stosowanych w technologii cięcia blach, Inżynieria Maszyn, R. 17, z. 3, 2012
Mazurkiewicz A.: Przecinanie materiałów na obrabiarkach CNC –wybór metody, Autobusy, 3/2013
Pakos R.: Wpływ metody cięcia na właściwości stalowej krawędzi ciętej, Przegląd Spawalnictwa 8/2012, 54-57
Turek P., Kwaśny W., Jędrzejewski J.: Zaawansowane metody identyfikacji błędów obrabiarek, Inżynieria Maszyn, R. 15, z. 1-2, 2010
Turek P., Mokrzycki W., Jędrzejewski J.: Analiza metod kompensacji błędów obrabiarek, Inżynieria Maszyn, 15/1-2, 130-149, 2010
Majda P.: Pomiary i kompensacja błędów geometrycznych obrabiarek CNC, Inżynieria Maszyn, R. 16, z. 1-2, 2011
Norma EN ISO 9013: Cięcie termiczne – Klasyfikacja cięcia termicznego– Specyfikacja geometrii wyrobu i tolerancji jakości

 

artykuł pochodzi z wydania 3 (126) marzec 2018