Blog

W dzisiejszym wpisie omówimy znaczenie monitorowania prędkości obrotowych obrabiarek CNC oraz wpływ niedokładności posuwu i odchyłek prędkości na jakość, trwałość narzędzi obróbkowych oraz właściwą eksploatację maszyny. Stale zmieniające się warunki pracy oraz dążenie do zwiększenia wydajności sprawiają, że kontrola tych parametrów staje się kluczowa dla uzyskania wysokiej jakości wytwarzanych części maszyn.

Istota monitorowania prędkości obrotowych:

Prędkość obrotowa wrzecion, głowic narzędziowych, stołów obrotowych i innych elementów obrabiarek CNC ma bezpośredni wpływ na jakość wytworzonych przedmiotów, trwałość narzędzi oraz właściwą eksploatację maszyn. Fluktuacje prędkości obrotowych i wartości posuwu mogą prowadzić do generowania drgań, powstawania nierówności powierzchni oraz zmiany postaci i kształtu wióra, co ostatecznie wpływa na jakość wytwarzanych części i proces obróbkowy. Metodykę badań określa norma PN-ISO 10791-6:2001 Warunki badania centrów obróbkowych. Część 6: Dokładność posuwów, prędkości obrotowych wrzeciona i interpolacji. Rodzaje błędów prędkości obrotowych:

Błędy prędkości obrotowych są szczególnie istotne podczas oceny procesów obróbki wymagających synchronizacji prędkości ruchów interpolowanych, takich jak obróbka z przechwytem, obróbka wielokątów, toczenie gwintów falistych czy toczenie kształtowe. Wpływają one również na błędy dynamiki ruchu nadążania i nawrotu, odwzorowanie zarysu czy trajektorię ruchu interpolowanego.

Metody pomiaru błędów prędkości obrotowych:

W celu oceny wpływu błędów prędkości obrotowych na uzyskiwane kształty stosuje się metody pomiaru błędów nastawionych prędkości obrotowych. Są to między innymi błąd średniej prędkości, błąd równomierności prędkości oraz błąd nastawionej prędkości ruchu obrotowego wrzeciona. Każdy z tych błędów wpływa na różne aspekty procesu obróbkowego, takie jak kształt wytwarzanych części, falistość czy podział kątowy obrabianych przedmiotów. Metody pomiaru błędów nastawionych prędkości obrotowych wykorzystuje się w ocenie wpływu błędów prędkości obrotowych na uzyskiwane kształty. W metodzie tej wyznacza się wskaźniki dokładności ruchu obrotowego wrzeciona:

• błąd średniej prędkości ruchu obrotowego wrzeciona, pracującego w trybie nastawionych obrotów, wpływa na błędy kształtu obrabianych powierzchni metodami skojarzonego ruchu obrotowego. Przyczyną tego błędu jest błąd nadążania wynikający z nieprawidłowych nastaw regulatora prędkości lub błędu przełożenia przekładni na skutek błędów rozstawu osi lub średnicy kół,
• błąd równomierności prędkości ruchu obrotowego wrzeciona, pracującego w trybie nastawionych obrotów, wpływa na błędy kształtu obrabianych powierzchni metodami skojarzonego ruchu obrotowego oraz na błąd podziału kątowego obrabianych przedmiotów, gdy obróbka odbywa się z synchronizacją prędkości dwóch osi obrotowych. Przyczyną konstrukcyjną jest błąd bicia promieniowego kół przekładniowych względem osi wrzeciona lub silnika napędowego lub teŜ nieprawidłowe napięcie pasów przekładniowych lub błąd współosiowości przetwornika obrotów i osi wrzeciona,
• błąd nastawionej prędkości ruchu obrotowego wrzeciona, pracującego w trybie pozycjonowania kątowego, wpływa na błędy kształtu obrabianych powierzchni metodami skojarzonego ruchu osi posuwowych i obrotowej. Przyczyną konstrukcyjną jest błąd przełożenia przekładni wynikający z błędów rozstawu osi kół oraz z błędu nadążania na skutek niskich wzmocnień regulatora prędkości lub zbyt dużych oporów ruchu,
• błąd równomierności prędkości ruchu obrotowego wrzeciona, pracującego w trybie pozycjonowania kątowego, wpływa na błędy kształtu i falistości: obrabianych części.

Podsumowanie:

Kontrola prędkości obrotowych obrabiarek CNC oraz eliminacja błędów prędkości obrotowych jest niezbędna dla utrzymania wysokiej jakości produktów, trwałości narzędzi obróbkowych oraz efektywnej eksploataacji maszyn. Błędy te można minimalizować już na etapie projektowania obrabiarek oraz podczas procesu montażu.

Zastosowanie takiego schematu pozwala na ocenę wpływu błędów prędkości obrotowych na proces obróbkowy oraz jakość uzyskiwanych przedmiotów. Dzięki temu możliwe jest wprowadzenie odpowiednich korekt w ustawieniach maszyny, co przekłada się na wyższą jakość produktów, lepsze wykorzystanie narzędzi obróbkowych oraz optymalizację eksploatacji maszyn.

Monitorowanie prędkości obrotowych obrabiarek CNC jest kluczowe dla osiągnięcia wysokiej jakości produktów, trwałości narzędzi obróbkowych oraz efektywnej eksploatacji maszyn. Zrozumienie wpływu błędów prędkości obrotowych na proces obróbkowy oraz stosowanie odpowiednich metod pomiaru pozwala na minimalizację negatywnego wpływu tych błędów na cały proces produkcyjny. Ostatecznie, dbałość o te aspekty przyczynia się do zwiększenia konkurencyjności przedsiębiorstw na rynku i zadowolenia klientów.

mgr inż. Michał Leleń,
dr hab. inż. Jerzy Józwik, prof. uczelni
Katedra Podstaw Inżynierii Produkcji
Wydział Mechaniczny