La precisión de la máquina es a menudo el criterio principal para la selección de una máquina CNC. A todos les gustaría tener la máquina más precisa. Sin embargo, la precisión de la máquina a menudo se malinterpreta, lo que a veces puede generar confusión. La precisión de la máquina es un concepto general y para hacerla más específica se deben utilizar los siguientes términos: rectitud de las velocidades de avance, perpendicularidad del eje, error de inclinación, reacción, perpendicularidad del cabezal husillo principal, resolución de posicionamiento, resolución de unidades, resolución del interpolador, repetibilidad de posicionamiento, rigidez.
La rectitud de las velocidades de avance es un parámetro que indica la desviación máxima de la trayectoria de la herramienta desde la línea recta en la distancia especificada de un eje dado.
La perpendicularidad del eje es un parámetro que indica la desviación máxima de la pista que es perpendicular al eje de referencia en la distancia especificada.
El error de paso es una desviación del valor de desplazamiento de la tuerca del husillo de bolas del desplazamiento teórico resultante del paso nominal.
El contragolpe es la distancia en la que un eje dado comienza a moverse al cambiar la dirección del movimiento.
La perpendicularidad del cabezal es un parámetro que especifica el error de la perpendicularidad del cabezal en relación con el plano X-Y.
La resolución de posicionamiento es la relación entre de la resolución del paso y las unidades de los accionamientos (el valor más pequeño por el cual un eje dado puede moverse debido a las posibilidades de la unidad del accionamiento).
La resolución del interpolador es el desplazamiento mínimo que puede imponer a los variadores el encoder del punto de ajuste de la posición (interpolador).
La repetibilidad de posicionamiento es la desviación máxima de la posición absoluta de la herramienta durante el acercamiento múltiple al punto seleccionado desde diferentes direcciones.
La rigidez es un parámetro que especifica el valor por el cual la máquina se doblará al aplicar la fuerza en la posición menos favorable del eje. Como puede ver, el error de posicionamiento total de la herramienta es la suma de todos los errores mencionados. Por supuesto, puede suceder que los errores individuales en determinadas circunstancias se neutralicen, pero no puede contar con eso porque es totalmente improbable.
Además, este tema se complica por el fenómeno de la expansión térmica. Para el acero es de aproximadamente 0.01 mm / m por cada grado Celsius, por lo tanto, con el salto de temperatura de 10 a 30 grados, ¡el husillo se expandirá en 0.2 mm / m!
No es tan malo si lo que se está mecanizando es acero, porque tiene una capacidad de expansión similar al de los husillos de los ejes, pero si queremos mecanizar aluminio, que tiene una expansión térmica aproximadamente tres veces mayor que el acero, comienzan algunos problemas serios de preservación de la tolerancia.
La mayoría de los factores mencionados afectan el llamado error estático que se mide en un punto dado cuando la máquina se detiene. También hay un error dinámico que aparece solo durante la operación de mecanizado y está asociado con la imperfección del interpolador y las unidades. Los servos variadores funcionan en el llamado circuito cerrado del control de posición (la retroalimentación de posición). El controlador en el servomotor intenta constantemente controlar el motor para que el error de posición (la diferencia entre el punto de ajuste y la posición actual) sea lo más pequeño posible. El servo accionamiento no puede responder a la posición de desplazamiento inmediatamente. Para esto necesita tanto tiempo como el período del posicionador.
En la mayoría de los servos accionamientos, la frecuencia del controlador de posición es de solo 400 Hz. Si la desviación aumenta inmediatamente después de medir la posición, el servo accionamiento no lo sabrá durante los próximos 2.5 ms, ¡y a una velocidad de 0.5 m / s la máquina funcionará 1.25 mm en este momento! Este es el error que excede repetidamente la suma de todos los errores estáticos de la geometría de la máquina.
Desafortunadamente, los fabricantes con frecuencia ni siquiera mencionan los parámetros dinámicos de sus máquinas porque generalmente no tienen nada de qué enorgullecerse. Teniendo en cuenta este problema, nuestra empresa ha estado mejorando los servomotores digitales fabricados con tecnología Direct Position Control durante muchos años. La frecuencia de estos controladores de posicionamiento de servo accionamientos alcanza 20.000 Hz, que es el valor 50 veces mayor que en la mayoría de los servos accionamientos. Esta tecnología redujo en gran medida el error dinámico de nuestras máquinas, lo que permitió el uso de velocidades y aceleraciones más altas que están estrechamente relacionadas con la eficiencia de las máquinas herramienta fabricadas en nuestra empresa.
También debe tenerse en cuenta que la calidad de establecer la posición, es decir, la interpolación, es igualmente importante. El interpolador es parte del sistema de control, que es responsable de proporcionar a los servomotores. La información sobre cómo de rápido debe moverse cada eje y qué posición se debe alcanzar. La tarea más importante del interpolador es la sincronización de los movimientos de cada eje, para que la forma trazada por la herramienta en el espacio sea coherente con el programa establecido por el operario. Este es un proceso muy complejo que requiere una CPU muy rápida para lograr una resolución satisfactoria.
Durante muchos años, nuestra compañía ha estado desarrollando la tecnología de Análisis dinámico de vectores que se relaciona con la configuración del perfil de velocidad de interpolación y que ha sido elaborada por nuestros ingenieros. El resultado del rendimiento de esta tecnología es, en casos extremos, piezas de tratamiento incluso veinte veces más cortas con formas complejas.