A precisão da máquina costuma ser o principal critério para a seleção de uma máquina CNC. Todos gostariam de ter a máquina mais precisa. No entanto, a precisão da máquina é frequentemente mal compreendida, o que às vezes pode causar confusão. A precisão da máquina é um conceito geral e para torná-la mais específica devem ser utilizados os seguintes termos: retidão das taxas de avanço, perpendicularidade do eixo, erro de inclinação, reação, perpendicularidade da cabeça do fuso principal, resolução de posicionamento, resolução de unidades, resolução do interpolador, repetibilidade de posicionamento, rigidez.
A linearidade das taxas de avanço é um parâmetro que indica o desvio máximo da trajetória da ferramenta em relação à linha reta pela distância especificada de um determinado eixo.
A perpendicularidade do eixo é um parâmetro que indica o desvio máximo da pista que é perpendicular ao eixo de referência pela distância especificada.
O erro de passo é um desvio do valor de deslocamento da porca do fuso de esferas em relação ao deslocamento teórico resultante do passo nominal.
O recuo é a distância que um determinado eixo começa a se mover conforme a direção do movimento muda.
A perpendicularidade da cabeça é um parâmetro que especifica o erro da perpendicularidade da cabeça em relação ao plano X-Y.
A resolução de posicionamento é a proporção da resolução da etapa para unidades de acionamento (o menor valor pelo qual um determinado eixo pode se mover devido aos recursos da unidade de acionamento).
A resolução do interpolador é o deslocamento mínimo que o codificador do ponto de ajuste da posição (interpolador) pode impor aos drives.
A repetibilidade de posicionamento é o desvio máximo da posição absoluta da ferramenta durante a abordagem múltipla ao ponto selecionado de diferentes direções.
A rigidez é um parâmetro que especifica o valor pelo qual a máquina dobrará quando a força for aplicada na posição menos favorável no eixo. Como você pode ver, o erro total de posicionamento da ferramenta é a soma de todos os erros mencionados. Claro, pode acontecer que erros individuais em certas circunstâncias sejam neutralizados, mas você não pode contar com isso porque é totalmente improvável.
Além disso, esse problema é complicado pelo fenômeno da expansão térmica. Para o aço é cerca de 0,01 mm / m para cada grau Celsius, portanto, com o salto de temperatura de 10 para 30 graus, o fuso se expandirá 0,2 mm / m!
Não é tão ruim se o que está sendo usinado é aço, porque tem uma capacidade de expansão semelhante à dos fusos dos eixos, mas se quisermos usinar alumínio, que tem uma expansão térmica aproximadamente três vezes maior que o aço, alguns problemas começam. sérios sobre a preservação da tolerância.
A maioria dos fatores mencionados afeta o chamado erro estático que é medido em um determinado ponto quando a máquina para. Também existe um erro dinâmico que só aparece durante a usinagem e está associado à imperfeição do interpolador e das unidades. Os servo acionamentos operam em uma chamada malha fechada de controle de posição (feedback de posição). O controlador no servo motor tenta constantemente controlar o motor de forma que o erro de posição (a diferença entre o ponto de ajuste e a posição atual) seja o menor possível. O servo conversor não pode responder à posição de deslocamento imediatamente. Para isso você precisa de tanto tempo quanto o período do posicionador.
Na maioria dos servo-drives, a frequência do controlador de posição é de apenas 400 Hz. Se o desvio aumentar imediatamente após a medição da posição, o servo drive não saberá pelos próximos 2,5 ms, e a uma velocidade de 0,5 m! / S, o a máquina rodará 1,25 mm neste momento! É o erro que ultrapassa repetidamente a soma de todos os erros estáticos da geometria da máquina.
Infelizmente, os fabricantes muitas vezes nem mencionam os parâmetros dinâmicos de suas máquinas, porque geralmente eles não têm nada do que se orgulhar. Com este problema em mente, há muitos anos nossa empresa vem aprimorando servo motores digitais feitos com tecnologia de Controle de Posição Direta. A frequência desses controladores de posicionamento de servo-drives atinge 20.000 Hz, que é 50 vezes maior do que na maioria dos servo-drives. Essa tecnologia reduziu muito o erro dinâmico de nossas máquinas, permitindo o uso de velocidades e acelerações mais altas que estão intimamente relacionadas com a eficiência das máquinas-ferramenta fabricadas em nossa empresa.
Ressalta-se também que a qualidade do estabelecimento do posicionamento, ou seja, da interpolação, é igualmente importante. O interpolador faz parte do sistema de controle, responsável por alimentar os servomotores. Informações sobre a velocidade com que cada eixo deve se mover e qual posição deve ser alcançada. A tarefa mais importante do interpolador é a sincronização dos movimentos de cada eixo, para que a forma traçada pela ferramenta no espaço seja consistente com o programa estabelecido pelo operador. Este é um processo muito complexo que requer uma CPU muito rápida para obter uma resolução satisfatória.
Por muitos anos, nossa empresa tem desenvolvido a tecnologia de Análise de Vetor Dinâmico, que está relacionada à configuração do perfil de velocidade de interpolação e desenvolvida por nossos engenheiros. O resultado do desempenho dessa tecnologia é, em casos extremos, até mesmo vinte vezes mais curto no tratamento de peças com formas complexas.