Comment améliorer la précision dans les machines-outils CNC?

Avec l'expansion continue du secteur manufacturier, les machines-outils CNC sont devenues indispensables dans le domaine de l'usinage de précision. Cependant, alors que la demande de plus grande précision dans les pièces usinées continue de croître, les machines-outils CNC font l'objet d'un examen plus minutieux. De nombreux facteurs peuvent affecter la précision de ces machines, y compris l'installation, l'utilisation et l'usure. Par conséquent, une surveillance régulière et des tests de précision sont essentiels pour maintenir et améliorer la précision des machines-outils CNC.

Précision dans les machines-outils CNC

Lors de l'achat de machines-outils CNC, la principale préoccupation des utilisateurs est la précision de position, en particulier la précision de chaque axe et la précision de positionnement répétée. Cependant, les statistiques du monde réel révèlent que de nombreuses machines ne répondent pas à leurs spécifications techniques lors de l'installation. De plus, la majorité des machines CNC sont utilisées dans des conditions moins qu'optimales. En conséquence, l'amélioration de la précision d'usinage exige une surveillance et des tests de précision cohérents de ces machines-outils.

Test de précision de position

Actuellement, les machines-outils CNC sont soumises à des tests de précision de position basés sur des normes internationales telles que ISO230-2 ou des normes nationales telles que GB10931-89. Ces normes déterminent la précision de position de la machine-outil; cependant, le choix des normes peut influencer les résultats. La précision de position englobe généralement à la fois le contrecoup et la précision de positionnement des axes, et pour obtenir une précision d'usinage améliorée, la compensation de ces facteurs est essentielle.

Coup de bâton

Le contrecoup, également connu sous le nom de biais inverse, est un aspect central des machines-outils CNC. Il provient d'une combinaison de facteurs, y compris les erreurs de transmission de mouvement mécanique, les zones mortes inversées dans les composants de la chaîne d'entraînement (tels que les servomoteurs et les moteurs pas à pas) et le contrecoup dans les éléments de transmission de mouvement mécanique. Ce phénomène entraîne une perte de précision lorsque les axes passent du mouvement en avant à l'inversion. Le contrecoup peut nuire à divers aspects de l'usinage, y compris les mouvements d'interpolation, la précision des trous de forage, etc. Au fil du temps, l'usure peut augmenter le contrecoup. Par conséquent, il est essentiel de mesurer et de compenser périodiquement les écarts axiaux inversés dans les machines-outils CNC.

Mesurer le contrecoup

La mesure du contrecoup consiste à effectuer des mesures en différents points le long de l'axe de déplacement. Vous commencez par déplacer l'axe dans une direction d'une distance spécifique, puis par le ramener au point de référence. En mesurant la différence entre la position d'arrêt et la position de référence en différents points le long de l'axe, vous pouvez déterminer la valeur moyenne pour chaque position. La valeur moyenne maximale obtenue est la valeur mesurée de l'écart inverse. Il est essentiel de s'assurer qu'il y a une certaine distance de mouvement pendant le processus de mesure; sinon, vous n'obtiendrez pas une valeur précise pour le biais inverse.

Pour les axes de mouvement linéaires, des instruments de mesure, tels que des jauges de pourcentage, des jauges de pourcentage ou des interféromètres laser à double fréquence, sont utilisés. Lors de l'utilisation d'indicateurs à cadran, l'extension de la base et de la tige de la table ne doit être ni trop longue ni trop courte, car des longueurs en porte-à-faux excessives peuvent entraîner des lectures inexactes. De plus, il est possible de mesurer l'écart inverse grâce à la programmation, ce qui simplifie le processus de mesure.

Compensation contre le contrecoup

La plupart des machines CNC ont une compensation de contrecoup pour assurer un positionnement précis. Ces machines stockent des valeurs de contrecoup pour chaque axe, et lorsqu'une commande de changement de direction est donnée, le système CNC lira automatiquement la valeur de contrecoup pour cet axe et compensera tout déplacement de coordonnées. Le réglage approprié de ces valeurs permet de garantir que la machine atteint avec précision la position commandée.

Pour certains systèmes CNC, comme FANUC0i et FANUC18i, il existe deux types de compensation de contrecoup disponibles, l'un pour le mouvement rapide (G00) et l'autre pour le mouvement d'alimentation de coupe à basse vitesse (G01). Le système CNC sélectionnera automatiquement la valeur de compensation en fonction de la vitesse d'alimentation, améliorant ainsi la précision d'usinage pour différents modes.

Précision de positionnement

La précision de positionnement dans les machines-outils CNC représente la capacité d'atteindre des positions de mouvement spécifiques dans le système CNC. Il est crucial pour diverses applications d'usinage et est particulièrement critique pour l'usinage de trous, comme il peutUn impact significatif sur la précision du pitch.

Mesure de la précision du positionnement

La précision de positionnement est déterminée à l'aide d'un interféromètre laser à double fréquence qui utilise les principes d'interférométrie laser pour mesurer les écarts de longueur d'onde. Cette approche améliore la précision de la mesure et élargit le champ d'application.

Pour mesurer la précision de positionnement, vous devez suivre ces étapes:

Installez un interféromètre laser à double fréquence.

Installez un appareil de mesure optique dans la direction de l'axe des coordonnées de la machine.

Alignez l'axe de mesure parallèlement ou co-linéaire à l'axe de mouvement de la machine.

Réchauffez le laser, puis entrez les paramètres de mesure.

Exécutez le mouvement de la machine en fonction du programme de mesure spécifié.

Traitez les données collectées et générez des résultats.

Compenser la précision du positionnement

Si l'erreur de positionnement mesurée dépasse la plage d'erreur autorisée pour la machine-outil CNC, une compensation est nécessaire. L'approche standard consiste à calculer une table de compensation d'erreur de pas et à la saisir dans le système CNC pour assurer une précision d'usinage améliorée.

En conclusion, pour maintenir et améliorer la précision des machines-outils CNC, une surveillance cohérente et des tests de précision sont essentiels. La surveillance du contrecoup et la compensation, ainsi que la résolution des inexactitudes de positionnement, peuvent améliorer considérablement la qualité et la précision des pièces usinées.