CNC takım tezgahlarının temel parçaları için hassasiyet seviyesi ve işleme doğruluğu gereksinimlerinin derinlemesine analizi
Modern üretimde CNC takım tezgahları, yüksek hassasiyetleri, yüksek verimlilikleri ve yüksek otomasyon seviyeleriyle çeşitli hassas parçaların üretiminde temel ekipman haline gelmiştir. CNC takım tezgahlarının hassasiyet seviyesi, işleyebilecekleri parçaların kalitesini ve karmaşıklığını doğrudan belirler ve tipik parçaların temel parçaları için işleme hassasiyeti gereksinimleri, CNC takım tezgahlarının seçiminde belirleyici bir rol oynar.
CNC takım tezgahları, kullanım alanlarına göre basit, tam fonksiyonlu, ultra hassas vb. olmak üzere çeşitli tiplere ayrılabilir. Her tip farklı hassasiyet seviyelerine ulaşabilir. Basit CNC takım tezgahları, minimum 0,01 mm hareket çözünürlüğü ve genellikle (0,03-0,05) mm'nin üzerinde hareket ve işleme hassasiyetiyle bazı torna ve freze tezgahlarında hala kullanılmaktadır. Bu tip takım tezgahları, nispeten düşük hassasiyet gerektiren bazı işleme görevleri için uygundur.
Ultra hassas CNC takım tezgahları çoğunlukla özel işleme alanlarında kullanılır ve hassasiyetleri 0,001 mm'nin altında şaşırtıcı seviyelere ulaşabilir. Bu ultra yüksek hassasiyetli takım tezgahı, havacılık ve tıbbi ekipman gibi yüksek hassasiyetli ve son teknoloji endüstrilerin sıkı gereksinimlerini karşılayarak son derece hassas parçalar üretebilir.
CNC takım tezgahları, amaca göre sınıflandırmanın yanı sıra, doğruluklarına göre de sıradan ve hassas tipler olarak sınıflandırılabilir. CNC takım tezgahlarının doğruluğu test edilirken genellikle 20-30 öğe dikkate alınır. Ancak, en temsili ve karakteristik öğeler esas olarak tek eksenli konumlandırma doğruluğu, tek eksenli tekrarlanan konumlandırma doğruluğu ve iki veya daha fazla bağlantılı işleme ekseni tarafından üretilen test parçasının yuvarlaklığıdır.
Tek eksenli konumlandırma doğruluğu, eksen stroğu içindeki herhangi bir noktanın konumlandırılması sırasında oluşan hata aralığını ifade eder ve takım tezgahının işleme hassasiyetini doğrudan yansıtan önemli bir göstergedir. Şu anda, bu göstergenin düzenlemeleri, tanımları, ölçüm yöntemleri ve veri işleme yöntemlerinde dünya genelindeki ülkeler arasında bazı farklılıklar bulunmaktadır. Çeşitli CNC takım tezgahları için örnek verilerin sunumunda, ortak standartlar arasında Amerikan Standardı (NAS), Amerikan Takım Tezgahı Üreticileri Birliği'nin önerdiği standartlar, Alman Standardı (VDI), Japon Standardı (JIS), Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) ve Çin Ulusal Standardı (GB) yer almaktadır.
Bu standartlar arasında Japon standardının en düşük değeri belirlediğine dikkat edilmelidir. Ölçüm yöntemi tek bir kararlı veri kümesine dayanır ve ardından hata değeri ± değeri alınarak yarıya indirilir. Bu nedenle, Japon standart ölçüm yöntemleri kullanılarak ölçülen konumlandırma doğruluğu, diğer standartlar kullanılarak ölçülen sonuçlara kıyasla genellikle iki kattan fazla farklılık gösterir. Ancak, veri işlemede farklı olsalar da diğer standartların tümü, ölçüm ve konumlandırma doğruluğunu analiz etmek için hata istatistikleri yasasını izler. Bu, bir CNC takım tezgahının kontrol edilebilir bir eksen strokunda belirli bir konumlandırma noktası hatası için, takım tezgahının uzun süreli kullanımı sırasında binlerce konumlandırma süresinin hata durumunu yansıtması gerektiği anlamına gelir. Ancak gerçek ölçümde, koşulların sınırlamaları nedeniyle yalnızca sınırlı sayıda ölçüm yapılabilir (genellikle 5-7 kez).
Tek eksenli tekrarlanan konumlandırma doğruluğu, eksenin her hareketli bileşeninin kapsamlı doğruluğunu, özellikle de strok içindeki herhangi bir konumlandırma noktasında eksenin konumlandırma kararlılığını yansıtarak kapsamlı bir şekilde yansıtır ve bu da büyük önem taşır. Eksenin istikrarlı ve güvenilir bir şekilde çalışıp çalışmadığını ölçmek için temel bir göstergedir. Modern CNC sistemlerinde, yazılımlar genellikle besleme aktarım zincirindeki her bir bağlantının sistem hatalarını istikrarlı bir şekilde telafi edebilen zengin hata telafi fonksiyonlarına sahiptir.
Örneğin, şanzıman zincirindeki her bir bağlantının boşluğu, elastik deformasyonu ve temas sertliği, çalışma tezgahının yük boyutu, hareket mesafesinin uzunluğu ve hareket konumlandırma hızı gibi faktörlere bağlı olarak farklı anlık hareketler sergileyecektir. Bazı açık devre ve yarı kapalı devre besleme servo sistemlerinde, bileşenlerin ölçümünden sonra mekanik tahrik bileşenleri çeşitli kazara faktörlerden etkilenecek ve bu da önemli rastgele hatalara yol açacaktır. Örneğin, bilyalı vidaların termal uzaması, çalışma tezgahının gerçek konumlandırma konumunda kaymaya neden olabilir.
CNC takım tezgahlarının doğruluk performansını kapsamlı bir şekilde değerlendirmek için, yukarıda belirtilen tek eksenli doğruluk göstergelerine ek olarak, çok eksenli bağlantı işlemenin doğruluğunu da değerlendirmek büyük önem taşır. Silindirik yüzeylerin frezelenmesi veya uzamsal spiral olukların (dişlerin) frezelenmesindeki hassasiyet, CNC eksenlerinin (iki veya üç eksenli) servo takip hareket özelliklerini ve takım tezgahlarındaki CNC sistemlerinin enterpolasyon fonksiyonunu kapsamlı bir şekilde değerlendirebilen bir göstergedir. Genel değerlendirme yöntemi, işlenmiş silindirik yüzeyin yuvarlaklığını ölçmektir.
CNC takım tezgahlarının deneme kesiminde, eğik kare dört taraflı işleme yöntemiyle frezeleme, doğrusal enterpolasyon hareketinde iki kontrol edilebilir eksenin hassasiyetini değerlendirmek için kullanılabilen etkili bir değerlendirme yöntemidir. Bu deneme kesimi sırasında, hassas işleme için kullanılan uç freze, takım tezgahının miline takılır ve tezgaha yerleştirilen dairesel numune frezelenir. Küçük ve orta ölçekli takım tezgahları için dairesel numuneler genellikle 200¥ ile 300¥ arasında seçilir. Frezeleme tamamlandıktan sonra, numuneyi bir yuvarlaklık test cihazına yerleştirin ve işlenmiş yüzeyinin yuvarlaklığını ölçün.
İşleme sonuçlarının gözlemlenmesi ve analiz edilmesiyle, takım tezgahlarının doğruluğu ve performansı hakkında birçok önemli bilgi elde edilebilir. Frezelenmiş silindirik yüzeyde belirgin freze bıçağı titreşim desenleri varsa, bu, takım tezgahının dengesiz enterpolasyon hızını yansıtır; Frezeleme ile üretilen yuvarlaklıkta önemli bir eliptik hata varsa, bu, enterpolasyon hareketi için iki kontrol edilebilir eksen sisteminin kazanımlarının uyuşmadığını gösterir; Dairesel bir yüzeyde, her bir kontrol edilebilir eksenin yön değiştirdiği noktalarda durma işaretleri varsa (yani, sürekli kesme hareketinde, besleme hareketi belirli bir konumda durursa, takım işleme yüzeyinde küçük bir metal kesme izi bölümü oluşturacaktır), eksenin ileri ve geri boşluklarının düzgün ayarlanmadığını gösterir.
CNC takım tezgahlarının doğruluk değerlendirmesi karmaşık ve zorlu bir süreçtir ve bazıları işleme tamamlandıktan sonra bile hassas bir değerlendirme gerektirir. Bunun nedeni, takım tezgahlarının doğruluğunun, takım tezgahının yapısal tasarımı, bileşenlerin üretim doğruluğu, montaj kalitesi, kontrol sistemlerinin performansı ve işleme süreci sırasındaki çevre koşulları gibi çeşitli faktörlerin birleşiminden etkilenmesidir.
Takım tezgahlarının yapısal tasarımı açısından, makul bir yapısal düzen ve sağlam bir tasarım, işleme sürecinde titreşim ve deformasyonu etkili bir şekilde azaltabilir ve böylece işleme hassasiyetini artırabilir. Örneğin, yüksek mukavemetli yatak malzemeleri, optimize edilmiş kolon ve kiriş yapıları vb. kullanımı, takım tezgahının genel stabilitesini artırmaya yardımcı olabilir.
Bileşenlerin üretim doğruluğu, takım tezgahlarının doğruluğunda da temel bir rol oynar. Bilyalı vidalar, doğrusal kılavuzlar ve miller gibi temel bileşenlerin doğruluğu, takım tezgahının her hareket ekseninin hareket doğruluğunu doğrudan belirler. Yüksek kaliteli bilyalı vidalar hassas doğrusal hareket sağlarken, yüksek hassasiyetli doğrusal kılavuzlar sorunsuz kılavuzlama sağlar.
Montaj kalitesi, takım tezgahlarının hassasiyetini etkileyen önemli bir faktördür. Takım tezgahının montaj sürecinde, çalışma sırasında takım tezgahının hareketli parçaları arasındaki doğru hareket ilişkisini sağlamak için, çeşitli bileşenler arasındaki uyum doğruluğu, paralellik ve dikeylik gibi parametrelerin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
Kontrol sisteminin performansı, takım tezgahlarının hassas kontrolü için hayati önem taşır. Gelişmiş CNC sistemleri, daha hassas konum kontrolü, hız kontrolü ve enterpolasyon işlemleri sağlayarak takım tezgahlarının işleme hassasiyetini artırır. Bu arada, CNC sisteminin hata telafi fonksiyonu, takım tezgahındaki çeşitli hataların gerçek zamanlı olarak telafi edilmesini sağlayarak işleme hassasiyetini daha da artırır.
İşleme sürecindeki çevre koşulları da takım tezgahının hassasiyetini etkileyebilir. Sıcaklık ve nemdeki değişiklikler, takım tezgahı bileşenlerinde termal genleşme ve büzülmeye neden olarak işleme hassasiyetini etkileyebilir. Bu nedenle, yüksek hassasiyetli işleme durumlarında, genellikle işleme ortamını sıkı bir şekilde kontrol etmek ve sabit sıcaklık ve nem sağlamak gerekir.
Özetle, CNC takım tezgahlarının hassasiyeti, çok sayıda faktörün etkileşiminden etkilenen kapsamlı bir göstergedir. Bir CNC takım tezgahı seçerken, parçaların işleme hassasiyeti gereksinimlerine bağlı olarak, takım tezgahının türü, hassasiyet seviyesi, teknik parametreleri ve üreticinin itibarı ve satış sonrası hizmeti gibi faktörleri göz önünde bulundurmak gerekir. Aynı zamanda, takım tezgahının kullanımı sırasında, sorunları hızlı bir şekilde tespit edip çözmek, takım tezgahının her zaman iyi bir hassasiyette kalmasını sağlamak ve yüksek kaliteli parçaların üretimi için güvenilir garantiler sağlamak amacıyla düzenli hassasiyet testleri ve bakımı yapılmalıdır.
Teknolojinin sürekli ilerlemesi ve üretimin hızla gelişmesiyle birlikte, CNC takım tezgahlarının hassasiyetine yönelik gereksinimler de sürekli artmaktadır. CNC takım tezgahı üreticileri, takım tezgahlarının hassasiyetini ve performansını artırmak için sürekli olarak araştırma ve yenilik yapmakta, daha gelişmiş teknolojiler ve süreçler benimsemektedir. Aynı zamanda, ilgili endüstri standartları ve spesifikasyonları sürekli olarak iyileştirilmekte ve CNC takım tezgahlarının hassasiyet değerlendirmesi ve kalite kontrolü için daha bilimsel ve bütünleşik bir temel sağlanmaktadır.
Gelecekte, CNC takım tezgahları daha yüksek hassasiyet, verimlilik ve otomasyona doğru gelişerek, imalat sektörünün dönüşümüne ve gelişimine daha güçlü bir destek sağlayacaktır. Üretim işletmeleri için, CNC takım tezgahlarının hassasiyet özelliklerinin derinlemesine anlaşılması, CNC takım tezgahlarının makul bir şekilde seçilmesi ve kullanılması, ürün kalitesini artırmanın ve pazar rekabet gücünü artırmanın anahtarı olacaktır.