Mejorando la precisión del mecanizado CNC: Análisis de causas raíz y mitigación efectiva de errores

En la operación real, las máquinas CNC se usan principalmente para fabricar piezas de trabajo, y las piezas de trabajo generalmente tienen una precisión de mecanizado extremadamente alta. Si quiere mejorar la precisión de mecanizado de la propia máquina CNC, debe analizar los errores que pueden ocurrir en cada paso del mecanizado CNC, y el propósito es encontrar la causa raíz del error, para evitar la generación continua de errores. También puede formular medidas correspondientes según las razones analizadas, y compensar inmediatamente una vez que haya un error. En todo el proyecto de mecanizado CNC, ya sea la etapa inicial de dibujo o la finalización del producto final, los errores en cualquier paso tendrán un cierto impacto en la precisión de las piezas mecanizadas finales.

A continuación se discutirán varios errores principales que ocurren frecuentemente, discutir las razones de los errores y cómo mejorarlos.

1. Errores que aparecen fácilmente en la operación real

1.1 Error de programación

Este error es causado principalmente por el proceso de software de programación CNC, que es un tipo de error de interpolación. Al usar máquina CNC para procesar piezas, debido a que los dispositivos CNC tienen diferentes funciones de interpolación, son diferentes del contorno de la pieza. Al aproximarse entre sí, siempre eligen una línea recta, y a veces usan un arco circular.

Cuando una línea recta o arco se acerca a la curva de contorno de una pieza inmediatamente, habrá una diferencia máxima entre la curva de aproximación y la curva original del contorno real. Esto se conoce comúnmente como error de interpolación, que afecta la precisión de mecanizado de la pieza. Entre los factores que afectan la precisión de mecanizado de las piezas, esta es una razón muy importante.

1.2 Error de arco de punta de herramienta

En el proceso de corte de agujero interno, cuando la operación va al círculo exterior, el arco de la punta de la herramienta generalmente no afecta el tamaño y la forma. Sin embargo, al procesar superficie cónica o arco, el arco de la punta de la herramienta lo afectará, lo que generalmente conduce a sobrecorte o subcorte.

1.3 Error de medición

Este error generalmente se ve afectado por la precisión de medición de la herramienta de medición, y también puede tener un cierto impacto porque el medidor no ha adoptado el método de operación correcto para la medición. El tamaño real medido generalmente tiene una desviación.

1.4 Error de desgaste de herramienta

Cuando la máquina CNC está funcionando continuamente, las piezas y materiales a procesar y la propia herramienta están en un entorno de alta temperatura y alta presión, y generalmente desgastarán la punta de la herramienta, lo que también causará ciertos errores. Al comienzo del trabajo, la velocidad de desgaste de la punta de la herramienta será más rápida, y luego se volverá cada vez menor, hasta que finalmente haya una tendencia de aceleración gradual nuevamente.

1.5 Error causado por pérdida inversa de momento

La máquina CNC causa errores debido a los espacios entre las máquinas y las deformaciones elásticas entre las partes de transmisión de las máquinas herramienta.

1.6 Error de configuración de herramienta

El proceso principal de este tipo de error está en el proceso de configuración de herramienta. Cuando la herramienta comienza a moverse al punto de partida, el sistema operativo generará un cierto valor de relación de ajuste de alimentación. Este valor afectará la desviación.

1.7 Error del sistema de máquina

El cuerpo de la máquina puede tener una cierta influencia, lo que lleva a la aparición de tolerancias geométricas, que generalmente son imposibles de ajustar. En la unidad servo, el dispositivo de accionamiento tendrá un cierto error de posicionamiento repetitivo durante el trabajo. La razón es que el equivalente de pulso de la máquina herramienta tiene un cierto impacto en el sistema. La uniformidad y la ruta de transmisión afectarán el sistema, pero las dos cantidades de error anteriores son relativamente pequeñas y estables, y solo necesitan considerarse durante el mecanizado de precisión.

2. Mejorar método de operación

En la operación real, es imposible evitar cualquier error en el mecanizado de piezas de máquinas herramienta CNC. Sin embargo, si se hacen ciertas mejoras en la operación de máquinas herramienta CNC, entonces ciertos errores serán controlados efectivamente dentro de un rango razonable.

Proceso de programación

Antes de que las piezas sean procesadas por control numérico, es necesario escribir un programa de procesamiento con cierto grado de factibilidad. Generalmente hablando, hay dos formas de escribir un programa. Una es programación manual y la otra es programación asistida por computadora.

La programación manual generalmente solo es adecuada para la preparación de programas de piezas simples, y generalmente no hay desviación en este eslabón. La programación asistida por computadora es para la escritura de programas de piezas exigentes y complejas, pero debido a la necesidad de usar el software correspondiente para establecer el punto de cambio de herramienta y trayectoria, inevitablemente habrá algunos problemas, lo que requiere configuraciones de modificación extremadamente altas. Al mismo tiempo, preste atención a si el programa tiene factibilidad extremadamente alta. Estos aspectos pueden causar errores. Generalmente hablando, aumentar el número de nodos puede resolver efectivamente tales problemas, pero también aumentará enormemente la carga de trabajo de programación. Aumentará enormemente, y la eficiencia de procesamiento se reducirá enormemente.

El nivel de eficiencia del programa tiene un gran impacto en la eficiencia de trabajo de la máquina. Por lo tanto, optimizar la calidad de la programación también puede mejorar la eficiencia de trabajo de la máquina CNC. Esto requiere familiaridad con todas las instrucciones de la máquina y las funciones internas se desarrollan a fondo, y se exploran constantemente métodos de programación efectivos. Además, la programación por computadora debe promoverse vigorosamente, y la fiabilidad del programa debe mejorarse continuamente. Otro punto es que la programación debe ser razonable, y no permitir que la máquina herramienta funcione en vacío.

Valor del radio de punta de herramienta

Cuando se termina de escribir el programa, es necesario prestar atención al problema del valor del radio de la punta de la herramienta. No solo necesita usar los comandos correspondientes en el programa, sino que también necesita medir el valor del radio de la punta de la herramienta que posee la máquina CNC. Después de la medición, configúrelo en la página de configuración de parámetros. Solo después de este proceso, el comando correspondiente en el programa CNC puede usarse, de lo contrario, el valor predeterminado del radio de la punta de la herramienta en el sistema siempre será cero.

Configuración de herramienta de corte

El trabajo que necesita realizarse después es la configuración de la herramienta, generalmente al mismo tiempo por corte de prueba y configuración. Elegir una herramienta puede mejorar la calidad de procesamiento por un lado, y también puede promover la mejora de la eficiencia de procesamiento. Para aumentar la productividad, las máquinas CNC en el país y en el extranjero se están desarrollando hacia alta velocidad. Esto también plantea requisitos más altos para la máquina: debe poder soportar corte de alta velocidad, al mismo tiempo debe tener la función de corte potente, y la función debe tener estabilidad extremadamente alta. Al seleccionar materiales de herramienta, si se pueden usar herramientas de metal duro para mecanizado, entonces no se deben seleccionar herramientas de acero de alta velocidad. Si las condiciones lo permiten, se pueden seleccionar herramientas con mayor resistencia al desgaste.

Al mismo tiempo, la medición debe realizarse en un entorno estático, pero el proceso de mecanizado es precisamente dinámico. La herramienta y la pieza de trabajo inevitablemente se ven afectadas por fuerzas externas, por lo que el tamaño mecanizado y el tamaño esperado serán inconsistentes. Por lo tanto, debemos prestar atención al material de la herramienta usada, y siempre verificar si la pieza de trabajo y el portaherramientas están sujetos, y si la longitud de la pieza de trabajo que sobresale del dispositivo cumple con el estándar.

Las máquinas CNC son muy diferentes de las máquinas ordinarias. No es factible aplicar directamente los métodos usados en la gestión de máquinas ordinarias a las máquinas CNC. Según la experiencia de fábricas con larga vida útil, es mejor adoptar gestión centralizada para fábricas con un gran número de máquinas CNC y organizarlas según la producción. Si las condiciones lo permiten, se puede usar la computadora para gestión integrada, y la computadora puede realizar gestión unificada de toda la información operativa, para que la información pueda compartirse, el tiempo de preparación requerido para la producción pueda reducirse enormemente, y la productividad aumentará naturalmente.

3. Conclusión

En todo el proceso de mecanizado, los errores son inevitables. Sin embargo, si se mejora el método de operación de la máquina CNC, en el proceso de producción real, ya sea la producción y procesamiento de piezas de pequeños lotes, aún hay requisitos de precisión media. Todas las piezas pueden lograr el propósito de reducir errores, y las piezas también pueden cumplir con los estándares requeridos por los dibujos. Ya sea el fabricante de máquinas CNC, o los usuarios y mantenedores de máquinas herramienta CNC, deben prestar suficiente atención a la precisión de mecanizado de máquinas CNC. Las máquinas CNC generalmente tienen fuentes de error extremadamente complejas. Este artículo solo analiza las más importantes y propone medidas más factibles para mejorarlas.

A través de la experiencia anterior de resumen y análisis, esperamos poder mejorar significativamente el nivel diario de fabricación, uso y mantenimiento de máquinas CNC. Creemos que a medida que más y mejores tecnologías se apliquen al campo de las máquinas CNC, los problemas de error existentes de las máquinas CNC definitivamente se resolverán de manera más satisfactoria.