Точность станка часто является основным критерием при его выборе. Однако, точность иногда понимается неправильно, что может привести к путанице. Точность станка является общим понятием, и для его конкретизации следует использовать следующие термины:
✅ Прямолинейность скоростей подачи;
✅ Перпендикулярность оси;
✅ Погрешность шага;
✅ Люфт;
✅ Перпендикулярность шпинделя;
✅ Разрешение позиционирования;
✅ Разрешение приводов;
✅ Разрешающая способность интерполятора;
✅ Повторяемость позиционирования и жесткость;
Прямолинейность скоростей подачи — параметр, указывающий максимальное отклонение траектории инструмента от прямой линии на заданном расстоянии заданной оси
Перпендикулярность оси - параметр, указывающий максимальное отклонение дорожки, перпендикулярной оси отсчета, на заданном расстоянии
Погрешность шага - отклонение значения смещения гайки шарико-винтовой передачи от теоретического смещения в результате номинального смещения.
Люфт шага, это расстояние, на которое начинает перемещаться данная ось при изменении направления движения
Перпендикулярность шпинделя параметр, определяющий погрешность перпендикулярности шпинделя относительно плоскости X-Y
Разрешение позиционирования – произведение разрешения шага и приводов (наименьшее значение, на которое может перемещаться данная ось из-за возможностей привода)
Разрешающая способность интерполятора – минимальное перемещение, которое может быть задано на приводах задатчиком положения (интерполятором)
Повторяемость позиционирования – максимальное отклонение абсолютного положения инструмента при многократном подходе к выбранной точке с разных направлений
Жёсткость – параметр, определяющий величину, на которую станок будет разгибаться при приложении заданного усилия в наименее благоприятном положении оси.
Подробности
Как видите, общая ошибка позиционирования инструмента является суммой всех вышеупомянутых ошибок. Конечно, может случиться так, что отдельные ошибки в данных обстоятельствах будут нейтрализованы, но на это рассчитывать нельзя. Кроме того, дело осложняется явлением теплового расширения. Для стали это около 0,01 мм/м на каждый градус Цельсия, поэтому при скачке температуры от 10 до 30 градусов шуруп расширится на 0,2 мм/м!
Это не так уж плохо, если обрабатывается сталь, потому что она имеет такую же расширяемость, как и подающий шнек, но если мы хотим обработать алюминий, тепловое расширение которого примерно в три раза выше, чем у стали, начинаются серьезные проблемы с сохранением допусков, особенно с длинными заготовками.
Иные ошибки
Большинство упомянутых факторов влияют на так называемую статическую ошибку, которая измеряется в заданной точке при остановке станка. Также есть динамическая ошибка, которая проявляется только во время работы и связана с несовершенством интерполятора и приводов. Сервоприводы работают в так называемом замкнутом контуре управления положением (обратная связь по положению). Контроллер в сервоприводе постоянно управляет двигателем так, чтобы ошибка положения (разница между заданным и текущим положением) была как можно меньше. Сервопривод не может немедленно реагировать на положение смешения.
В большинстве сервоприводов частота регулятора положения составляет всего 400 Гц. Если отклонение увеличится сразу после измерения положения, сервопривод не среагирует на это следующие 2,5 мс, а при скорости 0,5 м/с машина в это время пробежит 1,25 мм! Это ошибка, многократно превышающая сумму всех статических ошибок геометрии машины.
К сожалению, зачастую производители даже не упоминают о динамических параметрах своих машин, потому что им, как правило, нечем гордиться.
Также следует отметить, что не менее важно качество установки позиции, то есть интерполяции. Интерполятор является частью системы управления, которая отвечает за предоставление сервоприводам информации о том, с какой скоростью должна двигаться каждая ось и какое положение должно быть достигнуто. Важнейшей задачей интерполятора является синхронизация перемещений каждой оси, чтобы форма, начерченная инструментом в пространстве, соответствовала программе, заданной оператором. Это очень сложный процесс, требующий быстрого процессора для достижения удовлетворительного разрешения.
