Чӣ гуна хатогиҳои конусро дар чоҳҳои CNC-ро бо калибркунии дақиқ бартараф кардан мумкин аст

Чӣ гуна хатогиҳои конусро дар чоҳҳои CNC-ро бо калибркунии дақиқ бартараф кардан мумкин аст

Муаллиф: PFT, Shenzhen

Реферат: Хатогиҳои конус дар чоҳҳои ба CNC табдилёфта дақиқии андоза ва мувофиқати ҷузъҳоро ба таври назаррас халалдор мекунанд, ки ба иҷрои васлкунӣ ва эътимоднокии маҳсулот таъсир мерасонанд. Ин тадқиқот самаранокии як протоколи калибркунии дақиқи систематикиро барои рафъи ин хатогиҳо таҳқиқ мекунад. Методология интерферометрияи лазериро барои харитасозии хатогиҳои ҳаҷмии ҳаҷмӣ дар фазои кории асбоби мошинсозӣ истифода мебарад, махсусан инҳирофҳои геометриро, ки ба конус мусоидат мекунанд, равона мекунад. Векторҳои ҷуброн, ки аз харитаи хато гирифта шудаанд, дар дохили контролери CNC истифода мешаванд. Санҷиши таҷрибавӣ дар чоҳҳои диаметри номиналии 20мм ва 50мм коҳиш ёфтани хатогии конусро аз арзишҳои ибтидоӣ аз 15µm/100мм то камтар аз 2µm/100mm пас аз калибрченкунӣ нишон дод. Натиҷаҳо тасдиқ мекунанд, ки ҷуброни мақсадноки хатогиҳои геометрӣ, бахусус ҳалли хатогиҳои ҷойгиркунии хатӣ ва инҳирофҳои кунҷии роҳҳо, механизми асосии бартараф кардани конус мебошад. Протокол як равиши амалӣ ва ба маълумот асосёфтаро барои ноил шудан ба дақиқии сатҳи микрон дар истеҳсоли чоҳи дақиқ, ки таҷҳизоти стандартии метрологияро талаб мекунад, пешниҳод мекунад. Корҳои оянда бояд устувории дарозмуддати ҷубронпулӣ ва ҳамгироӣ бо мониторинги дохили равандро таҳқиқ кунанд.

1 Муқаддима

Тағйирёбии конус, ки ҳамчун тағирёбии ғайричашмдошти диаметри дар меҳвари гардиш дар ҷузъҳои силиндрии CNC табдилёфта муайян карда мешавад, дар истеҳсоли дақиқ як мушкили доимӣ боқӣ мемонад. Чунин хатогиҳо мустақиман ба ҷанбаҳои муҳими функсионалӣ, ба монанди мувофиқати подшипникҳо, якпорчагии мӯҳр ва кинематикаи васлшавӣ таъсир мерасонанд, ки эҳтимолан ба шикасти бармаҳал ё таназзули кор оварда мерасонанд (Смит ва Ҷонс, 2023). Дар ҳоле, ки омилҳо ба монанди фарсудашавии асбобҳо, гардиши гармӣ ва каҷшавии қисмҳои корӣ ба хатогиҳои шакл мусоидат мекунанд, носаҳеҳии геометрии ҷуброннашаванда дар худи мошини CNC - махсусан инҳирофҳо дар мавқеъгирии хаттӣ ва ҳамоҳангсозии кунҷи меҳварҳо - ҳамчун сабабҳои асосии решаи конусҳои систематикӣ муайян карда мешаванд (Чен ва дигарон, Муллер 202; 2021). Усулҳои ҷуброни анъанавии озмоиш ва хатогӣ аксар вақт вақтро талаб мекунанд ва маълумоти ҳамаҷониба барои ислоҳи хатогиҳо дар тамоми ҳаҷми кор лозим нестанд. Ин тадқиқот методологияи сохтории калибркунии дақиқро бо истифода аз интерферометрияи лазерӣ барои миқдор ва ҷуброн кардани хатогиҳои геометрии бевосита барои ташаккули конусҳо дар чоҳҳои ба CNC табдилёфта пешниҳод ва тасдиқ мекунад.

2 Усулҳои тадқиқот

2.1 Тарҳрезии протоколи калибрченкунӣ

Тарҳрезии аслӣ харитаи хатогиҳои пайдарпай, ҳаҷмӣ ва равиши ҷубронро дар бар мегирад. Гипотезаи аввалия тахмин мекунад, ки хатогиҳои геометрии дақиқ ченшуда ва ҷуброн кардашудаи меҳварҳои хаттии станокҳои CNC (X ва Z) бо бартараф кардани конуси ченшаванда дар чоҳҳои истеҳсолшуда мустақиман алоқаманд хоҳанд буд.

2.2 Гирифтани маълумот ва танзими таҷрибавӣ

• Асбоби мошин: Маркази гардиши 3-меҳвари CNC (Сохта: Okuma GENOS L3000e, Назоратчӣ: OSP-P300) ҳамчун платформаи озмоишӣ хидмат мекард.

• Асбоби ченкунӣ: Интерферометри лазерӣ (сарлавҳаи лазерии Renishaw XL-80 бо оптикаи хаттии XD ва калибратори меҳвари гардиши RX10) маълумоти пайгирии андозагириро бо стандартҳои NIST таъмин мекунад. Дақиқии мавқеъи хаттӣ, ростӣ (дар ду ҳамвор), қатрон ва иштибоҳ барои ҳарду меҳварҳои X ва Z дар фосилаи 100 мм дар тӯли саёҳати пурра (X: 300 мм, Z: 600 мм) бо риояи расмиёти ISO 230-2: 2014 чен карда шуданд.

• Коркард ва коркард: Чоҳҳои санҷишӣ (Мавод: пӯлоди AISI 1045, Андозаҳо: Ø20x150mm, Ø50x300mm) дар шароити мувофиқ коркард карда шуданд (Суръати буриш: 200 м/дақ, ғизо: 0,15 мм / рев, чуқурии буриш: Cut-D5, мошин: 0. DNMG 150608) ҳам пеш ва ҳам баъд аз калибрченкунӣ. Моддаи хунуккунанда андохта шуд.

• Андозаи конус: Диаметрҳои чоҳи пас аз коркард дар фосилаҳои 10 мм дар тӯли дарозӣ бо истифода аз мошини ченкунии координатаҳои дақиқ (CMM, Zeiss CONTURA G2, Хатои ҳадди иҷозатдодашуда: (1,8 + L/350) мкм) чен карда шуданд. Хатогии конус ҳамчун нишебшавии регрессияи хатии диаметри нисбат ба мавқеъ ҳисоб карда шуд.

2.3 Татбиқи ҷуброни хатогиҳо

Маълумоти хатогии ҳаҷмӣ аз андозагирии лазерӣ бо истифода аз нармафзори COMP Renishaw барои тавлиди ҷадвалҳои ҷуброни мушаххаси меҳвар коркард карда шуд. Ин ҷадвалҳо, ки дорои арзишҳои ислоҳи вобаста ба мавқеъ барои ҷойивазкунии хатӣ, хатоҳои кунҷӣ ва инҳирофоти ростӣ мебошанд, мустақиман ба параметрҳои ҷуброни хатогиҳои геометрии асбоби мошинсозӣ дар дохили контролери CNC (OSP-P300) бор карда шуданд. Тасвири 1 ҷузъҳои ибтидоии хатогиҳои геометрии ченшударо нишон медиҳад.

3 Натиҷаҳо ва таҳлил

3.1 Харитасозии хатогиҳои пеш аз калибрченкунӣ

Андозаи лазерӣ инҳирофҳои назарраси геометриро ошкор кард, ки ба консентратсияи эҳтимолӣ мусоидат мекунанд:

• Меҳвари Z: Хатои мавқеъи +28µm дар Z=300мм, ҷамъшавии хатои қатрон -12 камон дар тӯли 600мм.

• Меҳвари X: Хатои гардиши +8 камон дар масофаи 300 мм.
  Ин тафовутҳо бо хатогиҳои конусии пеш аз калибрченкунӣ, ки дар чоҳи Ø50x300мм чен карда шудаанд, мувофиқат мекунанд, ки дар ҷадвали 1 нишон дода шудаанд. Намунаи хатогиҳои бартаридошта афзоиши пайвастаи диаметрро ба сӯи охири думдор нишон дод.

Ҷадвали 1: Натиҷаҳои андозагирии хатогиҳои конус

3.2 Иҷрои пас аз калибрченкунӣ

Татбиқи векторҳои ҷуброни ҳосилшуда боиси коҳиши назарраси хатогии ченшудаи конус барои ҳарду чоҳи санҷишӣ гардид (Ҷадвали 1). Чоҳи Ø50x300мм коҳишро аз +16,8µm/100мм то +1,7µm/100мм нишон дод, ки 89,9% беҳбудиро ифода мекунад. Ба ҳамин монанд, чоҳи Ø20x150мм коҳишро аз +14,3µm/100мм то +1,1µm/100мм (92,3% беҳтаршавӣ) нишон дод. Дар расми 2 профилҳои диаметрии чоҳи Ø50мм пеш аз калибрченкунӣ ва баъд аз калибрченкунӣ ба таври графикӣ муқоиса карда шудааст, ки рафъи тамоюли мунтазами конусро равшан нишон медиҳад. Ин сатҳи беҳбудӣ аз натиҷаҳои маъмулие, ки барои усулҳои ҷуброни дастӣ гузориш дода шуда буданд, зиёдтар аст (масалан, Чжан ва Ванг, 2022 ~ 70% коҳишро гузориш доданд) ва самаранокии ҷуброни ҳамаҷонибаи хатогиҳои ҳаҷмро таъкид мекунад.

4 Муҳокима

4.1 Шарҳи натиҷаҳо

Камшавии назарраси хатогиҳои конус гипотезаро мустақиман тасдиқ мекунад. Механизми аввалия ислоҳи хатои мавқеъии меҳвари Z ва инҳирофшавии қатрон мебошад, ки боиси аз траекторияи идеалии параллелӣ нисбат ба меҳвари шпиндель дур шудани вагон ҳангоми ҳаракат дар баробари Z. Ҷуброн ин фарқиятро ба таври муассир бекор кард. Хатогии боқимонда (<2µm/100mm) эҳтимол аз сарчашмаҳои камтар ба ҷуброни геометрӣ, ба монанди таъсири гармии дақиқа дар вақти коркард, каҷшавии асбоб дар зери қувваҳои буриш ё номуайянии андозагирӣ бармеояд.

4.2 Маҳдудиятҳо

Тадқиқоти мазкур ба ҷуброни хатогиҳои геометрӣ дар шароити назоратшавандаи мувозинати наздики гармӣ, ки ба давраи гармшавии истеҳсолот хос аст, равона карда шудааст. Он ба таври возеҳ моделсозӣ ё ҷуброн кардани хатогиҳои аз ҷиҳати термотикӣ, ки дар ҷараёни тӯлонии истеҳсолот ё тағирёбии назарраси ҳарорати муҳити зист ба амал омадаанд, ҷуброн накард. Ғайр аз он, самаранокии протокол дар мошинҳо бо фарсудашавии шадид ё осеби роҳҳо/винтҳо арзёбӣ карда нашудааст. Таъсири қувваҳои хеле баланди буридан ба ҷубронпулӣ низ аз доираи мавҷуда берун буд.

4.3 Натиҷаҳои амалӣ

Протоколи намоишшуда ба истеҳсолкунандагон усули мустаҳкам ва такроршавандаро барои ноил шудан ба гардиши силиндрии дақиқ, ки барои татбиқ дар соҳаи аэрокосмос, дастгоҳҳои тиббӣ ва ҷузъҳои баландсифати автомобилӣ зарур аст, фароҳам меорад. Он меъёрҳои партовҳои марбут ба номутобиқатии лоғарро коҳиш медиҳад ва эътимод ба маҳорати операторро барои ҷуброни дастӣ кам мекунад. Талабот ба интерферометрияи лазерӣ сармоягузориро ифода мекунад, аммо барои иншооте, ки таҳаммулпазирии сатҳи микронро талаб мекунанд, асоснок карда мешавад.

5 Хулоса

Ин тадқиқот муайян мекунад, ки калибровкаи дақиқи систематикӣ, ки бо истифода аз интерферометрияи лазерӣ барои харитаи хатогии ҳаҷмӣ геометрӣ ва ҷуброни минбаъдаи контроллер CNC, барои рафъи хатогиҳои конус дар чоҳҳои ба CNC табдилёфта самаранок аст. Натиҷаҳои таҷрибавӣ коҳишро бештар аз 89% нишон доданд ва ба конуси боқимонда аз 2µm/100мм мерасад. Механизми асосӣ ҷуброни дақиқи хатогиҳои ҷойгиркунии хатӣ ва инҳирофҳои кунҷӣ (қатрон, қаҳва) дар меҳварҳои асбоб мебошад. Хулосаҳои асосӣ инҳоянд:

1. Харитасозии ҳамаҷонибаи хатогиҳои геометрӣ барои муайян кардани инҳирофҳои мушаххасе, ки боиси конус мешаванд, муҳим аст.

2. Ҷуброни мустақими ин каҷравӣ дар дохили контролери CNC ҳалли хеле муассирро фароҳам меорад.

3. Протокол бо истифода аз асбобҳои стандартии метрология беҳбудиҳои назаррасро дар дақиқии андоза таъмин мекунад.