Трехкоординатные станки перемещаются по трем управляемым ЧПУ плоскостям.
Для вертикального обрабатывающего центра ось X управляет перемещением влево и вправо параллельно рабочей поверхности;
ось Y управляет движением вперед и назад, перпендикулярно осям X и Z;
ось Z управляет движением вверх и вниз. В большинстве станков используется фиксированный шпиндель и подвижный стол или фиксированный стол и подвижный шпиндель.
Вращение шпинделя никогда не считается осью.
Пятиосевые (а также четырехосные и шестиосные) станки имеют дополнительные оси, которые позволяют вращать и поворачивать стол или шпиндельную головку. Ось A включает вращение оси X, в то время как ось B соединена с осью Y, а ось C соединена с осью Z.
Адаптация шпинделя
Вращающиеся режущие инструменты, такие как торцевые фрезы или концевые фрезы требуют высокой точности установки и жесткости для достижения оптимального срока службы и производительности. Эти инструменты могут быть установлены непосредственно на торце шпинделя или через промежуточный переходник с коническим хвостовиком, обычно называемый державкой.
Баланс инструмента
Дисбаланс - это масса инструмента, умноженная на его эксцентриситет (расстояние от центра вращения инструмента до его истинного центра масс). Эксцентриситет измеряется в микронах, а масса инструмента - в килограммах, поэтому дисбаланс измеряется в граммах-миллиметрах. ISO 16084 - это стандарт для установления целевых показателей баланса инструмента и державки.
Чтобы оценить несбалансированность процессов, наладчик должен выполнит по одному пробному запуску с инструментами, сбалансированными по множеству различных значений. Такая оценка может начинаться с дисбаланса 10 г-мм, затем продвигаться через серию все более сбалансированных инструментов до тех пор, пока не будут достигнуты надлежащие допуски или точность, а качество поверхности больше не улучшится.
Стандартные держатели инструмента и инструменты обычно подходят для скорости шпинделя до 8000 об / мин.
Точность и повторяемость в обрабатывающих центрах
Большинство стандартов выводят итоговые значения. Даже с учетом самих стандартов сравнения между ними бесполезны из-за различий в расчетах, дающих разные результаты. Существует шесть общих стандартов: NMBTA (используется в основном в США и единственный стандарт для статистических расчетов с использованием двунаправленных данных), ISO 230-3-1988 (используется в Европе), BSI BS 4656 Part 16 (используется в Великобритании), VDI / GDQ 3441 (используется в Германии), JIS B 6336-1986 (используется в Японии) и ASME B5.54-92 (другой стандарт США).
Измерение и настройка инструмента
Измерение длины, диаметра и профиля фрезы может снизить вариативность и оптимизировать процессы обработки. Традиционно настройка инструмента выполняется в автономном режиме с помощью прибора для настройки инструмента, который проверяет размеры инструмента вручную или с помощью штрих-кода. Этот процесс надежен для определения коррекции инструмента заготовки, но не влияет на то, как державка или шпиндель будут выровнены относительно инструменту. Таким образом, идеальная повторяемость между режущим инструментом и шпинделем встречается редко.
Лазерные измерительные системы могут выполнять динамическое измерение инструментов при вращении шпинделя. Как правило, универсальные, бесконтактные лазерные лучи потребляют менее одного ватта и не требуют специальной защиты глаз. Высокоточный фотоэлектрический луч активируется при поломке, а выходной сигнал поступает на ЧПУ или ПЛК станка, а встроенное программное обеспечение сравнивает и координирует точку контакта луча с известными значениями в таблицах данных инструмента управления. Сама процедура измерения представляет собой автоматический макрос, встроенный в измерительное программное обеспечение. Лазерные системы совместимы с диаметрами от 0,3 мм с точностью до нескольких микрон.
Поворотные и линейные энкодеры
В станках используются линейные и угловые энкодеры для измерения собственных перемещений. Есть три типа контактов энкодера - фотоэлектрические (также называемые оптическими), магнитные и механические, но наиболее распространены фотоэлектрические контакты энкодера.
Датчики вращения измеряют приводы вращательного движения. Датчики вращения могут быть инкрементальными или абсолютными.
Выходные сигналы инкрементальных энкодеров обрабатываются электронными счетчиками, измеряющими «приращения». Для общих задач измерения длины - в частности, для измерения перемещений ползуна с использованием шарико-винтовой передачи с рециркуляцией в качестве шкалы - энкодеры со встроенной цифровой электроникой являются стандартными решениями.
Абсолютные угловые энкодеры получают значение углового положения из шаблона кодированного диска, который выдает значения сразу после включения питания. Кодер Грея и кодеры, использующие естественный двоичный код, являются наиболее распространенными, причем многие современные компьютерные программы используют двоичную систему для поддержки высоких скоростей.
Линейные энкодеры могут достигать результатов в субмикронном диапазоне, что особенно полезно для полупроводниковой промышленности и сверхточного оборудования. Эти энкодеры передают информацию о смещении непосредственно на цифровой считыватель, контроллер ЧПУ или периферийное устройство.
Линейные шкалы могут быть закрытыми или открытыми. Закрытые линейные шкалы имеют сканирующий блок, который установлен на небольшой каретке, управляемой шариковыми подшипниками по стеклянной шкале. Уплотнительные кромки защищают шкалы от загрязнения. Обычно они используются для станков работающих в суровых условиях.
Открытые линейные шкалы также имеют стеклянную шкалу и блок сканирования, но эти два компонента физически разделены. Отсутствие контакта или трения между сканирующим блоком и шкалой упрощает монтаж и увеличивает скорость перемещения.
В некоторых вариантах линейных энкодеров вместо стеклянных используются металлические шкалы с максимальной длиной до 30 метров вместо трех стеклянных шкал. Особо следует отметить кодировщики, которые используют принцип интерференционного сканирования, который использует уникальные дифракции световых волн. Эта система обеспечивает очень высокое разрешение и точность с широким допуском на зазор между сканером и шкалой и демонстрирует отличную повторяемость.
