Что означают точность позиционирования станков с ЧПУ?

Универсализм большинства моделей оборудования с ЧПУ не отменяет того факта, что нельзя одну модель устройства заменить любой другой. Правильный выбор агрегата имеет определяющее значение для достижения запланированного результата, но не каждый начинающий мастер понимает, что значат числовые характеристики в описании оборудования. Пройдемся вкратце по тому, что могло остаться непонятным.

Разрешение позиционирования

В понимании устройства, его рабочее поле разделено на сетку координат, чтобы машина знала, в какой именно части необходимо обрабатывать деталь. Сравнить это можно с плотностью пикселей на экране – если точек сравнительно мало и они крупные, не приходится рассчитывать на качественную картинку с большим количеством мелких деталей. Со станком происходит то же самое – если разрешение позиционирования низкое, значит, этот агрегат не приспособлен для тонкой работы, и это само по себе не плохо, но только при условии, что вы не собирались заниматься искусной фигурной резьбой. Если в соответствующей графе после запятой дано большое количество нулей, это явный плюс – значит, агрегат умеет позиционироваться достаточно точно.

Точность позиционирования напрямую зависит от того, какими двигателями оснащен агрегат. Шаговые двигатели априори не дадут лучших результатов – у них есть заранее известное количество положений, их невозможно настроить так, чтобы обработка производилась между двумя стандартными позициями. Выбор позиций у современных станков с ЧПУ огромен, но серводвигатели, вообще не привязанные к заранее известным положениям, подходят для тонкой работы в большей степени. Оборудование с серводвигателями еще называют прецизионным, к этому классу обычно относятся агрегаты по металлу.

Как влияет на точность позиционирования система управления?

Если двигатель обеспечивают механическую точность в известных пределах, то дополнительные отклонения может внести неправильно настроенная (или просто низкокачественная) система управления. Фактически показатель точности позиционирования – это размер допустимого (нормального) отклонения инструмента от того положения, в котором его ожидал увидеть оператор, именно поэтому после запятой должно быть как можно больше нулей. Но в идеале агрегат должен работать без отклонений, или они не должны достигать максимальных допустимых значений.

Помимо недостаточно точной настройки, отрицательно влиять на точность позиционирования могут:

• «кривая» сборка;
• использование не оригинальных деталей;
• неровная поверхность под станком.

Оценить качество сборки можно даже по внешнему виду: если станина не обожжена, выглядит тонкой, сварочные швы зачищены некачественно – все это говорит о стремлении производителя сэкономить на выпуске оборудования, и ни к чему хорошему это не приведет. Опять же, низкие рамы (менее 60 см) зачастую делаются для компенсации малой массы и снижения инерции боковых нагрузок, потому подобное оборудование если и стоит брать, то очень аккуратно.

Что такое точность повторного позиционирования?

После изготовления детали оператор может захотеть изготовить еще одну, такую же – для этого необходимо сначала вернуть агрегат в изначальные координаты. При возврате к стартовым позициям оборудование способно давать погрешность в позиционировании, отличающуюся от той, которая была в прошлый раз. Следует понимать: некоторая погрешность характерна для многих станков с ЧПУ, но принципиально важно, чтобы она всегда была одинаковой и предсказуемой.

Повторяемость имеет свойство быть более точной, чем первичное позиционирование. Теоретически хорошими показателями повторяемости может обладать даже модель, которую сложно хвалить за точность позиционирования.

Специфика точности позиционирования фрезерного станка

Для окончательной ясности приведем пример: рабочее поле – это сетка координат со значениями по длине и ширине. Если оператор хочет, чтобы рабочая головка оказалась в точке с координатами 200, 200, то на практике она из-за отклонений в точности позиционирования может фактически оказаться в положении 200,1, 199,9. При тонкой обработке или необходимости строгого соответствия заданным параметрам (при производстве деталей) отклонение может привести к тому, что изделие не способно выполнять свои функции.

Действует глобальный принцип, согласно которому оборудование с более крупным рабочим полем всегда дает несколько сниженную точность позиционирования. Под воздействием перепадов температур агрегат может сжиматься и расширяться – это еще больше влияет на реальную точность позиционирования моделей с длинным рабочим полем, заодно изнашивается материал, падает его жесткость.

Есть ряд других критериев, влияющих на позиционирование оборудования – в частности, класс точности направляющих, тип системы передачи движения и тип двигателей. Шаговые двигатели считаются неприспособленными для тонкой работы – в частности, разница между шагами у такой конструкции может достигать до 30%! В то же время толковая модель станка не должна допускать погрешность более 0,05 мм, и то – как верхний предел. Аналогичный порядок цифр должен быть характерным и для повторяемости, которую еще называют точностью.