CNC 機械の加工精度に影響を与える要因

CNC 機械は加工プロセス中にさまざまな要因の影響を避けられず、加工精度に一定の誤差が生じ、生産や生活に不都合が生じます。 CNC 機械の加工精度をいかに向上させるかは、専門家にとって大きな関心事です。

1. CNC機械加工における精度の問題

1.1 CNC機械加工における位置誤差が加工精度に及ぼす影響

位置誤差とは、加工部品の実際の表面、軸、または対称面と、垂直度、位置、対称性などの理想的な位置との間の変化量または偏差の程度を指します。CNC 機械加工における位置誤差は、通常、デッドゾーンエラー。位置誤差の主な原因は、工作機械部品の加工時の伝動によるクリアランスや弾性変形、加工時の工作機械ヘッドの摩擦力などによる位置誤差です。開ループシステムでは位置精度が大きく影響されますが、閉ループ追従システムでは主に変位検出装置の精度とシステムの速度増幅率に依存し、一般に影響は大きくなります。小さい。

1.2 CNC機械加工における幾何学誤差による加工精度誤差

CNC機械加工では、加工時に発生する外力や熱などの外的要因により工作機械の幾何精度が影響を受け、工作機械で加工された部品が幾何変形し、幾何誤差が生じます。研究によると、CNC 機械の幾何学的誤差の主な原因は、内部要因と外部要因の 2 つに他なりません。工作機械の幾何誤差の内部要因とは、工作機械のワークテーブルの水平度、工作機械のガイドレールの水平度や真直度、機械の幾何精度など、工作機械自体の要因によって生じる幾何学的誤差を指します。ツールのツールと備品。外部要因とは、主に外部環境や加工時の熱変形などの要因によって生じる幾何学的な誤差を指します。例えば、切削加工では工具や部品が熱により膨張・変形し、幾何学的な誤差が生じ、工作機械の加工精度や部品の加工精度に影響を与えます。

1.3 CNC機械加工における機械の位置決めに起因する加工精度誤差

長期にわたるデータ分析と部品加工の実際の運用を通じて、工作機械の位置決めが CNC 機械の加工精度に大きな影響を与えることがわかります。構造的な観点から見ると、CNC 機械の加工誤差は主に位置決め精度によって引き起こされ、その中でも工作機械の送りシステムが位置決め精度に影響を与える主なリンクです。 CNC マシンの送りシステムは、通常、機械伝達システムと電気制御システムの 2 つの部分で構成されます。位置決め精度は構造設計における機械伝達系に関係します。閉ループ システムでは、CNC 機械は通常、位置検出デバイスによって、ボールねじなどの送りシステムの主要コンポーネントが位置偏差を生成するのを防ぐことができます。オープンループシステムの場合、影響要因が多く状況が複雑なため、位置決め監視が実行できず、CNC 機械の加工精度に大きな影響を与えます。

2. CNC機械の加工精度向上への対策

CNC 機械の機械加工プロセスでは、加工される部品の精度が製品の品質に直接影響します。機械部品や精密機器の部品の中には、非常に高い加工精度が要求されるものがあります。この問題を解決するには、CNC 機械の加工精度を向上させることが鍵となります。広範な調査と分析の結果、CNC 機械の加工精度を向上させるには、大まかに次の対策があると結論付けられました。

2.1 CNC機械本来の誤差を抑えて加工精度を向上

CNC 機械の加工プロセスでは、誤差自体が避けられません。加工部品とCNC機械との間には避けられない誤差が生じます。この必ず存在するエラーをオリジナルエラーと呼びます。

したがって、CNC 機械の加工精度を向上させるためには、CNC 機械本来の誤差を制御することが重要な対策の 1 つとなります。独自のエラーが発生する可能性を体系的に分析し、エラーの原因と種類に応じて対応する改善策を策定する必要があります。機械部品の加工中、CNC 機械の位置精度と幾何学的精度は部品の加工精度に重要な影響を与えます。部品に対する位置誤差や幾何学誤差の影響を軽減するには、位置制御と幾何学精度制御を使用する必要があります。同時に、加工中に発生する変形誤差に対しては、空冷や水冷などの方法を用いて加工中の熱変形を制御し、加工精度への熱変形誤差の影響を低減する必要があります。同時に、位置誤差に対しては、工具の変形を避けるために、部品の材質に適した工具を合理的に選択する必要があります。同時に、加工部品のブランク形状に応じて適切な治具を選定してください。必要に応じて、位置誤差を避けるために、部品の形状とサイズに応じて治具を特別に設計する必要があります。

2.2 位置決めエラーを回避するための機械のコアコンポーネントの合理的な設計

工作機械の位置決め精度は部品の精度に大きな影響を与えます。工作機械の位置決め精度に影響を与える中心部品には、送り装置、ガイドレール、ワークテーブルの真直度や水平度などがあります。 CNC マシンを設計するときは、コアコンポーネントを合理的に選択する必要があります。例えば、現在工作機械に広く使用されているボールねじを選定する場合には、ボールねじの精度を十分に考慮し、比較的成熟したボールねじ技術を選択して搭載する必要があります。ボールネジのサポートも無視できません。ボールねじのサポートはシステムの伝達精度と密接な関係があります。ボールねじの支持力は主にアキシアル荷重と回転速度によって決まり、CNC旋盤の加工精度に大きな影響を与えます。通常、高精度の固定および支持方法が選択されます。また、ボールねじの軸受能力は設計時に厳密にチェックする必要があります。

工作機械の外部保護の一環として、ドラッグチェーンは今や工作機械に欠かせないものとなっています。また、チェーンリンクの構造上、ツールホルダーの動きに追従する際に一定の振動が発生します。この振動は工具に直接伝わり、最終的には加工精度に一定の影響を与えます。

したがって、ドラグチェーンの性能が工作機械の精度を大きく左右します。イグスの E6 シリーズドラッグチェーンは、振動と騒音を大幅に低減し、工作機械の精度に対するドラッグチェーンの動きの影響を最小限に抑えるように特別に設計されています。

さらに、イグスのE6シリーズドラッグチェーンは、ピッチが小さく、集合スプリングの非ピン接続方式を採用しており、摩耗がなく、高速および高加速の用途に適しています。 V=1.8m/sの速度で騒音はわずか37Db(A)で、クリーンルームなどの産業でも使用可能です。

2.3 リアルタイムモニタリング技術によるCNC機械の加工精度の向上

CNC技術の継続的な改善により、CNC機械の加工プロセスをリアルタイムで監視でき、加工プロセスのエラーリンクを時間内に調整でき、加工プロセスの各リンクのエラーデータを収集して供給できます。制御端末に戻ります。誤差データを通じて対応する誤差補正メカニズムを採用し、タイムリーな誤差補正を行うことができ、部品の加工精度を効果的に向上させることができます。