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Como componente de detección de posición del eje lineal de las máquinas herramienta CNC, la regla de rejilla actúa como los "ojos" de un ser humano.Su trabajo es "monitorear" si el eje lineal se mueve con precisión a la posición requerida por el sistema CNC después de ejecutar un comando de movimientoSin una regla de rejilla, the accuracy of whether the linear axis can reach the position required by the CNC system after receiving the movement command relies entirely on the accuracy of the CNC system's debugging and mechanical transmission.

Después de que la máquina herramienta CNC haya sido utilizada durante un período de tiempo, debido a la modificación de los parámetros de depuración eléctrica y al aumento de los errores mecánicos,el eje lineal puede estar lejos de la posición requerida por la instrucción del sistema CNCEn este momento, el sistema CNC y el personal que mantiene y opera la máquina herramienta no son conscientes de la diferencia.El personal de mantenimiento debe realizar pruebas de precisión en la máquina herramienta.Por lo tanto, si la máquina herramienta CNC no tiene una regla de rejilla instalada, es necesario verificar regularmente la precisión de la máquina herramienta.Una vez que la precisión de la máquina herramienta CNC se olvida de comprobar, puede llevar a que la precisión del producto supere la tolerancia o incluso sea desechada.

Si el eje lineal de la máquina herramienta CNC está equipado con una regla de rejilla, el problema mencionado anteriormente ya no necesita ser preocupado por el personal.Si el eje lineal no alcanza la posición con precisión debido a razones mecánicas, la regla de rejilla, como un componente de detección de posición, enviará instrucciones de retroalimentación al sistema CNC, lo que permite que el eje lineal alcance una posición relativamente precisa.la regla de rejilla actúa como una función de supervisión independiente de la máquina herramienta, como los ojos humanos, "monitoreando" continuamente la posición del eje lineal para garantizar que el eje lineal alcance la posición requerida por el sistema CNC.

El uso de una regla de rejilla en la producción de nuevas máquinas herramienta o la renovación de máquinas herramienta viejas tiene por objeto aumentar la precisión del funcionamiento del eje lineal.la precisión del funcionamiento no depende enteramente de la regla de rejilla sino principalmente de la precisión geométrica de la parte mecánica del eje lineal. La regla de rejilla no puede reemplazar la precisión de la máquina. Sólo puede "añadir helado al pastel". Muchas personas tienen conceptos erróneos sobre este tema.Si la precisión geométrica del eje lineal de la máquina herramienta es pobre, como algunos torno Z-eje que utiliza un bastidor para la transmisión, habrá un gran espacio libre de marcha atrás.habrá oscilaciones alrededor de la posición precisa debido a la baja precisión de transmisión del eje lineal.

El sistema de control de circuito semicerrado no puede controlar el error de transmisión generado por el mecanismo de transmisión de la máquina herramienta.el error de deformación térmica generado por el mecanismo de transmisión durante el funcionamiento a gran velocidad, y el error causado por el desgaste del sistema de transmisión durante el funcionamiento de alta velocidad.estos errores han afectado seriamente la precisión de mecanizado y la estabilidad de la máquina herramienta CNCLa regla de rejilla lineal proporciona un control completo de circuito cerrado de los diversos ejes de coordenadas lineales de la máquina herramienta CNC, reduciendo los errores anteriores y mejorando la precisión de posicionamiento,repetibilidadComo un componente crítico para mejorar la precisión de posicionamiento de las máquinas herramienta CNC, es cada vez más favorecido por los usuarios.

Precisión de las máquinas herramienta CNC

La precisión de las máquinas herramientas CNC incluye principalmente tres aspectos: precisión geométrica, precisión de posicionamiento y precisión de procesamiento.

La precisión geométrica, también conocida como precisión mecánica, es un reflejo integral de los errores de forma geométrica de las partes clave de la máquina herramienta después del montaje.Las herramientas y métodos de detección utilizados son básicamente los mismos que los utilizados para máquinas herramienta ordinariasSi se toma como ejemplo la precisión geométrica de un centro de mecanizado vertical común, se consideran los siguientes aspectos:

(1)Planura de la superficie de la mesa de trabajo

(2) Perpendicularidad del movimiento en cada dirección de las coordenadas

(3)Parallelismo de la superficie de la mesa de trabajo durante el movimiento en las direcciones X y Y

(4)Exactitud de rotación del husillo

(5)Parallelismo de la línea del husillo cuando la caja del husillo principal se mueve a lo largo del eje de coordenadas Z

(6)Linealidad del husillo durante el movimiento en la dirección de las coordenadas Z

La precisión de posicionamiento se refiere a la precisión de posición real que los componentes principales de la máquina herramienta pueden lograr al final de su movimiento.El error entre la posición real y la posición especificada se llama error de posicionamientoLa precisión de posicionamiento de una máquina herramienta CNC puede entenderse como su precisión de movimiento, que depende del sistema CNC y de los errores de transmisión mecánica.El movimiento de cada componente móvil de la máquina se completa bajo el control del dispositivo CNCLa precisión que puede alcanzar cada componente móvil refleja directamente la precisión que puede alcanzar la pieza mecanizada.La precisión de posicionamiento es un aspecto muy importante de las pruebas de máquinas herramienta.

La precisión de posicionamiento repetido se refiere a la consistencia de la precisión de posición obtenida al ejecutar repetidamente el mismo código de programa en una máquina herramienta CNC.La precisión del posicionamiento repetido se ve afectada por factores tales como las características del servosistemaEn general, la precisión de posicionamiento repetido es un error aleatorio que sigue una distribución normal,que afecte a la consistencia de un lote de piezas de mecanizado, por lo que es un indicador de precisión muy importante.

Precisión de mecanizado

La precisión geométrica y de posicionamiento de las máquinas herramienta se mide generalmente cuando no hay carga de corte y la máquina está parada o moviéndose a baja velocidad.Esto sólo puede reflejar la precisión de mecanizado de la máquina herramienta hasta cierto punto, ya que hay una serie de factores que pueden afectar a la precisión de mecanizado de la máquina herramienta en condiciones reales de trabajo.los componentes de la máquina herramienta sufrirán deformación elástica. bajo la influencia de fuentes de calor internas en la máquina herramienta (como el calor generado por motores eléctricos, dispositivos de transmisión hidráulica, fricción de rodamientos, engranajes, etc.)) y cambios en la temperatura ambienteEn el caso de las máquinas herramienta, los componentes de la máquina herramienta sufrirán deformación térmica.Cuando las partes móviles de la máquina herramienta se mueven a velocidad de trabajo, la precisión del movimiento es diferente de la medida a baja velocidad debido a la influencia de la película de aceite entre las superficies de deslizamiento relativas y otros factores.Todos estos causarán cambios en la precisión estática de la máquina herramientaLa precisión de la máquina-herramienta en condiciones de trabajo tales como carga externa, aumento de la temperatura,y la vibración se llama la precisión dinámica de la máquina herramientaAdemás de estar estrechamente relacionada con la precisión estática, la precisión dinámica también está determinada en gran medida por la rigidez, el rendimiento antivibración y la estabilidad térmica de la máquina herramienta.

En la actualidad, en la producción, la precisión dinámica integral de la máquina herramienta se evalúa por la precisión de la pieza de trabajo producida por corte,que se llama la precisión de trabajo de la máquina herramientaLa precisión de trabajo es un reflejo integral de la influencia de varios factores en la precisión de mecanizado.

Mejora de la precisión de la máquina herramienta.

Actualmente, existen dos métodos principales para mejorar la precisión de mecanizado de las máquinas herramienta CNC en la industria de mecanizado de piezas: prevención de errores y compensación de errores.

La prevención de errores se refiere a las medidas para mejorar el nivel de calidad del diseño, el mecanizado y el montaje de los componentes, controlar eficazmente los factores ambientales,y lograr el objetivo de eliminar o reducir las fuentes de errorPor ejemplo, using high-rigidity and thermally symmetrical guides and ball screws for room temperature control can effectively reduce the thermal deformation of the machine tool and the temperature rise of heat sources, reduciendo así la incidencia de errores.

Los métodos de prevención de errores se dividen principalmente en tres categorías: prevención de errores de dimensión y errores geométricos, prevención de errores de deformación térmica y prevención de otros errores.Los métodos de prevención de errores pueden reducir hasta cierto punto la probabilidad de que se produzcan erroresLa precisión de la máquina madre tiene un gran impacto en ella, pero es casi imposible eliminar por completo las deformaciones térmicas y los errores geométricos.y el costo de mejorar la calidad de las piezas es demasiado alto, por lo que no es común en aplicaciones prácticas.

El método de compensación de errores consiste en instalar sondas de elementos de precisión, sensores de posición, reglas de rejilla,y otros equipos en máquinas-herramienta CNC para retroalimentar el error de mecanizado de la máquina-herramienta al sistema CNC en tiempo realLa máquina herramienta compensa automáticamente la precisión de mecanizado, mejorando la precisión de mecanizado de las piezas y ahorrando mucho el costo de las materias primas.

Defectos comunes de reglas de rejilla como elementos de detección de posición para ejes lineales

1El eje lineal no puede encontrar el pulso cero durante el retorno al punto de referencia.

En términos de rendimiento, esto significa que el eje continúa funcionando hasta que llega al interruptor límite al regresar al punto de referencia.

La causa de este fallo se debe generalmente a la cabeza de lectura sucia o la regla de rejilla.Limpie la parte con la balanza con un paño de seda sumergido en etanol anhidro.

2.El eje lineal de la máquina herramienta CNC informa de una alarma durante el funcionamiento.

Si los sistemas CNC Siemens 840D o Fanuc informan de la alarma "error de codificación de hardware" o si el sistema CNC de Heidenhain informa de la alarma "error de retroalimentación", la causa puede ser:

1 La distancia entre la cabeza de lectura y la regla de rejilla de la máquina herramienta aumenta durante el uso debido a vibraciones u otras razones.y el sistema CNC piensa erróneamente que la regla de rejilla está dañadaEl método para resolver este problema consiste en ajustar la distancia entre la cabeza de lectura y la regla de rejilla de acuerdo con los requisitos del manual de regla de rejilla.La distancia entre la cabeza de lectura y el cuerpo de la regla de rejilla es de aproximadamente 1-1.5 mm, y lo mejor es no exceder los 2 mm.

2 La posición de instalación de la regla de rejilla no es adecuada, por ejemplo, instalarla cerca del tanque de aceite, donde el aceite y el gas pueden contaminar la regla de rejilla.La "línea fija" y la "línea móvil" de la regla de rejilla deben limpiarse por separado., y luego la regla de la rejilla debe ajustarse después de la instalación antes de que pueda usarse.

3 La posición de instalación de la cabeza de lectura no es adecuada, lo que puede causar daños a la cabeza de lectura.causando daños a las líneas de la rejilla y provocando el desguace completo de la regla fija de la rejilla.

3.Corrección del eje lineal en la máquina CNC

Cuando el eje lineal de una máquina CNC se escapa, generalmente es porque el componente de detección de posición, como la regla de rejilla del eje lineal, está contaminada.la rejilla o la cabeza de lectura de la regla de rejilla deben limpiarse.

4.Otras situaciones de fallas

En años de mantenimiento de la máquina CNC se ha encontrado que la regla de rejilla, como el componente de detección de posición del sistema CNC,puede mejorar la precisión de posicionamiento del eje lineal de la máquina herramienta cuando la parte mecánica de la máquina herramienta está en buenas condicionesAdemás, la regla de rejilla también puede detectar problemas potenciales o existentes en la parte mecánica de la máquina herramienta.

Después de que el torno C61200 producido por Wuzhong se transformara en una máquina CNC utilizando el sistema CNC FAGOR 8055TC, al mecanizar los rollos,el eje X se alejó de los rollos por sí mismo cuando la herramienta tocó las partes de mayor diámetro del cuerpo del rollo elíptico sin un comando de movimiento del eje XCuando la herramienta entra en contacto con las partes de menor diámetro del cuerpo del rollo, el eje X se mueve hacia los rollos por sí mismo, haciendo que el eje X se mueva hacia adelante y hacia atrás.

Después de comprobar el sistema CNC de la máquina herramienta, se encontró que cuando se activó el eje X, el servomotor CA se bloqueó con fuerza de autobloqueo.Cuando el componente de detección de posición del eje X fue blindado y cambiado a circuito semi-cerradoAlgunas personas piensan que este fenómeno es causado por un problema con la regla de rejilla,pero se encontró a través de la inspección que la tapa trasera del tornillo de bola del eje X estaba sueltaPor lo tanto, cuando la herramienta entra en contacto con las partes de mayor diámetro del cuerpo del rollo, el cuerpo del rollo ejerce una fuerza "superior" sobre el eje X, alejándolo del diámetro del cuerpo del rollo.el movimiento del eje X no es causado por la instrucción de la máquina CNCLa regla de rejilla utilizada para detectar la posición del eje X mostró que el eje X se movía hacia la dirección "+X" (lejos del diámetro del cuerpo del rollo) sin ninguna instrucción del sistema CNC.La función de la regla de rejilla es detectar si el eje lineal se mueve con precisión bajo la acción de la instrucción CNCSi el movimiento no es preciso, el sistema CNC interviene para colocar el eje lineal en la posición correcta.hay una cierta brecha entre la herramienta y el cuerpo del rollo. A través de la función de la regla de rejilla, el eje X se mueve hacia el diámetro del cuerpo del rollo para posicionarlo en la posición coordinada del eje X emitida por el sistema CNC.cuando el cuerpo del rodillo gire una vuelta sin ninguna instrucción de datos para mover el eje X, el eje X se desplaza alternadamente hacia y hacia el diámetro del cuerpo del rollo, causando un movimiento de ida y vuelta durante el mecanizado del rollo debido a la tapa trasera suelta del tornillo de bola.

En una máquina CNC en la que un cierto eje lineal adopta un bucle completamente cerrado, se producen sacudidas del motor y oscilaciones del eje.este fenómeno anormal desapareceEn general, el componente de detección de posición, como la regla de rejilla y la cabeza de lectura,primero se deben comprobar si están limpias y si la posición de instalación de la cabeza de lectura es razonable, y debe excluirse el componente de detección de posición.