Точность станков с ЧПУ: высокой класс точности фрезерных cnc

Что влияет на точность фрезерных станков с чпу?

На характеристики, отвечающие за точность позиционирования станка, оказывают непосредственное влияние следующие факторы:

перпендикулярность расположения координатных осей;
качество направляющих;
наличие люфтов при движении подвижных частей устройства;
стабильность рамы, ее жесткость и конструктивные особенности, в том числе – высота;
качество сборки устройства;
особенности программной и технической настройки оборудования;
качество комплектующих, которые используются в работе;
отсутствие перепада высот на поверхности, на которой находится устройство, и др.

1 область применения

Настоящий стандарт определяет методы проверки и оценки точности и повторяемости позиционирования осей с числовым программным управлением станка с помощью непосредственного измерения отдельных осей на станке. Описанные методы применяются одинаково к линейным осям и осям вращения.

Примечание — При проверке нескольких осей одновременно данный метод не применим.
Настоящий стандарт может использоваться для типовых проверок, приемочных проверок, сравнительных проверок, периодических подтверждений точности, коррекции точности станка и т.д.

2 нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:<ГОСТ 8-82 Станки металлорежущие. Общие требования к испытаниям на точность
ГОСТ 22267-76 Станки металлорежущие. Схемы и способы измерений геометрических параметров
ГОСТ 23597-79 Станки металлорежущие с числовым программным управлением.

Обозначение осей координат и направлений движения. Общие положения
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году.

Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Гост 27843-2006 (исо 230-2:1997) испытания станков. определение точности и повторяемости позиционирования осей с числовым программным управлением (переиздание) от 24 мая 2007 —

ГОСТ 27843-2006
(ИСО 230-2:1997)

МКС 25.040

Дата введения 2008-01-01

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ФГУП «ВНИИНМАШ») и Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ОАО «ЭНИМС») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 24 июня 2006 г. N 29)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 мая 2007 г. N 102-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 27843-2006 (ИСО 230-2:1997) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2008 г.

5 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 230-2:1997 Изм. 1:1999* «Испытания станков. Часть 2. Определение точности и повторяемости позиционирования осей с числовым программным управлением» (ISO 230-2:1997 Cor. 1:1999 «Test code for machine tools — Part 2: Determination of accuracy and repeatability of positioning numerically controlled axes», MOD).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

При этом дополнительные положения, а также фразы и отдельные слова, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики указанных выше государств и особенностей межгосударственной стандартизации, выделены курсивом

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6)

6 ВЗАМЕН ГОСТ 27843-88

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2020 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

Про другие станки: Ленточные станки по металлу в Воронеже: 212-товаров: бесплатная доставка, скидка-39% [перейти]

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

Примечание — При проверке нескольких осей одновременно данный метод не применим.

Настоящий стандарт может использоваться для типовых проверок, приемочных проверок, сравнительных проверок, периодических подтверждений точности, коррекции точности станка и т.д.

Используемые методы включают в себя повторные измерения в каждой позиции. Соответствующие параметры определяют и рассчитывают, как описано в руководстве по выражению неопределенности в измерениях [1].

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения):

ГОСТ 8-82 Станки металлорежущие. Общие требования к испытаниям на точность

ГОСТ 22267 Станки металлорежущие. Схемы и способы измерений геометрических параметров

ГОСТ 23597 Станки металлорежущие с числовым программным управлением. Обозначение осей координат и направлений движений. Общие положения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3.1 ход оси: Линейный или вращательный максимальный ход, в пределах которого подвижный компонент может перемещаться при управлении посредством числового программного управления.

Примечание — Ось — это перемещение подвижного компонента в системе координат станка с обозначениями по ГОСТ 23597.

3.2 измерительный ход: Часть хода оси, используемая для сбора данных и выбранная так, чтобы к первой и последней заданным позициям можно было приближаться с двух направлений (см. рисунок 1).

3.3 заданная позиция Позиция, в которую запрограммировано движение подвижного компонента.

Примечание — Нижний индекс указывает частную позицию среди других заданных позиций вдоль или вокруг данной оси.

3.4 действительная позиция: Измеренная позиция, достигнутая подвижным компонентом при -м подходе к -й заданной позиции.

3.5 отклонение на позиции; позиционное отклонение: Действительная позиция, достигнутая подвижным компонентом минус заданная позиция

3.6 одностороннее измерение: Относится к ряду измерений, в которых подход к заданной позиции всегда сделан в одном и том же направлении вдоль или вокруг данной оси. Символ указывает параметр, полученный при измерении, сделанном после подхода в положительном направлении, и — в отрицательном направлении, например или .

3.7 двустороннее измерение: Относится к параметру, полученному в ряде измерений, в которых подход к заданной позиции сделан в обоих направлениях вдоль или вокруг данной оси.

3.8 расширенная неопределенность: Величина, определяющая ожидаемый интервал вокруг результата измерения, который может охватить большую часть распределения возможных фактических значений измерения.

3.9 фактор охвата: Коэффициент, используемый как множитель для среднеквадратического отклонения, чтобы получить расширенную неопределенность.

3.10 среднее одностороннее позиционное отклонение на позицииили: Среднеарифметическое позиционных отклонений, полученных при серии однонаправленных подходов к позиции :

3.11 среднее двустороннее позиционное отклонение на позиции: Среднеарифметическое значение средних односторонних позиционных отклонений и , полученных при двух направлениях подхода к позиции

Про другие станки: Смазка для ЧПУ станков: система для фрезерного станка

3.12 зона нечувствительностипозиционирования на позиции: Разность между средними односторонними позиционными отклонениями, полученными при двух направлениях подхода к позиции

3.13 зона нечувствительностипозиционирования оси: Максимум абсолютных значений разностей зон нечувствительности на всех заданных позициях вдоль или вокруг данной оси

3.14 средняязона нечувствительностипозиционирования оси: Среднеарифметическое значение зон нечувствительности позиционирования на всех заданных позициях вдоль или вокруг данной оси

3.15 вычисление одностороннего среднеквадратического отклонения от заданного положенияили: Среднеквадратическое отклонение от заданного положения, полученного серией односторонних подходов к позиции

Точность станков с ЧПУ: высокой класс точности фрезерных cnc ; .

Допускается вычислениеиno формулам:

Класс точности станков с чпу высокой точности

Точность станков с компьютерным управлением напрямую зависит от показателей суммарной погрешности, которая складывается из нескольких параметров:

точность самого устройства;
точность управляющей системы станка;
погрешности, которые допускаются при креплении заготовки на рабочем столе;
неточности, допущенные при отладке инструментов;
погрешности, допущенные при производстве фрез;
износ рабочего оборудования, в том числе фрез;
жесткость системы СПИД.

Точность позиционирования оси станка с ЧПУ является обобщенной величиной, которая показывает пределы нахождения реальных координат после того, как процедура позиционирования завершена. Точность этого показателя зависит от повторяемости, но при этом включает в себя не только размер разброса ошибок позиционирования, но и их промежуточные значения. Все это делает точность позиционирования универсальной характеристикой.

Этот параметр предназначен для того, чтобы показать, насколько большой может быть ошибка позиционирования координатных осей устройства.

Точность – основополагающая характеристика станка с ЧПУ. Этот параметр зависит от большого количества факторов, в том числе – вероятного люфта направляющих и передач, неточности направляющих осей, нарушение их перпендикулярного расположения и др. На характеристику также напрямую влияют качество станины и ее жесткость.

В зависимости от того, насколько высока эта характеристика, станки с ЧПУ делятся на четыре группы:

нормальной точности;
повышенной точности;
высокой точности;
особо высокой точности.

В зависимости от класса точности, который присвоен станку, различается и качество обработки деталей.

Станки с повышенной точностью обеспечивают точность обработки изделий в пределах 0,6 отклонений, получаемых на станках с нормальной точностью.

У станков с высокой точностью этот параметр равняется 0,4, а станки особо высокой точности позволяют обрабатывать детали с точностью в пределах до 0,25 отклонений.

Особо точные и станки с высокой точностью создаются в результате применения специальных конструктивных решений.

Для проверки точности станков с ЧПУ проводится оценка следующих параметров:

точности линейного позиционирования рабочего инструмента;
размера нечувствительной зоны;
возвратной точности рабочего инструмента;
стабильности выхода рабочих органов в заданную точку координатной сетки;
точности круговой обработки;
стабильности положения фрез после их смены в автоматическом режиме.

Эти проверки направлены на выявление не только точности работы станка, но и на оценку стабильности в ходе производственного процесса, то есть многократности прихода рабочих органов станка в заданное положение. При этом показатели стабильности нередко оказываются более важными, чем непосредственно точность. Именно от стабильности во многом зависит качество обработки изделия.

Параметры допустимой ошибки при определении положения рабочего инструмента определяются по формуле Δр = Δ δ.

Для того чтобы сохранить точность станка во время его длительной эксплуатации, характеристики геометрической точности на все возможные проверки ужесточают в сравнении с нормативными более чем на 40 %. Это позволяет производителю оборудования заложить запас на возможный износ станка.

Разрешение позиционирования

Дискретность станка с числовым программным управлением определяется максимально возможной точностью перемещения, которую может задать оператор.

Например, если ось Y оснащена шаговым двигателем с шагом 1,8 градуса, т. е. его производительность составляет 200 шагов/об, и драйвером, который предполагает наличие режима деления шага по принципу 1 к 16, и при этом соединенным с винтом ШВП 1605, шаг которого составляет 5 мм на один оборот.

Каждый импульс STEP обеспечивает движение вала двигателя, соответствующего движению идеальной оси (без учета возможного люфта, погрешностей и т. д. на 1/(200 × 16) × 5 = 0,0015625 мм. Эта характеристика определяет разрешение позиционирования оси Y. На протяжении последующих производственных процессов ее характеристики в управляющей программе будут позиционироваться именно с таким обозначением.

Про другие станки: Компоновка фрезерного станка с ЧПУ

Точность повторного позиционирования

Точность повторного позиционирования станка с ЧПУ зависит от следующих факторов:

механического воздействия фрезы;
перпендикулярности установки шпинделя;
режима резания, который установлен на станке;
типа обрабатываемых материалов.

Превосходной точностью считается параметр, равный 0,05 мм. Станки с точностью 0,2 мм считаются всего лишь удовлетворительными.

Когда управляющий блок отдает команду для возврата рабочей головки в начальную точку координат, конечный результат всегда незначительно отличается от параметров, заданных первоначально. Различия зависят от возможных люфтов в передаче. Для производства важно понимание того, насколько стабильна возникающая при позиционировании ошибка. Чаще всего повторяемость в несколько раз превышает точность, что делает такой станок пригодным для работы.

Современные станки, оснащенные модулями числового программного управления, позволяют обрабатывать детали из различных материалов с максимально возможной точностью, не снижая при этом производительность. Точность станков с ЧПУ – один из самых важных параметров, от которого напрямую зависит качество обработки любых изделий.

Точность станка чпу

Если система состоит из двух последовательно расположенных элементов с коэффициентами жесткости С1 и С2, установленных с предварительным натягом (рис. 3, б), то Спр=С1 С2,

так как приложение силы вызывает одинаковую деформацию обоих упругих элементов, один из которых дополнительно нагружается, а другой разгружается.

При последовательном соединении элементов (рис. 3, в) складываются их податливости.

Статическая жесткость систем, состоящих из нескольких последовательно соединенных деталей, зависит от собственной жесткости этих деталей, контактной жесткости стыков между ними, жесткости масляных слоев, передаваемых нагрузок, сил трения, возникающих при относительном перемещении деталей вследствие нагружения системы. Понятие жесткости системы в некоторой мере условно, так как оно включает также влияние сил трения на способность системы противостоять деформациям под действием нагрузок.

Если при значительных нагрузках, возникающих в станках при черновой обработке, в общем балансе большой удельный вес имеют упругие деформации собственно деталей (определяемые известными формулами из сопротивления материалов) влияющие на точность станка ЧПУ, то при отделочной обработке основными являются контактные сближения.

Контактные сближения δ, мкм, для неподвижных плоских стыков имеют нелинейную зависимость (рис. 4, α)

Нелинейная зависимость σ=f(σ) может быть условно разбита на три линейных участка различной жесткости (рис. 4, б): 1 — незатянутый стык в пределах деформации микронеровностей — шероховатости при σ ≤ σ1; 2 — затянутый стык в пределах деформации макронеровностей — волнистости при σ1 < σ < σ2; 3 — плотный стык в пределах деформации макронеровностей — волнистости при σ2 < σ ≤ σ3 (при σ > σз — металл разрушается или течет). Таким образом, для всех трех участков может быть зависимость δi = Kiσi (где i = 1, 2, 3).

Например, в незатянутых и подвижных (направляющие скольжения и др.) стыках, если давление от внешней нагрузки намного меньше начального (участок 1 рис. 4, б), то δ=Kσ,

где К — коэффициент контактной податливости, равный для пары сталь-чугун 1…2.

Цифры после запятой

Количество цифр после запятой напрямую зависит от того, какой тип двигателей установлен на станке с ЧПУ.

Если установлены шаговые двигатели, рабочее поле будет иметь непосредственные размеры 600 × 900 мм.

Станки, оборудованные серводвигателями, отличаются наличием от 3 до 5 нулей после запятой. Чаще всего этим параметрам соответствуют металлообрабатывающие станки прецизионного типа.

ВАЖНО! Чем больше знаков после запятой способен обработать станок с ЧПУ, тем выше его точность.