Когда речь заходит о станках или иных системах с числовым управлением, не избежать упоминаний таких понятий, как точность позиционирования, разрешение позиционирования, повторяемость позиционирования и повторяемость деталей. Эти понятия очень тесно связаны, и у начинающих станкостроителей и операторов ЧПУ часто возникает путаница. Академические определения и способы расчета данных параметров указаны в соответствующем ГОСТ, а в данной статье будут объяснены их базовые отличия для неспециалистов. Начнем с наиболее простой характеристики.
Разрешение позиционирования
Разрешение позиционирования(дискретность) - величина, показывающая, насколько точно вы можете задать перемещение в вашей системе ЧПУ.
Рассмотрим на примере. Допустим, на оси Y станка под управлением Mach3 установлен шаговый двигатель с шагом 1.8 градуса(200 шагов/об) и драйвером с режимом деления шага 1/16, который соединен с винтом ШВП 1605 с шагом 5 мм на оборот. Mach3 работает в режиме STEP/DIR - посылает дискретные импульсы на контроллер, которые затем интерпретируются в шаги двигателя. Один импульс STEP вызовет перемещение вала двигателя, которое будет соответствовать перемещению идеальной оси, без люфтов и погрешностей, на 1/(200*16)*5 = 0.0015625 мм. Таково разрешение позиционирования оси Y - позиция по оси в управляющей программе будет всегда кратна этой величине, и вы не сможете задать перемещение в точку с координатой Y = 2.101 - программа управления "округлит" это значение в зависимости от настроек либо до 2.1, либо до 2.1015625.
Естественно, все это вовсе не означает, что, послав один импульс STEP, на самом деле получим перемещение в 0.0015625 мм, ведь существует множество факторов, вносящих погрешность - начиная от погрешности позиционирования вала двигателя до люфта в ходовой гайке. Здесь уместно перейти к следующей характеристике:
Повторяемость позиционирования оси с ЧПУ
Если мы будем отправлять ось в одну и ту же точку из разных положений, то каждый раз будем получать немного разный результат из-за механических погрешностей - ось будет останавливаться на каком-то расстоянии от требуемой точки. Повторяемость показывает, насколько велик разброс этого расстояния, а если точнее - повторяемость прямо пропорциональна среднеквадратичному отклонению ошибки позиционирования. Одним словом, повторяемость - характеризует величину "разброса" ошибки позиционирования относительно некоего среднего значения. Повторяемость зависит главным образом от люфтов передачи и возникающих упругих деформаций, и на самом деле достаточно малоинформативна, т.к. говорит лишь о том, стабильна ли ошибка позиционирования или нет, но ничего не сообщает о её величине. Можно построить совершенно неточный станок с прекрасной повторяемостью.
Точность позиционирования оси с ЧПУ
Точность позиционирования оси - обобщенная величина, показывающая, в каких пределах может находиться реальная координата оси после завершения позиционирования. Когда говорят "точность станка", подразумевают обычно именно точность позиционирования. Точность зависит от повторяемости, но включает в себя не только величину "разброса" ошибки позиционирования, но и её среднее значение, т.е. является более универсальной характеристикой. Точность показывает, как велика может быть ошибка позиционирования оси. Точность - основная характеристика станка. Зачастую производители станков среднего и хоббийного класса просто указывают некую "точность станка", не указывая "фактор охвата" - т.е. коэффициент пропорциональности, ведь точность, скажем, 0.05 мм, измеренная для 3σ и для 1σ - большая разница: в первом варианте позиционирование с погрешностью не более 0.05 мм произойдет в 97% случаев, а во втором всего лишь в 32%.(если Вам интересно, откуда взяты проценты, вам сюда).
Точность является основной характеристикой станка с т. зр. позиционирования рабочего инструмента, и зависит от большого количества факторов, в числе основных - люфты направляющих и передач, несоосность направляющих осей и их неперпендикулярность. Все, кто хоть раз пытался вырезать большой прямоугольник из фанеры или иного листового материала, знают, как ошибка в доли градуса при разметке прямых углов может привести к несовпадению длин сторон в несколько миллиметров, -а иногда и сантиметров, поэтому установке направляющих уделяется особое внимание при сборке станка с ЧПУ. Жесткость и качество исполнения станины и портала также оказывают непоредственное влияние на точность станка.
Повторяемость и точность изготавливаемых деталей
Самые важные параметры. Методы вычисления и суть их аналогична одноименным характеристикам позиционирования, однако измерению подвергается не позиция оси, а размеры готовых деталей. Именно эти параметры показывают, насколько станок пригоден для работы и какого качества детали на нем можно изготовить. Однако, зависят они от еще большего количества факторов - биение на конце фрезы шпинделя, перпендикулярность установки шпинделя, да и собственно обрабатываемых материалов и режимов резания. Поэтому обычно производителями зачастую указывается точность изготовления детали -чисто теоретическая, "расчетная", иногда - не имеющая с реалиями ничего общего. Для станков среднего класса точность изготовления в 0.2 мм для 3σ можно считать удовлетворительной, в 0.1 мм - хорошей, в 0.05 мм - отличной, менее 0.05 мм - превосходной, такую можно наблюдать лишь на считанных единицах станков эконом-класса.
(с) 2012 Darxton.ru
Копирование разрешено с указанием прямой ссылки на источник