Fresadora CNC de precisión. Influencia de la rigidez de los tornos CNC en la precisión de las piezas. Repetibilidad y precisión de las piezas fabricadas

Este artículo presenta consideraciones teóricas en la fase previa a la creación. Sin este conocimiento, no debe comenzar a crearlo, por lo que se recomienda la lectura del artículo para aquellos que solo planean construir su propia máquina CNC. Un año y medio después de su publicación, escribí el siguiente artículo para aquellos que ya tienen la máquina en sí. Se llama . En él, hablaré sobre la metodología para medir la precisión y las conclusiones que siguen después de las mediciones.

Permítanme comenzar diciendo que para producción casera La máquina CNC es simplemente un equipo insustituible. Por lo tanto, decidí montar una fresadora CNC con mis propias manos. Esta no es una tarea fácil y, debo decir, extremadamente costosa. Sobre el este momento la cantidad gastada en la creación de la máquina ya se acerca al costo de la máquina terminada. Pero para mí no era un secreto: escriben sobre eso en todas partes y con frecuencia. Es solo que cuando hace una fresadora CNC con sus propias manos, inevitablemente conocerá a fondo todas las sutilezas: cómo funciona, cómo configurarla, qué pasos tomar para aumentar su precisión, velocidad de procesamiento y otros parámetros. En general, uno se sumerge de lleno en el entorno tecnológico de la construcción de máquinas-herramienta.

En este artículo en Dimanjy TechnoBlog, hablaremos sobre la precisión de una máquina CNC, según el tipo de transmisión elegido, los motores paso a paso y sus modos de operación.

Un poco de teoría. Si ya se ha interesado por las fresadoras CNC, probablemente sepa que se componen de una herramienta de corte/fresado (husillo con cortador instalado) y un sistema de movimiento de herramienta lineal, es decir, un sistema que proporciona movimiento automático de la herramienta en el espacio. Así es la máquina CNC mí mismo corta la parte especificada.

El sistema de movimientos lineales de la máquina se construye (generalmente) sobre la base de motores paso a paso. Aquí miraré máquinas CNC de bricolaje, y no diseños industriales costosos que pueden ser alimentados por servomotores industriales mucho más costosos. Y cuando ensamblan una máquina con sus propias manos, generalmente intentan ceñirse a un presupuesto mínimo. Es la opción de presupuesto es utilizar motores paso a paso.

Vamos más allá. La tarea de un sistema de movimiento lineal basado en motores paso a paso es convertir el movimiento de rotación del rotor del motor en un movimiento de traslación (lineal) del carro al que está unida la herramienta. Hay dos tipos de convertidores: transmisión tornillo-tuerca (y sus variedades) y engranajes (correas o cremalleras de distribución).

Al elegir el tipo de transmisión (tornillo o engranaje), el diseñador se guía por las tareas que enfrenta la máquina, los requisitos de precisión y la disponibilidad de ciertos materiales. En general, una transmisión por tornillo proporciona una mayor resolución de la máquina herramienta que una transmisión por engranajes, pero es inferior a esta última en la velocidad de movimiento de la herramienta. Si necesita una máquina capaz de fresar joyas, lo más probable es que esté construida sobre engranajes helicoidales, pero será lenta. Si desea cortar mucho y rápidamente, no piezas pequeñas (en relación con las joyas), es recomendable construirlo sobre engranajes. Pero no será posible hacer algo muy pequeño en él, porque. su resolución no lo permitirá. Veamos ahora ejemplos específicos.

Los cálculos comienzan con un motor paso a paso, que tiene un parámetro como el número de pasos por revolución completa. Para las máquinas CNC caseras, generalmente se usan motores paso a paso, que tienen 200 pasos por revolución (360 ° / 200 \u003d 1.8 °). Los motores paso a paso pueden operar en modo de medio paso y dar 400 pasos por revolución. Ahora intentemos cambiar este número a transmisiones de tornillo y engranajes, y veamos qué resolución teórica se puede lograr con ellas utilizando el mismo motor paso a paso. En adelante hablaré específicamente de resolución, y no de precisión, aunque la gente suele confundir estos conceptos y por “precisión de una máquina CNC” se refieren exactamente a su resolución.

Entonces, ¿cuánta resolución puede obtener en una unidad de tornillo con un motor paso a paso con 400 medios pasos por revolución? El engranaje de tornillo tiene un parámetro como el paso de rosca. Deje que el paso de rosca del engranaje de tornillo sea de 2 mm (este es el paso que se hace en los montantes de construcción ordinarios). Aquellas. una tuerca enroscada en este tornillo se moverá 2 mm por vuelta completa. Si conecta un motor paso a paso al tornillo y gira el tornillo con él, ¡resulta que en medio paso del motor el tornillo moverá la tuerca 2 mm / 400 = 0,005 mm! o 5 micras! ¡Increíble! ¡Con tal permiso, Tula Lefty no solo calzaría una pulga, sino que también la llenaría con un tatuaje!

Sin embargo, imagine ahora que con un destornillador de este tipo necesitamos mover la herramienta 20 cm, esto es 100 vueltas del tornillo o 100 x 400 = 40,000 medios pasos. Las velocidades del motor paso a paso suelen ser relativamente lentas: 50 rpm es lo suficientemente rápido para un motor paso a paso. ¡Esto significa que para mover la herramienta 20 cm, dando 100 revoluciones, debe esperar hasta 2 minutos! ¡Catástrofe!

Veamos ahora la precisión de la correa dentada. Más precisamente, la resolución que se puede lograr utilizando un engranaje en una correa dentada. En las máquinas CNC caseras, a menudo se utilizan correas dentadas con un paso de dientes de 5,08 mm. Se coloca una polea en el rotor de un motor paso a paso, que también tiene una cierta cantidad de dientes engranados con una correa dentada. Por ejemplo, tomemos una polea de 12 dientes. Resulta que para una revolución completa del motor paso a paso (400 medios pasos), la correa dentada recorrerá 12 x 5,08 = 61 mm. Esto significa que un medio paso representa 61/400 = 0,15 mm.

¡Sí! Aquí no huele a micras, y ni siquiera cabemos en el “diez” (una décima de milímetro). Pero hágase la pregunta, ¿creará piezas en las que las características (por ejemplo, los orificios adyacentes) se ubicarán a menos de 1 mm entre sí? Y ahora imagine lo rápido que se moverá su herramienta CNC: ¡a 50 rpm, la transmisión por correa dentada moverá la herramienta 61 x 50 = 3000 mm o 3 metros! en un minuto. ¡Esto no es 10 cm por minuto en un engranaje de tornillo!

Aquí podría objetarme, especialmente si ha estado estudiando el tema de crear máquinas CNC con sus propias manos durante bastante tiempo, porque hay artesanos en la red que aceleran motores paso a paso a velocidades cósmicas. ¡Conocí referencias a casi 500 rpm! Con esta velocidad, puede girar el engranaje de tornillo lo suficientemente rápido. En teoría, sí... Pero en la práctica, un motor paso a paso pierde mucho su par con un aumento de la velocidad de rotación. No está diseñado para girar rápido en absoluto; hay otros tipos de motores para esto.

Desde el principio, cuando comencé a hacer una máquina CNC con mis propias manos y comencé a describir este proceso en mi Blog de Dimanjy Tech, también decidí usar un destornillador. Reuní 100 rublos cada uno para construir espárragos en la tienda más cercana, pedí tuercas de caprolón para ellos, compré cojinetes en el mercado, mecanicé soportes para ellos ... Pero cuando reuní toda esta economía en una sola estructura, simplemente no pude convertir el tornillo de transmisión con mis manos! Los montantes de construcción son todos curvos: dan un descentramiento de hasta 2 mm por 1 metro de longitud. Simplemente no es realista centrar los rodamientos en casa, por lo que no podría haber ninguna duda de alineación. La pregunta es, ¿cómo hará girar todo esto un pobre motor paso a paso? ¡Pero de ninguna manera!

Después del primer experimento fallido, decidí prestar atención a los engranajes industriales para máquinas herramienta. Comenzó a compararlos y estimar el costo.

Una transmisión por tornillo requiere tornillos de alta precisión, cojinetes para cada tornillo en ambos lados, soportes de cojinetes y una tuerca dentada para cada tornillo. Pero los tornillos deben girarse de alguna manera, por lo que los motores paso a paso también necesitan acoplamientos especiales, y aún mejor: las mismas correas dentadas y dos poleas: una para el motor y otra para el tornillo de avance. En general, muchos detalles e incluso un gran dolor de cabeza durante la configuración, sin mencionar los requisitos inicialmente aumentados para que el marco de la futura máquina mantenga la alineación al instalar los soportes para tornillos. Una etiqueta de doble precio con un resultado deliberadamente impredecible. Nafik-nafik!

La transmisión por correa dentada resultó ser la opción más económica. Para una máquina CNC casera, solo necesita la correa de distribución, las poleas en los motores paso a paso y dos rodillos tensores por polea. Hice rodillos tensores con cojinetes ordinarios. El ajuste de la correa dentada se reduce solo a su tensión, solo para que no cuelgue.

Así que está decidido: lo haré con una correa dentada. Compré componentes, rehice el marco, instalé motores paso a paso y correas. Y listo, ¡todo crujió, y bastante alegremente! Los motores no experimentaron ninguna dificultad al mover una cama de varios kilogramos junto con un eje pesado. Todos los defectos de montaje y pequeñas curvaturas son suavizados por la transmisión por correa dentada debido a su propia elasticidad. Sin embargo, la baja resolución de 0,15 mm no me dio tranquilidad. Por supuesto, siempre quieres más precisión, y comencé a buscar formas de aumentarla.

Lo primero que se te ocurre es usar un reductor. Pero esto conduce a una complicación del diseño, su aumento de precio y, nuevamente, ¡una disminución de la velocidad! ¿Es posible aumentar de alguna manera la resolución de una máquina CNC casera manteniendo la misma velocidad de movimiento? Resultó que esto es teóricamente posible. La solución se encontró en la forma de controlar el motor paso a paso.

La cuestión es que un motor paso a paso puede funcionar no solo en modo de paso completo o de medio paso. Al controlar la corriente en los devanados del motor de una manera especial, es posible lograr el llamado modo de operación de "micropasos" del motor. Al mismo tiempo, es posible dividir un paso completo en muchos pasos más pequeños, obteniendo 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 pasos e incluso más. Ya en un paso de 1/4, la resolución de la máquina CNC en una transmisión por correa aumenta 2 veces de 0,15 a 0,075 mm, a 1/8 - hasta 0,04 mm, a 1/16 - hasta 0,02 mm. ¡Esto ya es algo!

Sin embargo, hay un pequeño problema aquí. El caso es que los fabricantes no garantizan el funcionamiento del motor en modo microstepping. Además, diferentes motores paso a paso se comportan de manera diferente en el modo de micropasos, y en ninguna parte se describe la característica de un motor en particular en el modo de micropasos. Es comprensible: este modo, en principio, no se proporcionó al desarrollar un motor paso a paso, que es esencialmente una máquina de estado finito con estados bien definidos característicos de la tecnología digital (1 - paso a paso, 0 - quieto). Microstepping es un intento de control de motor analógico, diseñado originalmente para una señal "digital".

En el modo de micropasos, un motor paso a paso nos revela toda su no linealidad analógica, que es inherente a todo lo que existe en nuestro mundo. Si la corriente en uno de los devanados es fija y en el segundo se eleva suavemente de cero al mismo nivel, entonces el rotor del motor, contrariamente a lo esperado, no se moverá suavemente. Cuando la corriente en el segundo devanado es aproximadamente el 50% de la corriente en el primero, el motor paso a paso no se mueve en absoluto. Del 50 al 70 %, el rotor cobra vida y comienza a girar apenas perceptiblemente, y del 70 al 100 % gira tres veces más rápido. Aquellas. la dependencia del ángulo de rotación de la magnitud de la corriente en el devanado es casi exponencial. Esta imagen es típica de los potentes motores paso a paso híbridos que se utilizan en las máquinas CNC caseras. Si tomamos un motor paso a paso de baja potencia de una impresora antigua, entonces la dependencia ya es diferente, casi lineal. Y así para cada motor. varios motores - diferentes caracteristicas para micropasos.

Los controladores de motores paso a paso con soporte para microstepping están ampliamente representados en el mercado, pero utilizan una tabla de senos convencional para implementarlo, que no tiene en cuenta la no linealidad en absoluto y características individuales cada motor específico. ¿Cuál es el uso de un micropaso tan torcido? Por extraño que parezca, pero incluso hay un uso para esto. Lo que pasa es que en el modo normal de paso completo o medio paso, los motores paso a paso vibran mucho. Se establece una resonancia mecánica, que hace que toda la máquina vibre y retumbe, lo que puede tener un efecto extremadamente negativo en la precisión. Sin embargo, si cada paso proveniente del programa de control se divide en micropasos y se alimenta al motor, entonces el movimiento será mucho más suave y silencioso. Pero dichos controladores no proporcionan la fijación del motor en la posición de micropasos, porque la posición del rotor en este estado intermedio es completamente impredecible para un controlador de micropasos convencional.

Ahora imaginemos que el controlador sabe de alguna parte sobre la no linealidad de la característica del motor paso a paso, y en lugar de la tabla de senos estándar almacenada en su memoria, seleccionará valores para las corrientes de devanado de una tabla individual especial compilada para un motora especifica. Entonces, el modo de micropasos se puede usar no solo para reducir la resonancia, sino también para aumentar realmente la resolución de la máquina CNC.

Pero, ¿cómo trasladar esta tabla mágica, calculada individualmente para cada motor, al controlador de motores paso a paso? ¡La precalibración del motor paso a paso y un controlador especial que admite trabajar con esta tabla de calibración nos ayudarán a resolver este problema! Esto es lo que estoy desarrollando actualmente. En mi Blog de Dimanjy Tech puedes seguir el progreso de su desarrollo y las últimas actualizaciones.

Decidí hacerlo de manera óptica usando un puntero láser convencional montado rígidamente en el rotor de un motor paso a paso, pero lea sobre esto en mi próximo artículo en el Blog de Dimanjy Tech.

También estoy comenzando una serie de artículos sobre cómo crear, porque ya tengo algunos resultados en esta dirección. ¡Manténganse al tanto!

Lo siento por el retraso en la respuesta. Intentaré compensar esto con una descripción completa.

1. Láser fácil sueco (D525, etc.)

El sistema está diseñado para varias mediciones y alineación de máquinas y mecanismos, desde pequeños hasta grandes. Varios tipos de medidas: desde alineación de ejes y poleas hasta medidas geométricas (planitud, rectitud, etc.). Hay compensación parcial de influencia. medioambiente.

Es un conjunto de varios láseres y receptores con soportes para fijarlos.

Costo desde 450 tr.

2. American Excel Precision 1100B

Sistema metrológico diseñado para la verificación de máquina herramienta. las tareas son bastante estándar: perpendicularidad, planitud, paralelismo, etc. Hay una compensación parcial por la influencia del entorno externo.

Costo desconocido (no recibió respuesta del fabricante)

Consta de 2 módulos: un láser y un receptor.

Precisión 0,0005-0,0002 mm/m dependiendo de las tareas

3. Sistema sueco de geometría Fixturlaser

Muy similar en funcionalidad y parámetros a Easy Laser.

Es un conjunto de varios láseres y receptores con soportes para fijarlos. Hay una compensación parcial por la influencia del medio ambiente.

Costo desde 600 tr.

Precisión 0,01-0,02 mm/m dependiendo de las tareas

4. OPTODYNE MCV-400 italiano (etc.)

Sistema de calibración y verificación láser de máquinas y mecanismos. Representa un conjunto de láser, módulos de espejo y receptores. Hay compensaciones ambientales.

Costo desde 800 tr.

Precisión 0,001-0,002 mm/m según tareas.

5. LSP30 estonio

De hecho, es un sistema para mediciones geométricas láser. aquellas. la interfaz del programa de control es pobre. Es un módulo de interferómetro láser y dispositivos para medir varios parámetros geométricos: planitud, paralelismo, etc. No hay compensación por la influencia del entorno.

Costo desde 500 tr.

Precisión 0,00025-0,0025 mm/m según tareas.

6. Láser estadounidense Hamar L-743.

un sistema muy similar al Renishaw ML10 con todas las consecuencias que ello conlleva. Diversos módulos de giro y recepción del haz.

Hay compensaciones ambientales.

Costo de 1,5 millones de rublos.

Precisión 0,0001-0,0008 mm/m según tareas.

7. Sistemas de medición láser American API XD

Uno de los sistemas más potentes en términos de aplicación y precisión. El mismo sistema modular, pero con 3 láseres y múltiples detectores y rotadores. Hay compensaciones ambientales.

Precisión 0,00005-0,0025 mm/m dependiendo de las tareas y el diseño del sistema.

Se desconoce la durabilidad.

8. PLS-100 de American PINPINT

Tal "Lego" estadounidense para revisar la máquina. Láser y varios módulos para girar y recibir el haz. Sin compensación ambiental.

Precisión 0,001-0,01 mm/m dependiendo de las tareas y el diseño del sistema.

Se desconoce la durabilidad.

Cada sistema se caracteriza por una distancia máxima de trabajo, pero incluso en el más simple no es inferior a 10 m. (para mis tareas es suficiente).

Hay representaciones en Rusia en Easy Laser y, en mi opinión, en API. Cuando hablé con los estonios, resultó que en ese momento ellos mismos persona bien informada en China, pero parece que ya debería haber regresado.

Parece que eso es todo por ahora.

PD En este momento, la gerencia finalmente se dio cuenta de la necesidad de un sistema de este tipo y parece estar lista para ordenar algo de lo anterior pero económico.

¡Buenos días!

Sobre barato! El costo, por regla general, consiste en los requisitos para la finalización, al menos Cabezal láser + Óptica para mediciones lineales + Software y costará alrededor de 700 mil rublos. con cuba, kit para funcionamiento en local térmicamente constante, o con entrada manual de parámetros ambientales y trabajará hasta 40 metros. Solo para el funcionamiento normal, necesita una unidad de compensación automática, sujetadores, un trípode, etc. Aquí el costo va a la línea de 1,3 limones.

Saldrá un set completo para más de 4 lyama. Puedo garantizar que el costo de un conjunto similar no diferirá mucho del fabricante.

Incluso tenemos precios europeos, al importar desde el extranjero, otros pueden ahorrar solo en la aduana, que está plagada de un caso de garantía.

Aquí se filtraron declaraciones sobre el mal trabajo en la oficina de representación de San Petersburgo, es solo que la información entrante no siempre es correcta y, a menudo, es necesario aclarar "lo que el cliente quiere obtener como resultado" para una oferta correcta. Bueno, problemas, la oficina de San Petersburgo estaba cerrada. :(

Cuando se trata de máquinas herramienta u otros sistemas de control numérico, no se pueden evitar las referencias a conceptos tales como precisión de posicionamiento, resolución de posicionamiento, repetibilidad de posicionamiento y repetibilidad de piezas. Estos conceptos están muy relacionados y, a menudo, surge confusión entre los constructores principiantes de máquinas herramienta y los operadores de CNC. Las definiciones académicas y los métodos para calcular estos parámetros se especifican en el GOST correspondiente, y este artículo explicará sus diferencias básicas para los no especialistas. Comencemos con la característica más simple.

Resolución de posicionamiento

Resolución de posicionamiento (discreción): un valor que muestra la precisión con la que puede configurar el movimiento en su sistema CNC.

Veamos un ejemplo. Digamos que el eje Y de una máquina Mach3 tiene un motor paso a paso con un paso de 1,8 grados (200 pasos/rev) y un controlador con un modo de división de pasos de 1/16, que está conectado a un husillo de bolas 1605 con un paso de 5 mm por revolución. Mach3 funciona en modo STEP/DIR: envía pulsos discretos al controlador, que luego se interpretan en pasos de motor. Un pulso de PASO provocará el movimiento del eje del motor, que corresponderá al movimiento del eje ideal, sin contragolpe ni errores, en 1/(200*16)*5 = 0,0015625 mm. Esta es la resolución de posicionamiento del eje Y: la posición a lo largo del eje en el programa de control siempre será un múltiplo de este valor, y no podrá establecer el movimiento en un punto con la coordenada Y = 2.101: el programa de control "redondeará" este valor, dependiendo de la configuración, hasta 2.1 o hasta 2.1015625.
Naturalmente, todo esto no significa en absoluto que al enviar un pulso STEP, en realidad obtengamos un desplazamiento de 0,0015625 mm, porque hay muchos factores que introducen un error, desde el error de posicionamiento del eje del motor hasta la holgura en la tuerca de viaje. . Aquí conviene pasar a la siguiente característica:

Repetibilidad de posicionamiento del eje CNC

Si enviamos el eje al mismo punto desde diferentes posiciones, cada vez obtendremos un resultado ligeramente diferente debido a errores mecánicos: el eje se detendrá a cierta distancia del punto requerido. La repetibilidad indica qué tan grande es la dispersión de esta distancia, o más precisamente, la repetibilidad es directamente proporcional a la desviación estándar del error de posicionamiento. En una palabra, repetibilidad - caracteriza la cantidad de "dispersión" errores de posicionamiento sobre algún valor medio. La repetibilidad depende principalmente de la holgura de la transmisión y de las deformaciones elásticas resultantes, y de hecho es bastante poco informativa, porque solo dice si el error de posicionamiento es estable o no, pero no dice nada sobre su magnitud. Puede construir una máquina completamente imprecisa con excelente repetibilidad.

Precisión de posicionamiento del eje CNC

La precisión de posicionamiento del eje es un valor generalizado que muestra los límites dentro de los cuales puede estar la coordenada real de un eje después de completar el posicionamiento. Cuando dicen "precisión de la máquina", por lo general se refieren a la precisión de posicionamiento. La precisión depende de la repetibilidad, pero incluye no solo la magnitud de la "dispersión" del error de posicionamiento, sino también su valor promedio, es decir, es más característica universal. La precisión indica qué tan grande puede ser el error de posición del eje. La precisión es la principal característica de la máquina. A menudo, los fabricantes de máquinas de clase media y aficionado simplemente indican una cierta "precisión de la máquina", sin indicar un "factor de cobertura", es decir, coeficiente de proporcionalidad, porque la precisión, digamos, 0,05 mm, medida para 3σ y para 1σ es una gran diferencia: en la primera variante, el posicionamiento con un error de no más de 0,05 mm ocurrirá en el 97% de los casos, y en el segundo solo en un 32% (si te interesa, de donde se saca el interes, tu aqui).

La precisión es la característica principal de la máquina con t.sp. posicionamiento de la herramienta de trabajo, y depende de una gran cantidad de factores, entre los principales se encuentran el juego de las guías y engranajes, la desalineación de los ejes de las guías y su no perpendicularidad. Todos los que alguna vez han intentado cortar un rectángulo grande de madera contrachapada u otro material laminado saben cómo un error de una fracción de grado al marcar ángulos rectos puede conducir a una falta de coincidencia en las longitudes de los lados de varios milímetros y, a veces, centímetros, por lo que es dado Atención especial al montar una máquina CNC. La rigidez y la mano de obra de la cama y el portal también tienen un impacto directo en la precisión de la máquina.

Repetibilidad y precisión de las piezas fabricadas

La mayoría parámetros importantes. Los métodos de cálculo y su esencia son similares a las características de posicionamiento del mismo nombre, sin embargo, no es la posición del eje lo que se mide, sino las dimensiones de las piezas terminadas. Son estos parámetros los que muestran cuán adecuada es la máquina para el trabajo y qué piezas de calidad se pueden fabricar en ella. Sin embargo, dependen incluso de más factores: el descentramiento al final del cortador del husillo, la perpendicularidad de la instalación del husillo y los materiales reales que se procesan y las condiciones de corte. Por lo tanto, los fabricantes suelen indicar la precisión de fabricación de una pieza, puramente teórica, "calculada", a veces, que no tiene nada que ver con la realidad. Para máquinas de clase media, la precisión de fabricación de 0,2 mm para 3σ puede considerarse satisfactoria, 0,1 mm - buena, 0,05 mm - excelente, menos de 0,05 mm - excelente, esto solo se puede observar en algunas unidades de máquinas de clase económica.

(c) sitio de 2012
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El criterio de rigidez en las máquinas, junto con el criterio de resistencia, es uno de los más importantes. Su papel está en constante crecimiento, por un lado, debido a los mayores requisitos de precisión, por otro lado, debido al retraso en el crecimiento del módulo de elasticidad de los materiales a partir del crecimiento de sus características de resistencia. En la construcción de máquinas-herramienta, el criterio de rigidez es de especial importancia, ya que, junto con la precisión geométrica y cinemática, la rigidez de las máquinas-herramienta determina la precisión de las piezas mecanizadas.

La precisión del mecanizado se refiere al grado en que la forma y las dimensiones de la pieza corresponden a las formas y dimensiones especificadas en el dibujo. Su plena conformidad puede ser con una pieza ideal con dimensiones absolutamente exactas y superficies geométricamente regulares. Sin embargo, los detalles reales nunca corresponden exactamente a los dados, siempre hay desviaciones. Por lo tanto, se acostumbra caracterizar la precisión por la magnitud del error, es decir, la desviación de la parte real de la dada. En consecuencia, hay errores en la forma de las piezas y las dimensiones. El error de forma representa el error en la posición relativa de la superficie de la pieza. Esta puede no ser la rectangularidad, la planitud y la rectitud de los bordes, así como que no sean paralelos. Las piezas cilíndricas se pueden hacer cónicas, ovaladas, en forma de barril.

Dado que una gama importante de piezas está fabricada con materiales difíciles de cortar, en relación con los cuales Gravedad específica Los errores de procesamiento causados ​​por una rigidez insuficiente en el equilibrio de la precisión de la máquina herramienta aumentan.

La rigidez del sistema de la máquina a lo largo de un eje dado se entiende como la relación entre el componente de la fuerza de corte a lo largo de este eje y el movimiento elástico en la misma dirección de la fuerza de corte resultante. Las deformaciones elásticas provocan un contacto incorrecto de las piezas y un fuerte deterioro de su trabajo conjunto. La condición más importante para el buen funcionamiento de rodamientos, engranajes y engranajes helicoidales es la pequeña concentración de carga, determinada por las deformaciones elásticas de los ejes.

Determinar el índice de rigidez también es una tarea urgente para el control de entrada de equipos de corte de metales recién comprados y para evaluar la calidad de las máquinas herramienta después de la reparación y modernización.

Los nodos de una máquina en funcionamiento están expuestos a fuerzas de corte, fricción, inercia; fuerzas causadas por el peso de las piezas de trabajo y equipos tecnológicos; fuerzas que surgen al sujetar piezas de trabajo. Bajo la acción de estas fuerzas se producen deformaciones elásticas de las piezas incluidas en el conjunto y deformaciones de las juntas. En consecuencia, se hace una distinción entre rigidez intrínseca y de contacto.

Los nodos de la máquina que transportan la pieza de trabajo y la herramienta son los nodos principales que determinan su posición relativa durante el procesamiento bajo la acción de las fuerzas anteriores y determinan la precisión de las piezas mecanizadas. Por tanto, la rigidez de las unidades principales determina la rigidez de la máquina en su conjunto.

Para las máquinas del grupo de torneado CNC, GOST establece como indicador de rigidez el movimiento relativo bajo carga de un mandril fijado en el husillo con respecto a la torreta.

Con el método estático de prueba de rigidez, las cargas que actúan sobre el mandril en el husillo y la torreta se simulan aproximadamente, ya que esto no crea un par y la componente axial de la fuerza de corte.

El sistema se carga con fuerza P en un plano perpendicular al eje de rotación del husillo, en un ángulo de 60° con respecto a la dirección del avance transversal.

Cuando se prueba la rigidez de los tornos, se realiza una carga artificial, simulando el componente resultante de las fuerzas de corte Pz, Py, Px. La carga estática es creada por un dispositivo especial, diseño y especificaciones técnicas que debe coincidir con el tipo y tamaño de la máquina.

Los desplazamientos relativos se miden con un indicador de carátula (MIG) con un valor de división de 1 μm y un rango de medición que es de 1,5 a 2 veces el valor máximo permitido de estos desplazamientos.

Bibliografía

1. Pruebas y investigación de máquinas de corte de metales: pautas para trabajo de laboratorio / comp. Yu. V. Kirilin. - Ulyanovsk: UlGTU, 2012. - 48 págs.
2. Máquinas herramientas y autómatas Libro de texto para universidades. ed. AS Pronikova - M.: Mashinostroenie. 1981
3. Recursos de Internet.

En este equipo complejo, todo tipo de piezas están hechas de metal, plexiglás, acrílico o plástico, madera. Su versatilidad radica en el hecho de que son muy adecuados para el cepillado transversal, la formación de las superficies más complejas, en particular, las curvas; realizar selecciones de la cresta, lengüeta, pliegues, ranura, ranuras y molduras.

Descripción de la máquina

El equipo estándar de la máquina incluye:

• base pesada y poderosa;
• Escritorio;
• , con la presencia simultánea del eje del husillo;
• un conjunto de varias herramientas para cortar materiales;
• freno de disco delantero.

El diseño de las máquinas herramienta de hoy en día incluye muchos dispositivos importantes que aseguran la precisión del procesamiento y la facilidad de uso. Es importante conocerlos para que la elección de una fresadora CNC sea significativa y correcta.

¡No olvides el eje!

Uno de cualidades importantes en el funcionamiento del motor eléctrico del eje del husillo: la capacidad de girarlo de manera suave y uniforme. Al ensamblar, se seleccionan rodamientos de la más alta (clase de precisión), y el collar debe tener mayores tolerancias para el descentramiento y el tamaño.

Hay tipos principales de sistemas de refrigeración del husillo:

1. Líquido (se basa en la circulación de agua o anticongelante en un circuito cerrado). Una de las ventajas es la disipación de calor confiable. Entre las desventajas está un diseño complejo, porque el refrigerante debe colocarse en el tanque.
2. Aire (este enfriamiento consiste en forzar el aire a través de ranuras-tomas de aire en la cavidad del husillo). Entre las ventajas del sistema - compacidad y simplicidad. También hay un inconveniente: los filtros, especialmente para equipos que procesan madera maciza, deben cambiarse con frecuencia, se contaminan con polvo.

Al elegir un husillo para una máquina CNC, debe prestar atención a la pasaporte técnico su rendimiento (potencia y velocidad durante el fresado), dependiendo de la dureza con la que se procesen los materiales. Por ejemplo, para láminas de madera contrachapada, la potencia de procesamiento requerida es de 800 W; sobre una matriz de madera dura, metales ligeros - cobre, latón y aluminio, trabajos de plástico máquina más potente - 1500 W; y la piedra se procesa a una potencia de 3000 - 4000 vatios.

Ahora en equipos para fresado se utilizan principalmente husillos importados:

1. Italiano: alta calidad, funciona a alta velocidad, con rotación suave y bajo descentramiento, principalmente refrigerado por aire y de alto precio.
2. El chino tiene un cuerpo cilíndrico sólido, que se cierra en los extremos con tapas, y se utilizan conjuntos de cojinetes para sujetar los ejes. Entre las ventajas, el diseño tiene un nivel suficiente de rigidez y vibración mínima, insensibilidad a la presencia de virutas y polvo, asequibilidad. Desafortunadamente, los modelos de husillo fabricados en China tienen una alta probabilidad de matrimonio, puede ser difícil reemplazar los rodamientos. Y para los modelos que tienen refrigeración por agua, hay una débil resistencia a la corrosión de las piezas internas.

Tipos de fresadoras

Al elegir dicho equipo, uno debe proceder de cómo se ajusta al propósito. Los rusos tienen una opción:

• máquinas automáticas CNC de alta velocidad que cortan y cortan metales, procesan piezas de cartón y madera, hacen frente a plástico y acrílico de dos capas, PVC, plexiglás y yeso, piedra natural– granito y mármol;
• modelos (fresado y grabado) trabajando con láminas (dimensión máxima 2000 x 4000 x 200 mm);
• grabadores (del modelado 2D al 4D);
• máquinas de perfil estrecho que trabajan con un tipo de material: variedades de piedra, madera contrachapada, madera, acero inoxidable o aluminio;
• pequeños modelos CNC portátiles. Por ejemplo, un modelo de fresadora con "Desktop 3D" se utiliza para fresar placas de circuito impreso, MDF y productos de procesamiento con extrema precisión.

En la línea de equipos de serie para profesionales, se puede dar preferencia a los centros de mecanizado verticales y horizontales con control por programa; grabadores de fresado CNC grandes de tres, cuatro y cinco ejes fabricados en Taiwán.

Se consideran bastante confiables y comprables (después de Alemania y Japón, en la tercera posición). Además, es rentable comprarlos tanto para particulares como para empresas, debido a la presencia en Moscú y Tula de centros de servicio que suministran equipos, herramientas de corte, ajustan equipos y capacitan al personal.

ATENCIÓN: No es difícil distinguir una máquina de Taiwán: tiene una bancada de fundición de una sola pieza (el material de fabricación es hierro fundido de grano fino brasileño). Además, la máquina está equipada con rodamientos americanos o japoneses, husillos importados.

Y si el cliente busca una máquina de joyería de alta precisión, el mejor modelo para ello es la P 0403 del fabricante Vector.

equipamiento mobiliario

Carpintería y producción de muebles, talleres que fabrican ventanas, puertas y fachadas no podrán funcionar sin equipos de amplia funcionalidad: máquinas CNC para trabajar la madera.

En los últimos años, los muebles de estilo retro se han puesto de moda, con elegantes reposabrazos tallados, patas y otros detalles. En este caso, la tecnología de corte automatizado de un patrón se utiliza en una fresadora, en la que está instalado el control numérico. Proporciona alta precisión y calidad cuando se realiza un fresado de madera complejo y se crea un elemento tallado.

Con la ayuda de dicho equipo, es posible establecer la producción de:

• fachadas de muebles de madera y consolas decorativas;
• balaustres, patas rizadas y elementos ranurados;
• detalles tallados incrustados;
• símbolos, figuritas, figuritas y marcos de diversas formas para cuadros y espejos.

Aquellos que tienen un presupuesto limitado pueden comprar un enrutador CNC estándar chino económico: CC-M1, especialmente para. En la fabricación de fachadas, decoración de grabado y bajorrelieve, generalmente hay mucho polvo. Por lo tanto, elija el conjunto completo, donde hay una aspiración al vacío para la absorción de polvo. Este modelo lo tiene.

¿Cuáles son las mejores fresadoras? Nadie dará una respuesta definitiva. Pero todavía hay más confianza en los equipos de trabajo de software. Enfoque de selección equipo necesario cada maestro tiene el suyo.

Y el enrutador CNC es bueno, tiene mayor precisión, menor consumo de energía, más cómodo de usar y confiable en cualquier situación de trabajo.

Podemos formular tres consejos para la elección correcta:

1. Especificar de antemano con los gerentes de la empresa todos los datos sobre el modelo; materiales con los que trabaja la máquina. Si hay un video, míralo. Esto te ayudará a decidir.
2. Consulte antes de la compra sobre la funcionalidad del equipo y la gama de tareas realizadas. PERO la mejor manera- Regístrese para una demostración del funcionamiento de la máquina CNC y no sea tímido para hacer preguntas durante la operación.
3. Cuando modelo deseado está seleccionado, tenga cuidado al momento de la compra: verifique el equipo comprado para un conjunto completo de nodos. Debe haber una unidad de control de programa para la máquina; cables con conectores de la configuración adecuada, y discos con software. Por lo general, el software lo instalan los especialistas de la empresa que vende la máquina durante su ajuste.

Conclusión

Básicamente, tratamos de ayudar a una persona que enfrenta una elección. Descubrimos cómo elegir una fresadora (la cosa es costosa y trabajará con el propietario durante más de un año, con metal o madera). Al menos ahora hay mucho para elegir. Espero que los lectores utilicen esta información para comprar una herramienta de trabajo.