Kỹ năng điều chỉnh trung tâm gia công dọc: ba chiến lược cốt lõi để kiểm soát lỗi

Bản chất của gia công chính xác nằm ở việc kiểm soát sai số, và quá trình điều chỉnh của trung tâm gia công đứng thực chất là một quá trình sắp xếp lại tinh tế về hiệu năng máy móc. Thông qua phân tích hệ thống sai số và các phương pháp bù trừ, người vận hành có thể cải thiện đáng kể độ chính xác và sự ổn định của quá trình gia công. Dưới đây là ba khía cạnh then chốt để đạt được việc kiểm soát sai số hiệu quả.

1. Head calibration cơ bản

Độ chính xác hình học của máy công cụ là nền tảng để kiểm soát sai số. Khi sử dụng máy đo can thiệp laser để kiểm tra độ chính xác định vị của từng trục, việc đo lường phải được thực hiện trong môi trường nhiệt độ hằng định để tránh sự can thiệp của biến dạng nhiệt do dao động nhiệt độ. Bù trừ độ chùng cần được kết hợp với điều chỉnh tham số servo để đảm bảo rằng sai số trở về của hệ thống truyền vít me nhỏ hơn 30% giá trị danh nghĩa của thiết bị. Việc hiệu chuẩn hệ thống trục chính nên bao gồm việc phát hiện độ chạy lệch hướng kính trong trạng thái nóng, và giá trị rung động của trục chính cần được kiểm soát trong phạm vi mức G1.0 theo tiêu chuẩn ISO thông qua hiệu chỉnh cân bằng động.

Hệ thống quản lý công cụ cần thiết lập quy trình chuẩn, tập trung vào việc giám sát tỷ lệ tiếp xúc của bề mặt nón giữ công cụ và sự suy giảm lực khóa của đinh kéo. Đề xuất sử dụng đồng hồ lực thủy lực để phát hiện lực căng của đinh kéo sau mỗi 500 lần thay đổi công cụ, và giữ giá trị của nó trong phạm vi ±5% của giá trị định mức. Mức cân bằng động của công cụ cần phải phù hợp với tốc độ, và phương pháp phân rã vectơ được sử dụng để loại bỏ ảnh hưởng của phân bố khối lượng không đối xứng của công cụ.

2. Ứng dụng bù trừ thông minh

Mô-đun bù lỗi được trang bị trong các hệ thống CNC hiện đại là công cụ quan trọng để cải thiện độ chính xác. Bù lỗi không gian yêu cầu xây dựng 21 mô hình ma trận lỗi hình học, và dữ liệu lỗi chuyển động của mỗi trục được thu thập bằng phương pháp đo lường sáu dây. Bù biến dạng nhiệt cần thiết phải thiết lập mạng giám sát nhiệt độ máy công cụ, sắp xếp cảm biến nhiệt độ tại các điểm nguồn nhiệt quan trọng như bạc đạn trục chính và bulông vít me, và sử dụng thuật toán PID mờ để đạt được bù đắp động.

Việc tối ưu hóa tham số servo ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác xử lý đường viền. Điều chỉnh hệ số tỷ lệ của tốc độ dự đoán và gia tốc dự đoán có thể loại bỏ hiệu quả hiện tượng phình ra ở phần tư vòng tròn. Đề xuất thu thập dữ liệu lỗi độ tròn thực tế thông qua kiểm tra ballbar, và tối ưu hóa các tham số lợi ích vòng lặp servo dựa trên điều này, để giảm thiểu sai số theo dõi động xuống dưới 1/3 giá trị lý thuyết.

3. Tối ưu hóa tham số quy trình

Cấu hình hợp lý của các tham số cắt có thể ức chế hơn 60% rung động của hệ thống quy trình. Xây dựng mô hình hàm chuyển đổi lực cắt - rung động, và xác định độ sâu cắt giới hạn của mỗi vật liệu bằng phương pháp thực nghiệm. Đề xuất sử dụng chiến lược phay cycloidal thay vì phay đường viền truyền thống để giảm dao động của lực cắt từ 40%-50%. Khi gia công các chi tiết có thành mỏng, nên sử dụng cấp liệu nội suy xoắn ốc để kiểm soát biến dạng của chi tiết thông qua việc liên tục thay đổi góc cắt.

Sự cứng cáp của hệ thống kẹp trực tiếp ảnh hưởng đến độ ổn định của quá trình gia công. Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn được sử dụng để tối ưu cấu trúc của bộ kẹp, đảm bảo rằng tần số tự nhiên của nó tránh xa dải tần số dao động chính của máy công cụ. Cấu trúc định vị ba điểm có thể tăng độ cứng lên 30% so với kẹp bốn hàm truyền thống, và bộ kẹp hút chân không đặc biệt phù hợp cho việc gia công chính xác các chi tiết dễ biến dạng.

Qua việc tối ưu hóa ba chiều hợp tác như trên, độ chính xác gia công của trung tâm gia công đứng có thể đạt ổn định ở mức μm. Với sự ứng dụng công nghệ song sinh số, quy trình điều chỉnh máy móc trong tương lai sẽ thực hiện được việc tích hợp giữa điều chỉnh ảo trước và bù trừ thời gian thực, thúc đẩy gia công chính xác lên một tầm cao mới. Bằng cách nắm vững các chiến lược cốt lõi này, người vận hành có thể xây dựng hệ thống kiểm soát lỗi có hệ thống và đặt nền móng cho sản xuất chất lượng cao.