Precyzja geometryczna maszyn CNC jest kluczowa dla jakości produkcji, ale każda obrabiarka ma pewne niedoskonałości. Zniekształcenia konstrukcyjne, błędy montażowe prowadnic czy odkształcenia termiczne wprowadzają odchylenia w pozycjonowaniu, które wymagają korekty. Kompensacja błędów maszynowych polega na cyfrowej korekcie, zapisanej w pamięci sterowania. Gdy kompensacja działa nieprawidłowo, konieczna jest szybka i profesjonalna diagnostyka.
Rozpoznawanie błędów kompensacji
Błędy kompensacji objawiają się jako systematyczne odchyłki wymiarowe, które zależą od kierunku lub pozycji osi. Operator może zaobserwować:
- Błąd zmiany kierunku: maszyna traci wymiar przy nawrocie ruchu.
- Błąd skoku śruby: błąd pozycjonowania zmienia się wzdłuż całej długości osi.
- Błąd w napędach osi: zniekształcenie okręgów frezowanych w płaszczyźnie, sugerujące problemy z napędami osi, mogą być efektem nieprawidłowo działających napędów lub błędów mechanicznych.
W systemach sterowania HEIDENHAIN problemy pozycjonowania mogą być również sygnalizowane alarmami napędów lub sterowania, zwłaszcza przy wysokich prędkościach posuwu.
Diagnostyka przy użyciu TNCscope
Do dokładnej analizy i oceny istniejącej kompensacji potrzebne są specjalistyczne narzędzia. TNCscope to oprogramowanie diagnostyczne firmy HEIDENHAIN, które pozwala na szczegółową analizę pracy napędów i układu pomiarowego.
Oprogramowanie dynamicznie rejestruje błąd pozycjonowania (różnicę między pozycją zadaną a pozycją odczytaną przez enkoder), a także analizuje błąd skoku śruby. Umożliwia wizualizację wykresu błędu pozycjonowania w funkcji przebytej drogi. Jeśli wykres wykazuje powtarzalną falę, oznacza to konieczność korekty tabeli kompensacji skoku śruby.
TNC Scope pozwala zidentyfikować przyczyny błędu, które nie wynikają bezpośrednio z kompensacji, takie jak źle ustawione wzmocnienia regulatorów napędów. Niewłaściwe wzmocnienie może prowadzić do oscylacji lub nadmiernego błędu pozycjonowania, błędnie traktowanego jako problem mechaniczny.
Trwałe eliminowanie błędów
Eliminacja błędu to nie tylko wprowadzenie nowych wartości korekcyjnych, ale przede wszystkim identyfikacja jego źródła.
- Kompensacja skoku śruby: na podstawie danych pomiarowych (np. z TNCscope lub interferometru laserowego) tworzona jest nowa tabela kompensacji. Zawiera ona punkty korekcyjne wzdłuż osi, które sterowanie automatycznie dodaje lub odejmuje od zadanej pozycji.
- Kompensacja błędu zmiany kierunku: jest to korekta luzu, który sterowanie wprowadza przy zmianie kierunku ruchu. TNCscope pozwala dokładnie zmierzyć luz, a następnie wprowadzić poprawioną wartość do parametrów maszyny.
- Termiczne błędy kompensacji: zaawansowane sterowania HEIDENHAIN pozwalają na kompensację błędów spowodowanych zmianami temperatury (np. rozszerzalnością termiczną elementów, takich jak śruby). Prawidłowe wdrożenie wymaga monitorowania temperatury i zastosowania odpowiednich parametrów w sterowaniu.
W przypadku skomplikowanych maszyn 5-osiowych konieczna jest weryfikacja i kalibracja całej kinematyki. Zespół APS może przeprowadzić pełną kalibrację, wykorzystując specjalistyczne sondy i oprogramowanie, aby trwale wyeliminować złożone błędy pozycjonowania. Właściwa diagnostyka przy użyciu TNCscope i poprawna implementacja kompensacji to jedyny sposób na przywrócenie pełnej precyzji obrabiarki.
