Ինչպես են CNC ղեկավարումները ապահովում ճշգրտությունը մետաղի ծռման ընթացքում

CNC համակարգերը, որն անվանում ենք համակարգիչային թվային ղեկավարում, սեղանային աշխատանքների ժամանակ կարող են հասնել շատ բարձր ճշգրտության՝ համակարգչային հրահանգների հետ համատեղելով հիդրավլիկ կամ էլեկտրական ակտուատորները: Մեքենաներն օգտագործում են բարձր թույլատվությամբ էնկոդերներ և անընդհատ հետադարձ կապ՝ ճշգրտելու համար մուտքի դիրքը, սովորաբար պահպանելով մոտ 0.1 մմ ճշգրտություն: Սա նշանակում է, որ ծռումները միշտ ճիշտ են կատարվում, նույնիսկ այն դեպքում, երբ աշխատում ենք բարձր ամրությամբ համաձուլվածքների նման դժվար ձևավորվող նյութերի հետ: Այս հնարավորությունը տալիս է ինժեներների կողմից անվանված «փակ հետադարձ կապ» համակարգը: Ըստ էության, համակարգը անընդհատ ճշգրտվում է թռիչքի ընթացքում՝ հաշվի առնելով ջերմության կուտակումը, որն առաջացնում է մասերի փոքր-ինչ ընդարձակում, կամ մեխանիկական մասերի ճկունությունը, որոնք կարող են ճկվել ճնշման տակ երկարատև արտադրական ցիկլերի ընթացքում: Հենց այս տեսակի ադապտիվ կառավարումն էլ պատճառ է, որ շատ արտադրամասեր նախընտրում են CNC-ն իրենց կրիտիկական ծռման աշխատանքների համար՝ ավանդական մեթոդների փոխարեն:

Ետնային չափիչի ճշգրտություն և բազմաառանցք կառավարման համակարգեր կրկնելիության համար

Ժամանակակից պրես-հարմարանքները օգտագործում են 6-առանցք թվային ծրագրավորվող համակարգեր՝ հետևի չափանիշի դիրքավորումը, կորության ճշգրտումները և գործիքների համակենտրոնացումը միաժամանակ կարգավորելու համար: Լազերային աջակցությամբ հետևի չափանիշները 10,000 ցիկլի ընթացքում հասնում են ±0,05 մմ կրկնելիության, պահպանելով ֆլանցների հավասար երկարությունը: Բազմաառանցք սինքրոնացումը կանխում է կուտակվող սխալները բարդ երկրաչափություններում, ինչպիսիք են Z-ծլման կամ ծալքավոր եզրերը:

Թվային ծրագրավորում և սխալների նվազեցման համար օֆլայն սիմուլյացիա

Օֆլայն ծրագրավորման հարթակները, ինչպիսիք են Autodesk Inventor-ը և SolidWorks CAM-ը, թույլ են տալիս ինժեներներին մոդելավորել սրանք փոխանցող հատվածների փոխհատուցումը՝ հիմնվելով նյութի առաձգականության վրա, սիմուլյացիա կատարել բազմաստիճան ծլման ընթացքում գործիքների միջև հնարավոր բախումների վերաբերյալ և ստեղծել բախումներից ազատ գործիքների շարժման հետևակայք ասիմետրիկ մասերի համար: Այս համակարգերի միջոցով իրականացվող վիրտուալ ստուգումը 62%-ով կրճատում է սարքավորման սխալները ձեռքով մեթոդների համեմատությամբ (Fabricating & Metalworking, 2023):

Ինքնաշխատ պրես-հարմարանքների տեխնոլոգիան և դրա դերը ծլման ճշգրտությունը բարելավելու գործում

Ռոբոտային գործիքների փոխանակման համակարգերը և ճկուն ծռման համակարգերը աջակցում են անմարդակալ արտադրությանը՝ պահպանելով ±0.5° անկյունային ճշգրտությունը։ Սերվոէլեկտրական մոդելները ինքնաշխատ ձևով կարգավորում են ճնշման բաշխումը ամբողջ սեղանի վրա՝ հաշվի առնելով նյութի փոփոխական հաստությունը։ LVDT սենսորների միջոցով իրական ժամանակում անկյան հսկումը միջնակայքում առաջացնում է միկրոկարգավորումներ, արդյունավետորեն կանխելով առաձգական վերականգնումը առաջադեմ բարձրամակարդակ ամրության պողպատներում։

Կրկնելիության և անկյունների հաստատության ապահովումը մեծ ծավալով արտադրության դեպքում

Հաստատուն ծռման անկյունների ապահովումը մեծ ծավալով արտադրության դեպքում

Բարձր ծավալով արտադրության պայմաններում ավտոմատացված սեղմիչ հակելները կարող են պահպանել ծռման անկյունները մոտ 0,1 աստիճանի սխալով՝ շնորհիվ փակ օղակի CNC ղեկավարման, որն անընդհատ կերպով ճշգրտում է դրոշի դիրքը անհրաժեշտության դեպքում: 2024 թվականին Ֆաբրիկացման տեխնոլոգիաների ինստիտուտի նոր զեկույցը ցույց տվեց մի շատ կարևոր փաստ՝ այս ավտոմատացված համակարգերը երկու երրորդով կրճատում են անկյունային շեղումները համեմատած ձեռքով կատարված գործընթացների հետ: Այս տիպի ճշգրտությունը շատ կարևոր է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են ավիատիերաշխային և ավտոմոբիլային արտադրությունը, որտեղ նույնիսկ փոքր չափային տարբերությունները կարող են ազդել բաղադրիչների աշխատանքի վրա: Եվ մի մոռացեք նաև բեռի սենսորների մասին: Դրանք հիմնականում նախատեսված են գործիքների անսպասելի տեղաշարժերը կամ նյութերի տարբերությունները հայտնաբերելու համար՝ արտադրության ընթացքում անմիջապես ճշգրտումներ կատարելու համար, ոչ թե հետո գտնելու համար:

Տեխնոլոգիական կրկնելիությամբ տատանումների նվազեցում

Ժամանակակից պրես-նոջերը, որոնք հագեցած են ավտոմատացված հետևի չափիչներով և այդ հարմարավետ 10-առանցքանի CNC ղեկավարմամբ, կարող են ավելի քան 15 հազար մասերի վրա հաճախադեպ կրկնել նույն ծնկումը՝ հասնելով մոտ 95% կրկնելիության ցուցանիշի: Մեկ այլ խոշոր ավտոմեքենայի մասերի արտադրող ընկերություն նույնպես հիանալի արդյունքներ է գրանցել. ռոբոտական գործիքների փոխանակման համակարգերը իրենց սարքավորմանը ավելացնելուց հետո այն հասեց ընդամենը 0,05 մմ տատանման՝ արտադրելով համրողական հանգույցներ: Երբ արտադրամասերը ստանդարտացնում են իրենց աշխատանքային գործընթացները, մարդկային սխալները կտրուկ նվազում են: ISO 9001 ստանդարտներին համապատասխան սերտիֆիկացված ձեռնարկությունները ըստ ASM International-ի անցյալ տարվա հետազոտության 32% պակաս մասեր են արտադրում, որոնք չեն համապատասխանում թույլատրելի չափսերին:

Սիստեմի կալիբրացիայով անհամապատասխան ծնկումների կանխում

Սովորական լազերային քալիբրավորումը հարթեցնում է թփերի համակարգերը՝ պահելով 0,002 մմ-ի սահմաններում մետրի հաշվարկով, ինչը կանխում է այն ձանձրալի տոննաժի անհավասարակշռությունները, որոնք անկյունների շեղում են առաջացնում։ Ինտերֆերոմետրիկ սենսորները հսկում են անկյունները իրական ժամանակում, ուստի կարող են հայտնաբերել և շտկել առաձգական վերականգնման խնդիրները արտադրական ցիկլերի ընթացքում։ Սա օգնում է պահպանել վերջնական հաշվարկները ±0,25 աստիճանի սահմաններում՝ նույնիսկ դժվարանկյուն բարձրակայուն պողպատե նյութերի դեպքում: Այն արտադրամասերը, որոնք երկու շաբաթը մեկ կատարում են սերվոմոտորների համակեղծում, հավաստիացնում են, որ վերաքալիբրավորման խնդիրները նվազեցվել են մոտ 40 տոկոսով՝ համաձայն նախորդ տարվա «Պrecիsion Machining Report»-ի: Իրականում տրամաբանական է, քանի որ ամեն ինչ ճիշտ համակեղծելը երկարժամկետ առումով ժամանակ և գումար է խնայում:

Գործիքավորման որակը, փոկերի համակեղծումը և բեռի բաշխումը ճշգրիտ ծռման համար

Ճշգրիտ ծռման համար կարևոր են երեք փոխկապված գործոնները՝ գործիքավորման մաշվածությունը, մատրիցի ճշգրիտ դիրքավորումը և հավասարաչափ բեռի բաշխումը: 0,1 մմ-ի գործիքավորման անհամապատասխանությունը կարող է հանգեցնել 0,5°-ից ավելի անկյունային շեղումների երկար ծռումների դեպքում, ինչը վտանգում է հաստատունությունը մեծ ծավալով աշխատանքների դեպքում:

Մատրիցի համակենտրոնություն և գործիքավորման կոշտություն ճշգրիտ ծռման համար

Հիդրավլիկ ամրացման համակարգը հիանալի աշխատանք է կատարում՝ սեղմամարմինները կենտրոնացնելու և ամրացնելու համար, ուստի չպետք է անհանգստանաք այնպիսի սխալների համար, որոնք բերում են աշխատանքային մարմնի վրա ճնշման անհավասարաչափ բաշխման: Ինչ վերաբերում է սեղմամարմիններին, դրանք պատրաստված են ց hardened ամրացված պողպատե համաձուլվածքներից և հատուկ ճշգրտությամբ են մշակված: Այս հատուկ սեղմամարմինները V-ձև բացվածքը պահում են շատ խիստ հաշվառման սահմաններում՝ 0,02 միլիմետրի սահմաններում: Նման մոտեցումը սպրինգբեքի խնդիրները կրճատում է մոտ 30%-ով՝ համեմատած սովորական գործիքակալումների հետ: Եվ հիշեք նաև այն պինդ գործիքակալների մասին: Դրանք դիմադրում են ճկմանը՝ նույնիսկ այն դեպքում, երբ գործադրվում է մեծ տոնաժ: Սա հատկապես կարևոր է այնպիսի դժվար նյութերի հետ աշխատելիս, ինչպիսին են խիտ պողպատը կամ տիտանը, որտեղ սարքավորումների ցանկացած ճկումը կարող է կորցնել ամբողջ շարքը:

Տոնաժի հաշվարկ՝ օդային ծռման համար և հավասարաչափ բեռի բաշխում

Ճշգրիտ տոննաժի հաշվարկը շատ կարևոր է, քանի որ դա կանխում է գործիքների ձևից դուրս գալը և չափից շատ մաշվելը: Կա մեկ հիմնական բանաձև, որը շատերն օգտագործում են. վերցնել նյութի ձգման ամրությունը, բազմապատկել հաստության և ծռման երկարության վրա, ապա ամեն ինչ բաժանել անվտանգության գործակցին՝ պարզելու համար, թե ինչ կարող է համարյա մեքենան օդային ծռման գործողությունների ընթացքում: Աշխատելիս մետաղի հետ՝ 8-ից մինչև 12 անգամ նյութի հաստությունը կազմող ավելի լայն փորեր օգտագործելը օգնում է լարվածությունը ավելի հավասարաչափ բաշխել մշակվող մարմնի վրա: Հակառակ դեպքում, եթե ինչ-որ մեկը փորձի փոքր Վ-ձև բացվածքներ օգտագործել առաջարկվածից, նրան պետք կլինի մոտ 15-20 տոկոսով ավելի շատ ուժ՝ աշխատանքը ճիշտ կատարելու համար: Այսօր ժամանակակից CNC մեքենաները դարձել են բավականին խելացի այս ամենի նկատմամբ: Նրանք անընդհատ կարգավորում են մարմնի ուժը՝ հիմնվելով նյութի հաստության իրական չափումների վրա՝ ապահովելով հաստատուն աշխատանք մոտավորապես ±1% ճշգրտությամբ՝ նույնիսկ հազարավոր ծռումներից հետո:

Նյութի փոփոխականության և առաձգական վերականգնման կառավարում՝ ճշգրիտ արդյունքների համար

Առաձգական վերականգնումը և նյութի անհամապատասխանությունը բարձր ծավալով ծեղքման ժամանակ չափազանցումների 53%-ի համար են պատասխանատու (Պատրաստման տեխնոլոգիաների զեկույց, 2023): Գերակայացված պրես-նախամամլիչները օգտագործում են հարմարվողական մոտեցումներ՝ այս փոփոխականները նվազեցնելու համար:

Նյութի հաստության և կոշտության ազդեցությունը ծեղքման ճշգրտության վրա

0.1 մմ-ի չափով հաստության փոփոխությունները ± կարող են փոխել ծեղքման անկյունները 0.5°–1.2°-ով, իսկ ալյումին 6061 համաձուլվածքների շարքերի կոշտության տատանումները կարող են առաձգական վերականգնումը մեծացնել 18%-ով:

Նյութին հատուկ առաձգական վերականգնման փոխհատուցման մեթոդներ

Ծածկապատված պողպատի համար սովորաբար անհրաժեշտ է 2°–3°-ով ավելի մեծ ծեղքում՝ առաձգական վերականգնումը փոխհատուցելու համար, իսկ ալյումինե համաձուլվածքների դեպքում պահանջվում է 4°–7°՝ իրենց բարձր առաձգականության մոդուլի պատճառով: Գերակայացված CNC համակարգերը ավտոմատ կերպով կիրառում են այս ուղղումները՝ օգտագործելով նախնական բեռնված նյութերի տվյալների բազաներ:

Առաձգական վերականգնմանը հակազդելու համար ծեղքման ռազմավարություններ

Փակ ցիկլային համակարգերը իրական ժամանակում չափում են դեֆորմացիան՝ ճկվելու ընթացքում ճշգրտելով խցանի դիրքը՝ հասնելու համար ±0,15°-ի նպատակային անկյուններին: Այս հնարավորությունը վերացնում է փորձարկումների և սխալների հիման վրա կատարվող կարգավորումները և արտադրության ընթացքում կտրվածքների քանակը 34%-ով կրճատում:

Իրական ժամանակում անկյան ճշգրտում՝ օգտագործելով սենսորներ և հակադարձ կապի համակարգեր

Վերին մատրիցին ամրացված լազերային սենսորները 1200 Հց հաճախականությամբ գրառում են անկյան շեղումները՝ միացնելով 0,1 մմ-ից պակաս ճշգրտումներ խցանի վրա: Այս ակտիվ հակադարձ կապը վերացնում է թերթերի միջև անհամապատասխանությունները՝ պահպանելով ճշգրտությունը՝ չնայած նյութի հատկությունների ±8% տատանումներին:

Սեղմման ճկման ճշգրտության պահպանման համար մեքենայի կալիբրացում և սպասարկում

Թերթային մետաղի մշակման մեջ պահպանվող ճշգրտությունը կախված է խիստ կալիբրացիայից և կառուցված սպասարկման ընթացակարգերից:

Օրական մաքրում և ստուգում՝ կատարողականի անկմանը կանխարգելելու համար

Կրիտիկական բաղադրիչների վրա՝ ներառյալ մխոցը, փոկերը և հետևի սենսորները, աղբի և հեղուկի մնացորդների առկայությունը կարող է ներդնել ±0.004"-ից ավելի սխալ յուրաքանչյուր ցիկլում։ Օրական մաքրումը բարձր արտադրողականության պայմաններում նվազեցնում է շեղման պատճառով առաջացած ոչ որակյալ մնացորդները 29%-ով։ Հիմնական գործնական միջոցառումներն են.

• Ուղեկցող ռելսերի և հիդրավլիկ սիլինդրերի մաքրում ոչ աբրազիվ լուծիչներով
• ԳՆԿ-առանցքային վարիչների հարթեցման մակարդակի ստուգում
• Գործիքների մակերեսների ստուգում խեժերի կամ մաշվածության նկատմամբ

Մասնագիտական կալիբրման ստուգումներ և առանցքների վերահամակարգում

Չնայած օպերատորները կատարում են փոքր կարգավորումներ, ամեն 400 շահագործման ժամը մեկ մասնագիտական կալիբրումը ապահովում է ISO 9013 ստանդարտներին համապատասխանությունը։ 2024 թ.-ի «Ֆաբրիկացման սարքավորումների հետազոտությունը» հայտնաբերեց, որ երրորդ կողմի կալիբրման ծառայությունները բարելավել անկյան համապատասխանությունը 63%-ով՝ համեմատած ներքին ստուգումների հետ։ Տեխնիկները լազերային հավասարեցման գործիքներ են օգտագործում՝

1. Մարմնի և անկողնի զուգահեռությունը հաստատելու համար (թիրախ՝ ±0.0005"/ֆտ)
2. ԳՆԿ հետևի սենսորային համակարգի վերազրոյացում
3. Ստուգեք հիդրավլիկ բեռի հավասարաչափությունը ծռման ամբողջ երկայնքում

Երկարաժամկետ սարքավորումների սպասարկում՝ ճշգրիտ աշխատանքի համար

Հիդրավլիկ կնիքերի և սերվոմոտորի մետաղաթելերի պես մաշվող մասերը 5000 ժամը մեկ փոխարինելը կանխում է ճշգրտության աստիճանական կորուստը: Կանխատեսող սպասարկման գրաֆիկներին հետևող արտադրողները զեկուցում են 41% պակաս աննախատեսված դադարներ: Անհրաժեշտ երկարաժամկետ պրակտիկաներից են՝

• Հիդրավլիկ պոմպերի և փականների տուփերի տարեկան վերանորոգում
• Գծային ուղեկցերի նորից յուղում NSF H1 սերտիֆիկացված յուղերով
• CNC կառավարման ֆիրմվեյրի թարմացում՝ սխալները հատուցող նոր ալգորիթմներին հասնելու համար

Օրական վերահսկողության և պլանային սպասարկման համատեղումը պրես-թռմափակի ճշգրտությունը պահում է ±0,12° ծռման անկյան թույլատրելի սահմաններում՝ բազմամյա արտադրական ցիկլերի ընթացքում:

FAQ բաժին

Ինչ է CNC տեխնոլոգիան մետաղի ծռման մեջ?

CNC-ն, կամ համակարգչային թվային կառավարումը, մետաղի ծռման տեխնոլոգիաներում վերաբերում է համակարգչային համակարգերի օգտագործմանը՝ մետաղական թերթերի վրա ճշգրիտ ծռման գործողություններ կատարող սարքերը կառավարելու համար: CNC համակարգերը ծրագրավորված հրահանգներով համակարգում են հիդրավլիկ կամ էլեկտրական ակտուատորներ՝ պահպանելով ծռման գործընթացների ճշգրտությունը:

Ինչպե՞ս է CNC ծրագրավորումը օգնում սխալները նվազեցնելու հարցում:

CNC ծրագրավորումը սխալները նվազեցնում է օֆլայն ծրագրավորման հարթակների, ինչպիսիք են Autodesk Inventor-ը և SolidWorks CAM-ը, միջոցով՝ մոդելավորելով փոխհատուցման մեթոդներ, սիմուլյացիայի միջոցով հայտնաբերելով գործիքների միջամտությունը և ստեղծելով բախումներից ազատ գործիքների հետևագիծ: Այս վիրտուալ ստուգումը զգալիորեն նվազեցնում է սարքավորման սխալները՝ համեմատած ձեռքով կատարվող մեթոդների հետ:

Ինչո՞ւ է համակարգի կալիբրացումը կարևոր ճկման սեղանների համար:

Համակարգի կալիբրացումը կարևոր է ճկման սեղանների համար, քանի որ այն ապահովում է ճկման գործընթացների ճշգրտությունն ու կրկնվելիությունը: Պարբերական լազերային կալիբրացումը օգնում է պահպանել զուգահեռությունը և կանխում է ձգվածության անհավասարակշռությունը, որը կարող է ազդել անկյունային ճշգրտության վրա արտադրության ցիկլերի ընթացքում:

Ինչպես է նյութի փոփոխականությունը ազդում ծռման ճշգրտության վրա

Նյութի փոփոխականությունը, ինչպես օրինակ հաստության և կոշտության տատանումները, ազդում են ծռման ճշգրտության վրա՝ առաջացնելով ծռման անկյունների փոփոխություններ առաձգական վերականգնման պատճառով: Ընդհանուր նյութին բնորոշ հատկությունների հաշվի առնող CNC համակարգերը կարող են նվազեցնել այս ազդեցությունները: