Le superfici complesse sono ampiamente utilizzate in vari settori, come l'industria automobilistica e l'industria aerospaziale. A causa del rapido miglioramento della scienza e della tecnologia, a fronte di una precisione superficiale più complessa e di forme complesse delle parti, i requisiti di qualità sono più rigorosi, il che richiede maggiore innovazione e miglioramento nell'attuale tecnologia di lavorazione CNC al fine di garantire la qualità del produceva parti di superficie curva. La precisione e la qualità corrispondono ai requisiti di produzione. Tra questi, nel processo di implementazione della lavorazione CNC, la precisione delle parti di superficie curva complessa sarà influenzata dal problema dell'errore, quindi è necessario controllare rigorosamente l'errore di lavorazione CNC e applicare i mezzi corrispondenti per ridurre l'errore della superficie curva complessa parti, in modo che la precisione della lavorazione possa essere ridotta. L'efficienza è migliorata.
Di solito, l'applicazione della tecnologia di lavorazione CNC è un metodo di lavorazione molto preciso per la lavorazione complessa di superfici curve, ma ci sono alcuni fattori che influiscono sulla precisione della lavorazione, con conseguenti errori. Ad esempio: materiali di scena applicati, modelli di superficie e metodi di lavorazione, ecc. Nel processo di operazione specifica, si verificherà un certo errore tra la traccia teorica dell'applicazione dello strumento e la traccia di interpolazione. Se non è strettamente controllato, produrrà maggiori errori di lavorazione e ridurrà l'efficienza del lavoro. Attualmente, l'alta tecnologia della lavorazione CNC con collegamento a cinque coordinate e la tecnologia di lavorazione CNC a tre coordinate sono ampiamente utilizzate. Sebbene svolgano un ruolo molto importante, ci sono anche alcuni fattori d’influenza inevitabili. Attualmente, nella lavorazione CNC, gli utensili principali utilizzati includono frese sferiche, frese a candela e frese ad anello, poiché qualsiasi punto della fresa sferica avrà lo stesso effetto dopo aver toccato la superficie curva, poiché la maggior parte delle frese sferiche viene utilizzata sulla superficie curva. superficie curva. È molto adatto per la lavorazione CNC simultanea a tre assi e per la lavorazione CNC simultanea a cinque assi, ma solo gli utensili ad anello sono adatti per la lavorazione simultanea a cinque assi. Sebbene le macchine utensili CNC siano molto precise, ci sono ancora molti fattori che influenzano. Pertanto, il controllo e l’analisi degli errori rappresentano un collegamento fondamentale per migliorare l’efficienza del trattamento.
2. Analisi degli errori di lavorazione CNC di superfici complesse
I principali fattori che causano errori nella lavorazione CNC di superfici complesse sono gli errori geometrici degli utensili di lavorazione, gli errori di movimento geometrico tra le superfici di lavorazione e gli utensili di lavorazione e gli errori di produzione generati dal sistema di processo. In generale, gli errori di lavorazione NC di superfici complesse includono: asse utensile L'errore causato dallo swing, l'errore causato dall'approssimazione lineare. Nel processo di lavorazione specifico, la parte con il maggior numero di errori si trova attorno al centro dell'interruzione di interpolazione, che è composta dall'errore massimo di rotazione e dall'errore massimo di approssimazione lineare. L'errore di rotazione è l'errore generato quando il vettore normale ruota. Nello specifico si tratta dell'errore generato dal vettore normale durante il processo di rotazione. I fattori che influenzano l'entità dell'errore di trasmissione sono la compensazione della lavorazione del raggio dell'utensile e la lunghezza dell'arco della superficie curva. , La curvatura normale della superficie lavorata. L'errore di approssimazione lineare sarà influenzato in qualche modo dalla lavorazione CNC di forme superficiali complesse, ma l'utensile di lavorazione non avrà un grande impatto. In breve, il raggio dell'utensile, la linea dell'utensile, la dimensione del passo e la forma specifica della geometria della superficie lavorata causeranno errori corrispondenti nella lavorazione. Nella lavorazione NC di superfici curve complesse, la lunghezza della corda di interpolazione avrà un impatto diretto sull'errore di approssimazione lineare. Se è necessario ridurre l'errore di approssimazione lineare, è necessario controllare ragionevolmente la velocità di avanzamento e il ciclo di interpolazione dell'utensile.
3. Controllo degli errori nella lavorazione CNC di superfici complesse
(1) Compensazione dell'errore di rotazione dell'asse utensile
Nella lavorazione specifica CNC di superfici curve complesse, se la superficie lavorata è una curva convessa lungo la direzione dell'utensile da taglio, la traccia di scorrimento del punto di taglio è una curva concava. In tal caso, l'errore di lavorazione sarà relativamente grande e anche la somma dell'errore di rotazione dell'asse dell'utensile e dell'errore di approssimazione lineare sarà relativamente grande. Se viene utilizzato il metodo di taglio del punto di contatto dell'utensile, l'errore di rotazione dell'albero dell'utensile può essere compensato in una certa misura, in modo da ridurre l'errore totale. Lo spostamento del punto di taglio A dell'utensile lungo la direzione vettoriale normale della superficie di lavorazione verso A' diventa un nuovo punto di taglio, che può modificare la distribuzione degli errori di lavorazione NC su superfici curve complesse e compensare gli errori di lavorazione[ 3]. Se la superficie nella lavorazione NC di superfici curve complesse è una curva concava lungo la direzione di avanzamento dell'utensile e la differenza di approssimazione lineare 1 supera l'errore di rotazione dell'asse utensile n, non ci sarà tolleranza eccessiva. Pertanto, non è necessario implementare la compensazione degli errori di lavorazione e la compensazione degli errori di rotazione dell'asse utensile deve essere controllata in modo ragionevole in combinazione con la situazione specifica.
(2) Controllo dell'errore di approssimazione in linea retta
Nella lavorazione NC di superfici curve complesse, una linea retta si avvicinerà alla superficie curva. Per questa situazione, ci sarà un errore di approssimazione in linea retta 1. Nello specifico, l'operazione di interpolazione causerà un errore di approssimazione in linea retta 1. In generale, in questa situazione, l'errore di approssimazione lineare può solo essere ridotto o efficacemente controllato, ma non può essere completamente eliminato. Modi efficaci per controllare l'errore di approccio lineare includono il controllo della lunghezza della corda di interpolazione, il controllo del periodo di interpolazione e il controllo della velocità di avanzamento dell'utensile.
Uno, controllo della lunghezza dell'accordo di interpolazione. Nel processo di lavorazione CNC, se non vi è alcun cambiamento nella superficie di lavorazione, la curvatura normale della direzione di avanzamento nell'interruzione di interpolazione è un valore fisso. In questo momento, la lunghezza della corda di interpolazione è il fattore che influenza l'errore di approssimazione lineare e l'errore di approssimazione lineare e il quadrato della lunghezza della corda di interpolazione è proporzionale, quindi ridurre la lunghezza della corda di interpolazione può ridurre l'errore di approssimazione lineare nella lavorazione CNC a una certa misura. Se ≥ 1 , allora. Pertanto, nella lavorazione NC di superfici curve complesse, la lunghezza della corda di interpolazione deve essere rigorosamente controllata in modo che rientri nell'intervallo corrispondente, in modo da garantire la precisione della lavorazione. Pertanto, accorciare ragionevolmente la lunghezza della corda di interpolazione è una misura efficace per ridurre l'errore di approssimazione lineare, che può migliorare la precisione della lavorazione CNC. Ma va notato che non può essere abbreviato all'infinito. Nella lavorazione, il periodo di lunghezza della corda di interpolazione del coefficiente CNC e la velocità di avanzamento dell'utensile svolgono un ruolo decisivo nella lunghezza della corda di interpolazione [4]. In secondo luogo, il ciclo di interpolazione e la velocità di avanzamento, nella lavorazione specifica di superfici curve, la velocità di avanzamento e il ciclo di interpolazione del sistema CNC avranno un impatto diretto sulla lunghezza della corda di interpolazione, solitamente la tecnologia NC può impostare il ciclo di interpolazione. determina la velocità di avanzamento. Nel caso in cui la velocità di avanzamento non venga modificata, quanto più breve è il ciclo di interpolazione, tanto minore è la lunghezza della corda di interpolazione. Pertanto anche l’errore di approssimazione lineare è minore. Allo stesso modo, nel caso in cui non si verifichi alcuna modifica nell'interpolazione, una velocità di avanzamento inferiore produrrà una lunghezza della corda di interpolazione inferiore, quindi l'errore di approssimazione lineare sarà inferiore. Per l'applicazione del sistema NC con un periodo di interpolazione ridotto, nel processo di lavorazione NC, la velocità di avanzamento dell'utensile deve essere ridotta il più possibile, in modo da ridurre l'errore della lavorazione NC di superfici curve complesse.
In breve, nella lavorazione CNC di superfici curve complesse, alcuni errori inevitabilmente si verificheranno. È importante utilizzare metodi e misure ragionevoli per controllare questi errori al fine di ridurli e garantire la qualità della lavorazione CNC.