Złożone powierzchnie są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł motoryzacyjny i przemysł lotniczy. Ze względu na szybki rozwój nauki i technologii, w obliczu bardziej złożonej dokładności powierzchni i złożonych kształtów części, wymagania jakościowe są bardziej rygorystyczne, co wymaga większej innowacyjności i udoskonalenia obecnej technologii obróbki CNC w celu zapewnienia jakości wytwarzanych zakrzywionych części powierzchniowych. Precyzja i jakość odpowiadają wymaganiom produkcji. Wśród nich, w procesie wdrażania obróbki CNC, problem błędu będzie miał wpływ na dokładność złożonych części zakrzywionych powierzchni, dlatego konieczne jest ścisłe kontrolowanie błędu obróbki CNC i zastosowanie odpowiednich środków w celu zmniejszenia błędu złożonej zakrzywionej powierzchni części, co może zmniejszyć dokładność obróbki. Wydajność została poprawiona.
Zwykle zastosowanie technologii obróbki CNC jest bardzo precyzyjną metodą obróbki złożonej obróbki powierzchni zakrzywionych, ale istnieją pewne czynniki, które wpływają na dokładność obróbki, powodując błędy. Na przykład: zastosowane materiały podporowe, modele powierzchni i metody obróbki itp. W procesie konkretnej operacji wystąpi pewien błąd pomiędzy teoretycznym torem aplikacji narzędzia a torem interpolacji. Jeśli nie będzie to ściśle kontrolowane, będzie powodować większe błędy obróbki i zmniejszać wydajność pracy. Obecnie szeroko stosowana jest zaawansowana technologia obróbki CNC z pięcioma współrzędnymi i technologia obróbki CNC z trzema współrzędnymi. Chociaż odgrywają one bardzo ważną rolę, istnieją również pewne czynniki wpływające, których nie da się uniknąć. Obecnie w obróbce CNC głównymi narzędziami używanymi są frezy kuliste, frezy trzpieniowe i frezy pierścieniowe, ponieważ każdy punkt frezu sferycznego będzie miał taki sam efekt po zetknięciu się z zakrzywioną powierzchnią, ponieważ większość frezów kulistych jest używana na krzywa powierzchnia. Jest bardzo odpowiedni do trójosiowej jednoczesnej obróbki CNC i pięcioosiowej jednoczesnej obróbki CNC, ale tylko narzędzia pierścieniowe nadają się do pięcioosiowej jednoczesnej obróbki. Chociaż obrabiarki CNC są bardzo precyzyjne, nadal istnieje wiele czynników wpływających. Dlatego kontrolowanie i analizowanie ich błędów jest kluczowym ogniwem poprawiającym efektywność przetwarzania.
2. Analiza błędów skomplikowanej obróbki powierzchni CNC
Głównymi czynnikami powodującymi błędy w obróbce CNC skomplikowanych powierzchni są błędy geometryczne narzędzi obróbczych, błędy ruchu geometrycznego pomiędzy powierzchniami obróbczymi a narzędziami obróbczymi oraz błędy produkcyjne generowane przez system procesowy. Ogólnie rzecz biorąc, błędy obróbki NC skomplikowanych powierzchni obejmują: oś narzędzia, błąd spowodowany wahadłami, błąd spowodowany aproksymacją liniową. W konkretnym procesie obróbki część obarczona największą liczbą błędów znajduje się w pobliżu środka przerwy interpolacyjnej, na którą składa się maksymalny błąd obrotu i maksymalny błąd aproksymacji liniowej. Błąd obrotu to błąd generowany podczas obrotu wektora normalnego. W szczególności jest to błąd generowany przez wektor normalny podczas procesu rotacji. Czynnikami wpływającymi na wielkość błędu transmisji są kompensacja obróbki promienia narzędzia oraz długość łuku zakrzywionej powierzchni. , Normalna krzywizna obrabianej powierzchni. Obróbka CNC o skomplikowanych kształtach powierzchni będzie miała pewien wpływ na błąd aproksymacji liniowej, ale narzędzie obróbcze nie będzie miało dużego wpływu. Krótko mówiąc, promień narzędzia, linia narzędzia, wielkość kroku i specyficzny kształt geometrii obrabianej powierzchni spowodują odpowiednie błędy w obróbce. W obróbce NC złożonych zakrzywionych powierzchni długość cięciwy interpolacyjnej będzie miała bezpośredni wpływ na błąd aproksymacji liniowej. Jeżeli konieczne jest zmniejszenie błędu aproksymacji liniowej, konieczne jest rozsądne kontrolowanie prędkości posuwu i cyklu interpolacji narzędzia.
3. Kontrola błędów skomplikowanej obróbki powierzchni CNC
(1) Kompensacja błędu obrotu osi narzędzia
W specyficznej dla CNC obróbce skomplikowanych zakrzywionych powierzchni, jeśli obrobiona powierzchnia jest krzywą wypukłą wzdłuż kierunku narzędzia tnącego, wówczas tor ruchu punktu skrawania jest krzywą wklęsłą. W takim przypadku błąd obróbki będzie stosunkowo duży, a suma błędu obrotu osi narzędzia i błędu aproksymacji liniowej również będzie stosunkowo duża. W przypadku zastosowania metody skrawania punktu styku narzędzia, błąd obrotu wału narzędzia można w pewnym stopniu skompensować, dzięki czemu można zmniejszyć błąd całkowity. Przesunięcie punktu skrawania A narzędzia wzdłuż kierunku wektora normalnego powierzchni obrabianej do A' staje się nowym punktem skrawania, który może zmienić rozkład błędów obróbki NC na skomplikowanych zakrzywionych powierzchniach i spowodować kompensację błędów obróbki [3]. Jeśli powierzchnia w obróbce NC złożonych powierzchni zakrzywionych jest krzywą wklęsłą wzdłuż kierunku posuwu narzędzia, a różnica aproksymacji liniowej 1 przekracza błąd obrotu osi narzędzia n, nie będzie żadnej nadmiernej tolerancji. Nie ma zatem potrzeby wdrażania kompensacji błędów obróbki, a kompensację błędu obrotu osi narzędzia należy kontrolować w sposób rozsądny w powiązaniu z konkretną sytuacją.
(2) Kontrola błędu aproksymacji linii prostej
W obróbce NC skomplikowanych zakrzywionych powierzchni linia prosta zbliża się do zakrzywionej powierzchni. W tej sytuacji wystąpi błąd aproksymacji linii prostej 1. W szczególności operacja interpolacji spowoduje błąd aproksymacji linii prostej 1. Ogólnie rzecz biorąc, w tej sytuacji błąd aproksymacji liniowej można jedynie zmniejszyć lub skutecznie kontrolować, ale nie można go całkowicie wyeliminować. Skuteczne sposoby kontrolowania błędu podejścia liniowego obejmują kontrolowanie długości cięciwy interpolacji, kontrolę okresu interpolacji i kontrolowanie prędkości posuwu narzędzia.
Po pierwsze, interpolacyjna kontrola długości cięciwy. W procesie obróbki CNC, jeśli nie następuje zmiana powierzchni obróbki, krzywizna normalna kierunku posuwu w przerwie interpolacyjnej ma wartość stałą. W tym momencie długość cięciwy interpolacyjnej jest czynnikiem wpływającym na błąd aproksymacji liniowej, a błąd aproksymacji liniowej i kwadrat długości cięciwy interpolacyjnej są proporcjonalne, więc zmniejszenie długości cięciwy interpolacyjnej może zmniejszyć błąd aproksymacji liniowej w obróbce CNC do w pewnym stopniu. Jeśli ≥ 1 , to. Dlatego w obróbce NC skomplikowanych zakrzywionych powierzchni długość cięciwy interpolacyjnej musi być ściśle kontrolowana, tak aby mieściła się w odpowiednim zakresie, aby zagwarantować dokładność obróbki. Dlatego rozsądne skrócenie długości cięciwy interpolacyjnej jest skutecznym środkiem zmniejszającym błąd aproksymacji liniowej, co może poprawić dokładność obróbki CNC. Należy jednak zaznaczyć, że nie można go skracać w nieskończoność. W obróbce decydującą rolę w długości cięciwy interpolacyjnej odgrywa okres długości cięciwy interpolacji współczynnika CNC oraz prędkość posuwu narzędzia [4]. Po drugie, cykl interpolacji i prędkość posuwu, w przypadku specyficznej obróbki zakrzywionej powierzchni, prędkość posuwu i cykl interpolacji systemu CNC będą miały bezpośredni wpływ na długość cięciwy interpolacji, zwykle technologia NC może ustawić cykl interpolacji. określa prędkość posuwu. W przypadku braku zmiany posuwu, im krótszy cykl interpolacji, tym mniejsza długość cięciwy interpolacji. Dlatego też błąd aproksymacji liniowej jest również mniejszy. Podobnie, w przypadku braku zmiany interpolacji, mniejszy posuw będzie skutkował mniejszą długością cięciwy interpolacji, a więc błąd aproksymacji liniowej będzie mniejszy. W przypadku stosowania systemu NC z małym okresem interpolacji, w procesie obróbki NC należy maksymalnie zmniejszyć prędkość posuwu narzędzia, aby zmniejszyć błąd obróbki NC skomplikowanych powierzchni zakrzywionych.
Krótko mówiąc, podczas obróbki CNC skomplikowanych zakrzywionych powierzchni nieuchronnie wystąpią pewne błędy. Ważne jest, aby stosować rozsądne metody i środki kontroli tych błędów, aby je zmniejszyć i zapewnić jakość obróbki CNC.