We hebben elke dag te maken met machinale bewerkingen en we hebben het vaak over bewerkingsnauwkeurigheid. Maar als je precisie zegt, heb je dan echt gelijk? Laten we vandaag eens kijken naar de "bewerkingsnauwkeurigheid"!
01
Het verschil tussen precisie en precisie
Nauwkeurigheid betekent de juistheid van de meetresultaten en precisie betekent de herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid van de meetresultaten. Precisie is de voorwaarde voor nauwkeurigheid. Onderstaande figuur is een goede illustratie.
Nauwkeurigheid
Verwijst naar de mate van overeenkomst tussen de verkregen meetresultaten en de werkelijke waarde. Door de hoge meetnauwkeurigheid is de systematische fout klein. Op dit moment wijkt de gemiddelde waarde van de meetgegevens minder af van de werkelijke waarde, maar de gegevens zijn verspreid, dat wil zeggen dat de grootte van de toevallige fout niet duidelijk is.
Precisie
Verwijst naar de reproduceerbaarheid en consistentie tussen de resultaten verkregen door herhaalde metingen met hetzelfde reservemonster. Het is mogelijk om een hoge precisie te hebben, maar de precisie is niet hoog. De drie resultaten die bijvoorbeeld worden verkregen door een lengte van 1 mm te gebruiken voor meting zijn respectievelijk 1,051 mm, 1,053 en 1,052. Hoewel ze een hoge precisie hebben, zijn ze niet nauwkeurig.
02
Definitie van de nauwkeurigheid van werktuigmachines
Wanneer u CNC-bewerkingsmachines vergelijkt, als de "positioneringsnauwkeurigheid" van het monster van een werktuigmachinefabriek is gemarkeerd als {{0}}.002 mm, en de "positioneringsnauwkeurigheid" van het monster van B werktuigmachinefabriek is gemarkeerd als 0,004 mm. Door deze twee intuïtieve gegevens zult u natuurlijk denken dat de werktuigmachines van A werktuigmachinefabriek nauwkeuriger zijn dan B werktuigmachinefabriek.
Het is echter zeer waarschijnlijk dat de werktuigmachines van B werktuigmachinefabriek nauwkeuriger zijn dan A werktuigmachinefabriek. Het probleem ligt in de standaard van hun precisiedefinitie. Daarom moeten we, als we het hebben over de "nauwkeurigheid" van CNC-bewerkingsmachines, de definities en berekeningsmethoden van normen en indicatoren verduidelijken.
Over het algemeen verwijst nauwkeurigheid naar het vermogen van de werktuigmachine om het neuspunt van het gereedschap te lokaliseren ten opzichte van het programmadoelpunt. Er zijn echter veel manieren om dit positioneringsvermogen te meten, en wat nog belangrijker is, verschillende landen hebben verschillende regelgeving.
Europese fabrikanten van gereedschapsmachines:
Europese fabrikanten van werktuigmachines, met name Duitse fabrikanten, hanteren over het algemeen de VDI/DGQ3441-norm.
Japanse fabrikanten van werktuigmachines:
Bij het kalibreren van "nauwkeurigheid" worden meestal JISB6201- of JISB6336- of JISB6338-standaarden gebruikt. JISB6201 wordt over het algemeen gebruikt voor algemene werktuigmachines en gewone CNC-bewerkingsmachines, JISB6336 wordt over het algemeen gebruikt voor bewerkingscentra en JISB6338 wordt over het algemeen gebruikt voor verticale bewerkingscentra.
Amerikaanse fabrikanten van gereedschapsmachines:
De NMTBA-standaard wordt meestal overgenomen (de standaard is ontstaan uit een studie van de American Machine Tool Builders Association, afgekondigd in 1968 en later herzien).
Bij het kalibreren van de nauwkeurigheid van een CNC-bewerkingsmachine is het zeer noodzakelijk om de standaard te markeren die het gebruikt. Met behulp van de Japanse JIS-standaard zijn de gegevens aanzienlijk kleiner dan de Duitse VDI-standaard of de Amerikaanse NMTBA-standaard.
Dezelfde statistieken, verschillende betekenissen
Wat vaak verwarrend is, is dat dezelfde indicatornaam verschillende betekenissen heeft in verschillende precisiestandaarden, maar dat verschillende indicatornamen dezelfde betekenis hebben. De bovenstaande vier standaarden, behalve de JIS-standaard, worden allemaal berekend door wiskundige statistieken na meerdere meetrondes van meerdere richtpunten op de CNC-as van de werktuigmachine. De belangrijkste verschillen zijn:
1) Aantal richtpunten
2) Meet het aantal rondes
3) Het doelpunt naderen vanaf eenrichtings- of tweerichtingsverkeer (dit punt is vooral belangrijk)
4) Berekeningsmethode van nauwkeurigheidsindex en andere indexen
Dit is een beschrijving van de belangrijkste verschillen tussen de 4 normen, en zoals te verwachten is, zullen op een dag alle fabrikanten van gereedschapsmachines de ISO-norm uniform volgen. Daarom is hier de ISO-norm als maatstaf gekozen. De vier standaarden worden vergeleken in onderstaande tabel, en dit artikel gaat alleen over lineaire nauwkeurigheid, omdat het berekeningsprincipe van rotatienauwkeurigheid in wezen hetzelfde is.
afbeelding
03
Thermische stabiliteit (effect van temperatuur op nauwkeurigheid)
Stalen onderdeel: 100 x 30 x 20 mm
De grootte verandert wanneer de temperatuur daalt van 25 graden naar 20 graden: bij 25 graden is de maat 6 μm groter en wanneer de temperatuur daalt tot 20 graden, is de maat slechts 0,12 μm groter. Dit is een thermisch stabiel proces, zelfs als de temperatuur snel daalt. Het duurt nog steeds lang om de nauwkeurigheid te behouden. Hoe groter het object, hoe meer tijd het kost om de nauwkeurigheid te stabiliseren wanneer de temperatuur verandert.
afbeelding
Voor zeer nauwkeurige bewerkingen mag het temperatuurprobleem niet worden genegeerd, omdat het temperatuurverschil de vijand is van precisie. In het bijzonder zullen materialen bij warmte uitzetten en bij koude krimpen. De lineaire uitzetting van het staal dat we gebruiken, veroorzaakt een verandering van 12 μm per meter lengte als de temperatuur met 1 graad verandert. Dit is een feit dat constant is voor elke machine in elke uithoek van de wereld.
Fabrieken zonder ervaring met precisiebewerking schrijven de instabiliteit van precisie vaak toe aan precisieproblemen met apparatuur bij precisiebewerking. Voor fabrieken met ervaring in precisiebewerking weten ze allemaal dat dit het meest elementaire gezonde verstand is, en ze zullen veel belang hechten aan de thermische balans van de omgevingstemperatuur en de werktuigmachine. Ze zijn heel duidelijk dat zelfs zeer nauwkeurige werktuigmachines alleen een stabiele bewerkingsnauwkeurigheid kunnen bereiken in een stabiele temperatuuromgeving en een thermisch evenwicht.
