Jaką precyzję zapewnia obróbka CNC?
Urządzenia wykorzystywane do obróbki metali muszą pozwalać na wytwarzanie wyrobów o parametrach jakościowych ściśle odpowiadających projektowi. Wykorzystywane urządzenia powinny gwarantować uzyskiwanie detali o wymaganych tolerancjach wymiarowych. Pojawiające się odstępstwa mogą oznaczać bowiem ryzyko awarii sprzętu, w których poszczególne wyroby zostaną użyte. W wielu przypadkach może to się wiązać również z szybszym zużyciem.
Precyzja działania maszyn CNC
Obróbka CNC jest dominującą dziś technologią stosowaną przy pracy z metalami i tworzywami sztucznymi. Jest ona powszechnie wybierana ze względu na swoje zalety – szybkie wykonywanie najbardziej skomplikowanych detali, niezwykle wysoką powtarzalność przy produkcji seryjnej, a także zaawansowane możliwości optymalizacyjne bardziej złożonych procesów. Dzięki urządzeniom wykorzystującym dane wprost z systemów wspomagających projektowanie i oprogramowaniu pozwalającemu na ustawianie wszystkich parametrów pracy od ścieżki, po której porusza się konkretne narzędzie po wybór sekwencji wszystkich czynności, operatorzy i inżynierowie planujący poszczególne etapy produkcji mają niespotykane wcześniej możliwości osiągania prawdziwie spektakularnych efektów. Jedną z największych korzyści pracy na urządzeniach CNC jest także szansa na osiąganie za każdym razem założonego dla wszystkich elementów poziomu dokładności.
Zasada działania urządzeń CNC jest stosunkowo prosta. We wszelkich maszynach tego typu głowica robocza wraz z wybranym narzędziem posuwa się po ściśle określonych trajektoriach i wykonuje wybrane przez program czynności. Zwykle może się ona przemieszczać i pracować w kilku różnych osiach. Bardzo dokładny system pozycjonowania głowicy oraz sterowania jej obrotami daje możliwość uzyskania założonych efektów. Wszystkie te procesy są możliwe za sprawą tego, że maszyny CNC są w stanie przenosić dane z cyfrowego zapisu do trójwymiarowej przestrzeni. Dzięki różnym rozwiązaniom sprawdzającym położenie poszczególnych elementów, rejestrującym ich prędkość oraz drogę, urządzenie ma dokładne dane i może działać z wybraną dokładnością – wyjaśnia przedstawiciel firmy BRATECH, zajmującej się precyzyjną obróbką metalu.
Znaczenie dokładności obróbki CNC
Procesy związane z obróbką metalu zawsze wymagały osiągania założonej przez projektanta precyzji. Od tego, czy powstające wyroby spełniają wybraną tolerancję wymiarową, zależy bowiem nie tylko trwałość samego podzespołu, ale też awaryjność całego urządzenia. Większość elementów ruchomych wytwarzanych z myślą o zastosowaniu w silnikach, przekładniach, układach przeniesienia napędu czy ramionach roboczych musi osiągać ściśle określone rozmiary ze względu na wytrzymałość na obciążenie, a jednocześnie na precyzję działania układu, w którym zostanie zamontowana. Współczesne maszyny współpracują z wieloma elementami całej linii produkcyjnej czy urządzeniami transportowymi. Zbyt duże odchyłki w jednym miejscu powodują zwykle dużą ilość kolejnych błędów.
Precyzja działania nowoczesnych maszyn CNC zależy w największym stopniu od sumy różnych niedokładności wynikających z kilku przyczyn. Najważniejsze z nich to niedoskonałość pomiarów wykonywanych przez układy kontrolujące pozycjonowanie i pracę poszczególnych elementów urządzenia, a także problemy wynikające z odstępstw pojawiających się przy pracy elementów odpowiedzialnych za przemieszczanie głowicy roboczej lub obrabianego materiału.
Oprócz tego rodzaju błędów na dokładność maszyny CNC wpływają także rozmaite zmienne związane z jej stanem technicznym oraz stabilnością i wytrzymałością jej konstrukcji. Podczas pracy sprzętu powstają różnego rodzaju naprężenia, poszczególne elementy mogą być też w odmiennym stopniu obciążone czy ulegać odkształceniom. Wraz ze zużywaniem się części mogą się pojawiać różnego rodzaju luzy.
Jeśli suma wszystkich możliwych nieprawidłowości będzie przewyższała te, które przyjął konstruktor urządzenia, jakość wytwarzanego wyrobu może być zdecydowanie niższa. W grę wchodzą w takim przypadku wszelkiego rodzaju zniekształcenia geometryczne powodowane biciem podczas obrotów narzędzia lub materiału, niezachowaniem prostoliniowości ich ruchów, bądź odchyleniami od prawidłowej ścieżki.
Znaczenie pojawiających się błędów jest tym większe, im wyższa jest oczekiwana precyzja pracy. Przy dokładnościach sięgających mikronów zakres możliwych odstępstw jest niezwykle mały. Większość wytwarzanych detali nie wymaga jednak aż tak dużej dokładności. Co ważne w przypadku obróbki metali nie obowiązuje zasada im dokładniej, tym lepiej, ponieważ wykonywanie części ze sporo mniejszą tolerancją wymiarową niż wymagana może odnieść przeciwny skutek, np. zmniejszając dopuszczalne luzy i zwiększając wibracje powodować szybsze zużycie się poszczególnych elementów. Takie działanie niepotrzebnie zwiększa również koszty obróbki. Kluczem jest więc w tym przypadku ścisłe trzymanie się sprecyzowanych wymagań jakościowych.
