Précision et répétabilité des machines CNC : qu'est-ce que c'est ?

La précision des machines-outils CNC fait référence à leur capacité à suivre avec précision des trajectoires spécifiées et à atteindre des points finaux commandés sous charge, un concept connu sous le nom de précision dynamique. À l'inverse, la répétabilité évalue la cohérence de la machine dans la reproduction des mouvements commandés, même au cours de plusieurs cycles de fonctionnement. Il est essentiel de reconnaître que ces définitions de précision et de répétabilité peuvent s'écarter des mesures statiques fournies par les constructeurs de machines. La précision statique et la répétabilité sont généralement évaluées lorsque la machine est inactive, servant de référence pour la comparaison.

 

Précision dynamique et répétabilité dans Machines-outils à commande numérique par ordinateursont intrinsèquement variables, influencées par la contrainte exercée sur les composants de la machine. Une contrainte accrue pose des défis pour le maintien de la précision, affectant à la fois la précision et la répétabilité. En raison des nombreuses variables impliquées, les constructeurs de machines ne peuvent pas fournir de spécifications de précision dynamique et de répétabilité avec des garanties.

 

Néanmoins, les constructeurs de machines doivent posséder la capacité d'évaluer si leurs machines répondent aux exigences de précision et de répétabilité d'applications spécifiques. Avant d'acquérir une nouvelle machine-outil, il est prudent de demander au constructeur de s'assurer de sa capacité à répondre à vos besoins opérationnels. Cette approche proactive favorise la transparence et garantit l'alignement entre les capacités de la machine et vos exigences.

 

Facteurs affectant la précision des machines CNC

 

Après l'installation d'une machine CNC, certains facteurs affectant la précision échappent au contrôle de l'utilisateur. Ceux-ci incluent :

 

1. Construction de machines : La construction de la machine doit être suffisamment robuste pour supporter des opérations d'usinage exigeantes sans déformation excessive de ses composants de support.

 

2. Système de commentaires : Les échelles linéaires jouent un rôle essentiel dans la surveillance de la position des composants mobiles pour chaque axe. Contrairement aux codeurs rotatifs, ils dépendent moins de l'intégrité des composants du système d'axes tels que les systèmes de guidage, les vis à billes et les coupleurs.

 

Cependant, certaines responsabilités liées à la précision incombent à l'utilisateur de la machine, notamment :

 

1. Calibrage des machines-outils : Bien que les constructeurs de machines calibrent initialement les erreurs de pas et les compensations de jeu, il est de la responsabilité des utilisateurs finaux de répéter ces calibrages à intervalles réguliers pour maintenir la précision tout au long de la durée de vie de la machine.

 

2. Environnement : Garantir un environnement de travail stable est crucial pour minimiser les variations de température ambiante et d'humidité qui pourraient avoir un impact sur les performances de la machine.

 

Résolution des variations thermiques pour la répétabilité des machines CNC

 

Garantir une précision dynamique optimale et préserver l'intégrité de la machine sont fondamentaux pour maintenir une production cohérente de composants. Cependant, il est tout aussi essentiel d'obtenir une répétabilité fiable, en particulier pendant les phases de préchauffage de la machine.

 

La variation thermique des composants mobiles, notamment les systèmes de broches et de voies, présente un obstacle notable au maintien de la répétabilité. À mesure que ces pièces se réchauffent, elles se dilatent et lorsqu’elles refroidissent, elles se contractent. Cette fluctuation thermique inhérente pose des problèmes pour maintenir la cohérence de la taille sur des surfaces critiques à tolérance stricte.

 

Pour résoudre ce problème, les constructeurs de machines emploient diverses stratégies pour atténuer les changements thermiques dans les composants des machines. Celles-ci incluent la mise en œuvre de mécanismes de refroidissement pour les systèmes de broche et de voies et l'intégration de techniques de conception pour minimiser l'impact sur la répétabilité des variations thermiques. Par exemple, dans les centres de tournage CNC, le positionnement de la poupée perpendiculaire au banc garantit que seule la hauteur du bord de l'outil de coupe est affectée par les changements thermiques, minimisant ainsi la variation du diamètre usiné.

 

Lorsque vous investissez dans un nouveau Machine CNCIl est essentiel de se renseigner sur la manière dont le fabricant gère les variations thermiques. De plus, il est essentiel de s'assurer que les écarts dans les surfaces usinées dus à la dilatation thermique pendant le préchauffage restent dans des limites de tolérance acceptables. Le non-respect de cette consigne peut entraîner des baisses de productivité lorsque la machine nécessite une période de préchauffage avant de démarrer la production.

 

En outre, il est important de reconnaître que d'importants problèmes de répétabilité peuvent découler de l'application spécifique de la machine plutôt que de sa conception. Les variations au cours des cycles de production ou entre les cycles de travail peuvent avoir un impact significatif sur la répétabilité, entraînant potentiellement un gaspillage de matériaux et nécessitant des ajustements fastidieux.

 

Exemples de variations dans l'usinage CNC

 

Au cours d'un cycle de production, divers facteurs peuvent introduire des variations, notamment :

 

- Usure des outils : Au fil du temps, les arêtes de coupe peuvent se dégrader, entraînant des modifications des surfaces usinées. Les surfaces externes peuvent se dilater tandis que les surfaces internes peuvent se contracter.

 

- Remplacement des outils émoussés : Lors du remplacement d'outils de coupe émoussés, un alignement précis des nouvelles arêtes de coupe est crucial pour maintenir la précision.

 

D'une exécution de tâche à la suivante, voici des exemples de variations :

 

- Configuration du serrage: Le placement et l'alignement du Dispositif de serrage de la pièceL'emplacement et la force de serrage ainsi que l'affectation du zéro du programme peuvent affecter la stabilité de la pièce.

 

- Assemblage d'outils de coupe, mesure et saisie du décalage : Les variations dans les composants et les assemblages peuvent avoir un impact sur la rigidité, entraînant des problèmes potentiels d'usinage.

 

- État de la machine : Les variations résultant d'incidents ou d'une maintenance négligée peuvent entraîner des problèmes de dimensionnement, même pour des tâches précédemment réussies.