CNCガントリーミリングマシンの位置決めの精度と再現性を決定するもの

Feb 20, 2025

 

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位置決めの精度

 

定義:機械工場の作業テーブルなどの可動部品がある位置から別のターゲット位置に移動する場合の実際の到着位置と理論的ターゲット位置との間の適合度を指します。簡単に言えば、それは指定された位置に移動する工作機械座標軸の精度です。

再現性の位置決めの精度

 

定義:同じ理論的位置に繰り返し配置されているときの機械工場ワークテーブルなどの可動部品の実際の位置決め位置間の近さを指します。つまり、工作機械が同じ条件下で同じモーション命令を繰り返し実行する場合の位置決め位置の一貫性。

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機械構造

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ボールネジ

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ガントリー構造

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線形ガイド

 

トランスミッションシステム

 

ボールネジ

その精度レベル、ピッチエラー、設置精度などは、ポジショニングの精度と繰り返しの位置決めの精度に直接影響します。高精度のボールネジには小さなピッチエラーがあり、回転運動をより正確に線形運動に変換できます。同軸エラー、ネジの歪みなどがある場合、取り付け中に、ワークベンチには移動中に位置偏差があります。

ギアラック

ギアやラックの処理精度、歯の形状エラー、メッシュ化クリアランスなどは、精度に影響を与えます。クリアランスが大きすぎる場合、ワークベンチは前後に移動するときに空の移動を行い、ポジショニングの精度に影響します。歯の形状エラーにより、動きが不安定になり、繰り返しの位置決めの精度が低下します。

 

 

ガイドレールシステム

 

ガイドレールの精度

まっすぐや平坦性などの精密な指標は、作業テーブル運動の直線性と安定性を決定します。高精度ガイドレールにより、作業テーブルが所定の方向に正確に移動し、偏差と揺れを減らすことができます。

ガイドレール潤滑

良好な潤滑剤は、摩擦係数を減らし、ガイドレールの摩耗を減らし、作業テーブルの動きの滑らかさを確保することができます。潤滑が不十分な場合、摩擦が増加し、不均一な摩擦が発生し、ワークテーブルの動きに詰まりを引き起こし、位置決めに影響を与え、ポジショニングの精度を繰り返します。

 

 

ワークテーブルとサポート構造

 

ワークテーブルの剛性

ワークテーブルが十分に剛性でない場合、ワークピースとツール切削力を負担すると変形し、処理位置の変化を引き起こし、精度に影響します。

サポート構造の安定性

ガントリーや柱などのサポート構造の安定性が重要です。不安定なサポート構造は、工作機械の動作中に振動して変形する可能性があり、これは作業テーブルとツールの相対位置の精度に影響を与えます。

 

測定システム

 

グレーティングルーラー

一般的に使用される位置測定要素です。その精度、解像度、および設置品質により、測定の精度が決まります。高精度の格子定規は、ワークテーブルの実際の位置を正確に測定し、制御システムに正確なフィードバックを提供できます。グレーティングルーラーがワークテーブルの動きの方向と平行していない場合、または設置中にギャップがある場合、測定エラーが発生します。

 

エンコーダー

モーターの回転角を測定し、ワークテーブルの移動距離を計算するために使用されます。エンコーダーの精度と解像度は、位置フィードバックの精度に影響します。エンコーダーが故障した場合、または精度が低下した場合、制御システムはワークテーブル位置の判断から逸脱します。

 

制御システム

Control system algorithm

制御システムアルゴリズム

Servo System

サーボシステム

サーボシステム

サーボモーターとドライバーを含み、そのパフォーマンスにより、ワークテーブルのモーション制御精度が決定されます。サーボシステムの応答速度、速度範囲、トルク出力容量などは、ワークテーブルの位置決めの精度と再現性に影響します。速い応答速度、広速範囲、安定したトルク出力を備えたサーボシステムは、ワークテーブルの動きをより正確に制御できます。

 

制御システムアルゴリズム

高度な制御アルゴリズムは、工作機械の動きを正確に補償し、最適化できます。たとえば、エラー補償アルゴリズムを介して、測定システムからのエラーフィードバックはリアルタイムで補償できます。補間アルゴリズムは、ツールパスを正確に計算し、等高線処理の精度を向上させることができます。

 

外部環境

 

温度

温度の変化により、工作機械のさまざまなコンポーネントが拡張および収縮し、工作機械の幾何学的精度が変化します。特に高精度の機械加工では、温度変化によって引き起こされる熱変形は、ポジショニングの精度と再現性に大きく影響する可能性があります。

 

振動

スピンドル回転、テーブルの動きなど、他の近くの機器や車両運転の動作などの外部環境からの振動など、工作機械自体からの振動は、ツールとワークピースの相対的な位置に影響し、したがって、精度に影響します。

 

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