Odměřovací systémy a jejich vliv na přesnost obráběcích strojů KMAS
Na obráběcí stroje jsou kladeny stále vyšší a vyšší požadavky na rychlost, přesnost a kvalitu obráběných součástí. Proces obrábění ovlivňuje mnoho faktorů a jedním z nich je kvalita pohonů jednotlivých os, které pohybují obráběcím nástrojem. Pohon osy je tvořen řídicím systémem, regulátorem, motorem, pohybovým mechanizmem a odměřovacím systémem. Každý z těchto prvků má vliv na výsledné vlastnosti osy.
V následujících odstavcích se v krátkosti podíváme na odměřovací systémy, které bychom mohli rozdělit do několika kategorií. Asi nejzákladnější je rozdělení na přímé a nepřímé odměřování. U nepřímého odměřování se neodměřuje poloha pohybující se části obráběcího stroje přímo, ale pouze poloha pohybového mechanizmu např. úhel natočení kuličkového šroubu. Tento způsob odměřování se používá u méně náročných aplikací nebo u os, které mají malé zdvihy. Velkou nevýhodou je, že přesnost dosažené polohy je ovlivněna zejména teplotními dilatacemi pohybových mechanizmů a nepřesnosti vložených převodů. Na druhé straně je konstrukční řešení osy s nepřímým odměřováním jednodušší a tím i levnější, neboť využívá odměřování zabudované v motoru osy a nemusí se vytvářet další konstrukční prvky pro jeho připevnění.
Pro zvýšení přesnosti a eliminaci nedostatků nepřímého odměřování se používají odměřování přímá, tj. jsou přímo namontovány na pohybujících se částech strojů. Umisťují se co nejblíže pohybujícímu se nástroji, aby se vyloučily teplotní dilatace konstrukce. Toto řešení je však konstrukčně náročnější a ve svém důsledku i dražší.
Dalším hlediskem, jak posuzovat odměřování je druh signálu, který odměřovací systém poskytuje jako informaci o poloze. Může být buď inkrementální nebo absolutní. U inkrementálního odměřování dostává řídicí systém informaci ve formě impulsů, které počítá od pevně stanovené polohy, referenční polohy. Po zapnutí stroje se nejprve musí najet referenční body ve všech osách, aby se inicializoval souřadný systém, až potom je stroj připraven k práci. Absolutní odměřování naopak poskytuje řídicímu systému okamžitě po zapnutí informaci o poloze os stroje, vzhledem k souřadnému systému stroje. Tato vlastnost má významnou výhodu v tom, že se zkracuje čas přípravy stroje k obrábění, a zejména u 5osých strojů umožňuje lépe opustit kolizní stavy okamžitě po zapnutí stroje, bez najíždění do referenčních bodů.
Systémy odměřování můžeme dělit také na základě fyzikálního principu získávání informace o poloze. Jde zejména o odměřování indukční, magnetické a optické.
Odměřovací systémy jsou jemná zařízení, která jsou citlivá na mechanická namáhání, vibrace, znečistění apod. Většinou jsou chráněny kryty proti poškození. Vhodné a dostatečně robustní upevnění zajišťuje, aby se na ně nepřenášely vibrace stroje. Významná je též ochrana proti znečistění otevřených systémů (lineárních snímačů polohy). Ta se zajišťuje přivedením čistého stlačeného vzduchu buď do tělesa snímače nebo jezdce. Proudící vzduch zabrání pronikání nečistot a kondenzaci par uvnitř snímače.
Výsledná přesnost polohování os je též ovlivněna konstrukcí stroje, výrobními nepřesnostmi a nepřesností samotných odměřovacích systémů. Pro dosažení zvýšené přednosti strojů se ještě s výhodou využívají vlastnosti řídicích systémů, které umožňují zbývající nepřesnosti eliminovat. Stroje se v závěrečné fázi montáže změří laserem a zjištěné nepřesnosti se zanesou do korekčních tabulek, se kterými řídicí systém pracuje při výpočtu požadované polohy os.
Vzhledem k tomu, že tento článek má omezený rozsah, popisuje pouze stručně základní vlastnosti a druhy odměřovacích systémů, které se používají na obráběcích strojích.
631
.gif)
