WYZNACZANIE DOKŁADNOŚCI URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH METODĄ INTERPOLACJI KOŁOWEJ

Tadeusz Kowalski, Robert Jastrzębski, Anna Szepke, Paweł Osówniak, Zakres Zastosowania
unpublished
W teście interpolacji kołowej ruch po okręgu uzyskuje się przez złożenie dwóch ruchów prostoliniowych posuwisto-zwrotnych w dwóch prostopadłych do siebie osiach sterowanych numerycznie. Metoda opiera się na tym, że poszczególne błędy maszyny powodujące od-chyłki od zadanej trajektorii ruchu punktu po okręgu w różny sposób wpływają na kształt uzyskiwanego przebiegu ruchu względem okręgu wzorcowego. Test ten znalazł szczególnie szerokie zastosowanie w sprawdzaniu obrabiarek skrawających, gdzie
more » ... awających, gdzie wyma-gana dokładność obróbki jest najczęściej znacznie wyż-sza niż w innych maszynach technologicznych. Pomiary te dla obrabiarek opisuje norma PN-ISO 230-4:1999 [1]. W normie opisano także wpływ typowych błędów ma-szyny na realizowany ruch po okręgu. Norma nie defi-niuje obrabiarek, do jakich test okrągłości można czy należy stosować, ograniczając się do stwierdzenia, że można stosować do każdej obrabiarki NC, gdzie jest możliwe wykonanie okręgu podczas równoczesnego ru-chu w dwóch osiach liniowych. Badania testem okrągło-ści w obrabiarkach sterowanych numerycznie opisują także normy zagraniczne ANSI/ASME B5.54 − 1992, ASME B5.57M-1997 i JIS 6194:1997 (identyczna z PN-ISO 230-4:1999). W wyniku testu wyznaczane są różne wskaźniki su-maryczne dokładności. Norma PN-ISO 230-4 rozróżnia trzy wskaźniki okrągłości: odchyłkę okrągłości G, histe-rezę okrągłości H, odchyłkę promienia R. Dodatkowo, w zależności od oprogramowania konkretnego wyposa-żenia pomiarowego, obliczane są inne wskaźniki ogólne dokładności maszyny oraz definiowane jest co najmniej kilkanaście różnych błędów, które są przyczyną odchy-łek rzeczywistego ruchu od okręgu wzorcowego. Jako przykład zastosowania testu wybrano tokarki, gdyż zebrano dużą ilość wyników z rzeczywistych ba-dań tej grupy maszyn. Tokarki posiadają dwie osie posuwu X i Z tworzące płaszczyznę pracy tokarki XZ, w której można przepro-wadzić test interpolacji kołowej (w odróżnieniu do freza-rek i centrów obróbkowych, gdzie test jest przeprowa-dzany w trzech prostopadłych płaszczyznach). Na rys. 1 przedstawiono test interpolacji kołowej dla tokarki. Punkt środka okręgu wykonywanego w teście znajduje się na końcu trzpienia mocowanego w uchwycie tokarki. Czujnik mocowany jest na magnetycznych przegubach kulowych. Druga końcówka czujnika pomiarowego związana jest przegubem magnetycznym ze wsporni-kiem mocowanym w głowicy narzędziowej suportu, wy-konującego w czasie testu ruch po okręgu. W typowym teście wykonywany jest jeden obrót pomiarowy w obie strony z dodatkowym dobiegiem i wybiegiem. Rys. 1. Test interpolacji kołowej wykonywany na tokarce Przy analizie i interpretacji wyników należy pamiętać, że dla tokarek: − dokładność interpolacji kołowej w płaszczyźnie XZ nie ma nic wspólnego z okrągłością przedmiotu ob-rabianego, podczas gdy w innych obrabiarkach przekłada się bezpośrednio na błąd okrągłości ob-rabianego przedmiotu (centra, frezarki, wytaczarki), − kierunek X jest bardziej wrażliwy na błędy maszyny niż kierunek Z (wzdłuż osi wrzeciona tokarki), tzn. te same błędy geometryczne maszyny powodują dwukrotnie większe błędy wykonania detali (tocze-nie średnic). Do wykonania testów interpolacji kołowej służy tele-skopowy pręt kulowy, wymieniony w normie PN-ISO 230-1 [2]. Jest to jeden z przyrządów do po-miaru ruchu po okręgu, opisanych w tej normie. Zagadnienie przydatności testu do diagnostyki toka-rek Venus opisano w [3]. Badania przeprowadzono dla typowielkości tokarek o średnicach toczenia: 200, 250, 350 i 450 mm. Do testów używano wyposażenia firmy Renishaw typu QC10, o zakresie mierzonych odchyłek ± 1 mm od wykreślanego okręgu. Podstawowa długość czujnika wynosi 100 mm, rozdzielczość pomiaru 0,0001 mm. Do wyposażenia pomiarowego dołączone jest opro-gramowanie diagnostyczne, pozwalające z wyników te-stu wyodrębnić kilkanaście różnych błędów maszyny, w tym wszystkie wymienione w normie PN-ISO 230-4:1999 [1], oraz wyznaczyć różne wskaźniki sumarycz-nej oceny dokładności maszyny. Dla przyrządu QC10 obliczany jest, poza wskaźnikami wg norm, wskaźnik
fatcat:3okdvnflyngupc2ola35p4cbuq