Zapytaj konsultanta
Dokładność pozycjonowania, tolerancje, powtarzalność obróbki – z tymi terminami w branży CNC spotykamy się na co dzień. Są to kluczowe wartości zarówno przy programowaniu, jak i na hali – przy obsłudze maszyn przez operatorów. Można powiedzieć, że to dzięki zastosowaniu odpowiednich liczb w odpowiednim czasie cała produkcja przebiega płynnie. Bardzo często producenci podają dokładność i powtarzalność pozycjonowania obrabiarki CNC, ale jak czytać te parametry?
Spis treści
Polskie normy ISO
Gdy nie jesteśmy pewni do czego się odnieść w kwestii dokładności czy powtarzalności pozycjonowania – warto zajrzeć do Polskiej Normy ISO 10791-4:2001. To polska wersja międzynarodowej normy, która zawiera wszystkie najważniejsze informacje na temat m.in. warunków badania centrów obróbkowych. W tym wypadku interesuje nas część 4 tego dokumentu, która jest poświęcona dokładności i powtarzalności pozycjonowania w osiach liniowych i obrotowych.
Oczywiście trzeba dodać, że PN-ISO 10791-4:2001 nie jest obligatoryjna, czyli producenci wcale nie muszą jej przestrzegać (choć jest to spore ułatwienie). Zawsze warto się zorientować, czy maszyna, którą zamierzamy kupić spełnia te normy – szczególnie, gdy zajmujemy się dokładną obróbką.
Po co nam tolerancje pozycjonowania maszyny?
Tolerancje to dopuszczalne zakresy wartości liczbowych. W przypadku pozycjonowania maszyny – powinny się one mieścić w zakresach ustalonych poniższą normą.
Tolerancje (mm) | Trasa pomiarowa osi (mm) | |||
≤500 | >500 ≤800 | >800 ≤1 250 | >1 250 ≤2 000 | |
Dwukierunkowa dokładność pozycjonowania | 0,022 | 0,025 | 0,032 | 0,042 |
Jednokierunkowa dokładność pozycjonowania | 0,016 | 0,020 | 0,025 | 0,030 |
Dwukierunkowa powtarzalność pozycjonowania | 0,012 | 0,015 | 0,018 | 0,020 |
Jednokierunkowa powtarzalność pozycjonowania | 0,006 | 0,008 | 0,010 | 0,013 |
Więc jeśli producent zapewnia, że dokładność maszyny mieści się w tolerancjach Polskiej Normy – warto ustalić w jaki sposób realizowany jest pomiar. Dokładności i powtarzalność będą miały rożne wartości w zależności od długości badanego odcinka (od 500mm do 2000mm), ale również od sposobu pomiaru: dwukierunkowo czy jednokierunkowo.
Dla zobrazowania:
Producent X | Producent Y |
Dokładność pozycjonowania: 0,003 | Dokładność pozycjonowania: 0,003 |
Sposób pomiaru: jednokierunkowa dokładność/ pomiar na odcinku 1200 | Sposób pomiaru: dwukierunkowa dokładność/ pomiar na odcinku 1200 |
Mniejsza dokładność pozycjonowania | Większa dokładność pozycjonowania |
Dokładność pozycjonowania maszyny
Na etapie szukania obrabiarki CNC, która ma zasilić nasz park maszynowy, często zadajemy pytanie: A jaką ta maszyna ma dokładność? Dokładność jest ważna, gdy obrabiamy skomplikowane detale albo takie, które muszą być wykonane w konkretnej tolerancji oraz we wszystkich przypadkach, gdy dokładność ma bezpośredni wpływ na otrzymany efekt końcowy: np. dwa otwory wykonane względem siebie, wysokość detalu, szerokość rowka. Jeśli produkujemy elementy, w których precyzja wykonania, co do mikrona nie jest na pierwszym miejscu – dokładność pozycjonowania nie będzie aż tak ważna. Wtedy możemy zostać przy standardowych rozwiązaniach, bez konieczności używania obrabiarki wysokoprecyzyjnej lub doposażonej w liniały.Na dokładność pozycji w obrabiarce, mają wpływ dwa najważniejsze czynniki:
- rozdzielczość systemu pomiarowego (enkodery i liniały),
- jakość łożysk i śrub kulowo-tocznych.
Powtarzalność pozycjonowania
Wartość powtarzalności pozycjonowania informuje o tym, jaka jest zdolność powtarzalności wymiarów przez maszynę – są mniejsze niż wartości dokładności. Dzieje się tak dlatego, że wartość powtarzalności powinna być mniejsza, aby jednocześnie zachować odpowiednią dokładność przy kolejnych przejazdach osi. Jest to niezwykle ważne w procesie obróbki seryjnej – im mniejszy błąd powtarzalności, tym łatwiej uzyskać precyzyjnie wykonany detal.
W ramach powtarzalności pozycjonowania maszyny wyróżniamy:
- jednokierunkową powtarzalność pozycjonowania (najazd następuje tylko z jednego kierunku),
- dwukierunkowa powtarzalność pozycjonowania (uwzględniany jest tzw. luz zwrotny, tolerancje są większe niż w przypadku powtarzalności jednokierunkowej).
Mając na uwadze, że każda śruba obarczona jest błędem i ma różne klasy wykonania, w miarę eksploatacji maszyny, błąd ten się powiększy, a maszyna nie będzie trzymać już tak dokładnych wymiarów. Błędy te niweluje wymiana łożysk czy też liniały.
Jaka jest dokładność i powtarzalność pozycjonowania obrabiarek TBI
Linia Pionowych Centrów Obróbczych TBI VC jest najdłużej oferowana przez firmę TBI Technology, a ilość tych urządzeń dostarczonych na rynek Polski wyniosła ponad 250 sztuk. Na ich przykładzie obrazujemy, jak dużą precyzję wykonania mają obrabiarki TBI, dzięki zastosowaniu mechanizmu śrubowo-tocznego (śruba kulowo-toczna) o wysokiej klasie wykonania, precyzji szlifowania i ułożyskowania.
Dla nowej maszyny TBI VC 1270 gwarantowana przez nas dokładność pozycjonowania wynosi ±0,003, a powtarzalność pozycjonowania ± 0,002. Parametr ten jest mierzony przy dwukierunkowym przejeździe na całej długości przejazdu osi czyli 1200 mm.
| Rodzaj | Dopuszczalna norma | Wartość pomiaru (mm) |
| Dokładność pozycjonowania | 0,032 | ± 0,003 (nowa maszyna) |
| Powtarzalność pozycjonowania | 0,018 | ± 0,002 (nowa maszyna)
+/- 0,006 (3 lata eksploatacji) +/- 0,004 (3 lata eksploatacji i wymiana łożysk śruby) +/- 0,008 (10 lat eksploatacji i dwukrotna wymiana łożysk śruby) |
Po 3 latach eksploatacji średni pomiar błędu powtarzalności pozycjonowania wynosi +/- 0,006. Po przeprowadzonej wymianie łożysk powtarzalność poprawiła się do wartości +/- 0,004. Natomiast po 10 latach eksploatacji i dwukrotnej wymianie łożysk śruby, powtarzalność obrabiarki TBI VC osiąga wartość +/- 0,008 czyli nadal powtarzalność jest dużo większa niż dopuszczalna norma dla nowych maszyn. Jest to jeden z elementów powodujących, że używane obrabiarki TBI utrzymują wysoką wycenę rynkową w stosunku do ceny zakupu.
