cnc
CNCروش هاي رايج براي ساختن يک قطعه جديد بانوشتن برنامه ان است.براي يک قطعه ازمايشي و سنجيدن قطعه مورد نظر براي ابعاد وتلورانس هاي مورد نيازکه اگر ابعاد قطر صحيح نباشد برنامه تغيير داده مي شود. فرايند انقدر تکرار مي شود تا قطعه ماشين کاري شود .در خيلي از کاربرد ها مثلا در صنعت هوايي و جايي که مواد گران تر است و زمان ماشين کاري بالا است اين فرايند تکراري از لحاظ اقتصادي غير قابل قبول است. تحقيقات نشان دهنده بودن استفاده از تست LBBاست يک وسيله اندازه گيري فاصله براي اندازه گيري دقت (در حد ميکرو سوييچ ) ديناميکي مسير پيوسته در برنامه CNCقبل از ماشين کاري است. در اين روش قطعه مورد تست به طور عمودي اندازه گيري و مقايسه مي شود. براي طراحي استاندارد با برنامه ريزي در ماشين CNCاين کاهش قيمت و کاهش در اتلاف با ماشين کاري در ارتباط است.اين مقاله خلاصه قسمت هاي حاصله از بکارگيري LBBبراي سنجيدن حرکت ديناميکي که بطور مشابه از ان استفاده مي گردد
يکي از کاربرد هاي CNCبرش قطعات به صورت مسير هاي پيوسته اي است.در مسير هاي پيوسته کنترل عددي تماس بين ابزار برشي و قطعه کار در سراسر مسير قطعه وجود دارد تا زماني که 5 محدوده در حرکت باشد. بنابرين ابعاد قطعه کار مستقيم دررابطه با موقعيتش بين ابزار و قطعه کار دارد . توانايي براي نشان دادن اين رابطه و پيشگويي ابعاد نهايي قطعه کار براي مهندسين صنعت مهم است.براي يک قطعه جديد يا يک خط توليد به وسيله به کار بردن ماشين هاي ابزار CNC.که ساخته شده است روش رايج براي نوشتن برنامه قطعه کار درCNC به کار بردن اجراي طرح است اجراي برنامه قطعه کار براي ماشين کاري يک قطعه و يک نمونه اوليه و سپس بازرسي قطعه مورد تست به طور عادي با کمک يک ماشين اندازه گيري مختصاتCMM است.براي چک کردن با تلورانس هاي طراحي فيدبک ا زاندازه واقعي (با يک زاويه کافي و دقيق )به طور رايج تنها راه براي صنعت اجراي برنامه CNCاست.اگر قطعه مطابقت با تلورانس هاي تعيين شده را نداشته باشد مانند اينکه اغلب موارد براي اولين ازمايش برنامه تغيير ميکند يک نوع ديگر تست قطعه ماشين کاري است .وپروسه اي که تکرار مي گردد .اين فرايند تکراري ممکن است قابل پذيرش باشد هر چند کافي نباشد در جاهايي که مواد کافي نباشد و در جايي که مواد گران باشد.و ماشين کاري زمان کمي ميخواهد .هرچند در خيلي موارد از قبيل صنعت هوانوردي مواد گران است و زمان ماشين کاري زياد است . در چنين مواردي تکراري اين فرايند تکراري از لحاظ اقتصادي قابل به صرف نمي باشد.
پول وزمان ميتواند صرفه جويي گردد اگر در يک دستورالعمل براي اندازه گيري ديناميکي دقيق ماشين ابزار در حد دلخواه سه بعدي بدون نياز به ماشين کاري و قطعه مورد تست گران قيمت درهمين موقع بازده پروسه ماشين کاري شده ميتواند افزايش يابد استفاده از ليزرballbar يک وسيله اندازه گيري مختصات فضايي براي اندازه گيري ديناميکي يک قطعه کار ميتواند جايگزين يا کاهش يابد که نياز به بازرسي و تست قطعه را دارد .در نتيجه مختصات فضايي ابزار اندازه گيري ديناميکي مسير مقايسه شده به وسيله lbbکه ميتواند کار بکندد.
در اين موقع روشهاي معمولي براي اندازه گيري حرکت خطاي ابزار شامل هندسه دما و شايد خطاي فرايند باشد اين خطاها ممکن است به کار رود براي جبران ماشين کاي دوباره کنترلر ماشين ابزار در يک تلاش براي دستيابي به يک تئوري حرکت کامل دقت ماشين و سپس ابعاد قطعه کار به طور وسيع بر پايه موفقيت اين پروسه است هر چند اين تحقيقات جايگزين بدنه اين کار نميگردد چون مانند ان نيست هدف از انجام اين کار پيشگويي ابعاد نهايي قطعه براي انجام برنامه ماشين CNC روي ابزار ماشين کاري داده شده قبلي براي تشخيص سايز قطعه مورد ازمايش در طول فرايندهاي برشکاري ميباشد.
يکي از طبقه بندي هاي اصلي در ارزيابي اصلي در ارزيابي مدرن ماشين هاي CNC تشخيص ظرفيت ماشين ابزار است ارزيابي اين حد از دقت مي تواند ناشي از دو اصل
INPROCESS -POSTPROCESS
تست POST PROCESS شامل ان دسته از تست هاي که بعد از ان که ماشين کاري تمام شده است انجام گيرد .بيشترين تست P.Pابزار بازرسي CMMروشهاي P.Pديگر به کار رفته ميگردد براي ارزيابي دقت ماشين ابزار يک مثال از اين تکنيک استفاده از مسير قطعات استاندارد مانند برنامهNAS979 براي ماشين کاري يک قطعه اصلي اين قطعه مي تواند اندازه گيري شود براي ارزيابي ضخامت هم سطح بودن ان يک روش مشابه اما قدري متفاوت (MASTER PART TRACING)اين روش شبيه سازي ماشين کاري با جايگذاري ابزار با يک اندازه قطعه کار با قطعه اصلي از دقت مشخص ماشين کاري برنامه ريزي شده براي پيگيري يک مسير ايده ال داده شده به وسيله اصلي قطعه اصلي انحراف از مسير ايده ال نشان داده شده توسط ابزار نمايش اندازه نوع اصلي ديگر اندازه گيري است تست اين دسته ميتواند تقسيم بندي گردد به دو دسته IN PROCESSواين سيکل IN PROCESSاشاره دارد به انجام تست در طي فرايند ماشين کاري گردد قبل از انکه از انکه از ماشين برداشته گردد IN PROCESSبه طور کلي انجام مي شود توسط مبدل هاي ANABGبراي ماشين ابزارهايي براي تعيين هدايت اندازه قطعات در مدت عمليات برشکاري يک مثال از اندازه گيري قطعه اشاره شده براي کنترل دقت پيشنهاد شده توسط UDAETALکه ان شامل سنسورهاي نوري حساس و يک سروMICROTOOL براي تنظيم در تغييرات بين دو ابزار نگه دارد و قطعه کار هر چند صحت پيشرفت نشان داده شده در به کار بردن اين سيستم فيزيک ان هنوز محدود به هندسه ساده مانند عمليات پيچش استوانه اي شکل و نياز به ابزارهاي پيچيده.IN CYCLE و نصب مي تواند کامل گردد با جايگزيني يک يا چند ابزار درCNC اين تحقيق مي تواند راهنمايي براي موقعيت ابزار براي جستجوي کليد نمايش گر قطعه مورد تست تا زماني که ان در ماشين باقي است ومتاسفانه هنوز از لحاظ حرارتي ناپايدار است يک روش تصيح خطا پيشنهاد داده شده توسط MOAETکه سر هم شده تست IN CYCLE-POST PROCESSبا يک مدل هندسي اين روش پيشنهادي استفاده مي گردد در دو سيکل براي تعيين فعاليت دگرگوني در هندسه گرمايي مدل زمان زياد هر چند اين فرايندها فراهم مي کند وسايل ارزنده را براي سنجش ابزارهاي ماشين CNCو بازرسي مي گردد يک قطعه مورد تست براي هماهنگي با تلورانس مورد نياز هدف از اين تحقيقات رسيدگي به احتمال به کار بردن LBBبه عنوان ابزار اندازه گيري براي اين دقت مسير CNCبدون احتياج به فراهم اوردن يک قطعه مورد اغلب توليدات تجاري به سوي يک هدف مشخص که يک شبکه دو بعدي است (RENSHAO BALL BAR)اين ابزار هر چند در يک مسير محدود هستند بال بار فقط به مسيرهاي دايروي وفقط به انحرافات شعاعي را ضبط مي کند صفحه شبکه مي تواند اندازه بگيرد فقط مسيرهاي قطعات دو وجهي را براي 3تا5 محور سيستم LBBنياز به مقايسه اين محيط دنيا کلي دارد.
ليزر بال بار :LBBهست يک وسيله اندازه گيري تغيير مکان خطي دقيق توسط زيگدت و مايت در دانشگاه فلوريدا که تشکيل شده 1و2 تيوپ تلسکوپي به همراه دو گوي که در انتحاي هر يک نصب شده و يک سو به غير از ابزار هاي اندازه گيري که هستند هم رديف و پشت سر هم داخل تيوپ تلسکوپ و اين اندازه رابطه بين تغيير مکان دو کره است مانند شکل 1 .LBBنشان مي دهد دقت را حد يک ميکرو متر را در طي اندازه گيري ايستايي فواصل اولين بار به کار گرفته شد براي اندازه گيري فاصله نقاط در يک 3ضلعي درCNC يک شش سطح يک چهار ضلعي که تشکيل شده از 3 سوکت اصلي بر امدگي اسپيندل مقايسه شده و مربوط به موقعيت ابزار مي تواند محاسبه گردد از لحاظ ابعاد در3 وجهي هاي پيوسته همان مسير قطعه که 3 دفعه طي شده واندازهگيري طول يکي از پايه هاي سوکت در يک تعداد محدودي از نقاط مشخص مي گردد توجه کنيد که سوکت ابزار بايد به طور دقيق در همان موقعيت براي يک نقطه داده شده براي هر يک از 3 بخش اندازه گيري شده :اگر سوکت ابزار در موقعيتهاي مختلف اندکي باشد در نقطه 5 براي پايه 3 اندازه گيري مي گردد تا براي پايه 1و2 براي مثال فاصله فضاي محاسبه شده براي اين 3ضلعي غيردقيق خواهد بود براي رسيدن به اندازه گيري انجام مي شود گفته مي شود که ابزار تکه دارنده در هر موقعيت اندازه گيري است.
زماني که اندازه گيري انجام شده در هر موقعيت اندازه گيري مي ايستدو ماشين به طور تکراري کنترل ميکند دقت اندازه گيري براي بيشتر ماشين ابزار .مدت کوتاه تکرار پذيري بهتر است .هر چند براي اندازه گيري مسير هاي ديناميکي LBBبايد راه بياندازد نقاط مخصوص جلوي مسير را براي جمع اوري مسير هادر 3 وجهي در شکل 3 تا LBBسوار شده است روي يک کره واحد در نقاطي از ابزار براي تعيين کامل در چهار وجهي با يک عملي از برنامه CNC براي اين روش چون هر 3 پايه بلند با هم قفل مي شوند فاصله فضايي نمونه راه اندازي شده بلند تر نيست..
سوکت ابزار نشان دهنده 3 LBB منفرد است به عنوان يک تماس 3 نقطه اي مغناطيسي سوکت به يک گوي منفرد متصل ميگردد براي کم کردن تداخل 3 سوکت انها روي کره ها حرکت ميکنند و براي قطعي ساختن يک رنج کامل از حرکت . قطر سوکت بايد نسبا بايد کوچک باشد اين نياز به کمينه سازي در وزن LBBاست خطاي موقعيت نقاط ابزار جمع مي گردد که به وسيبله LBBمنجر به پيوستگي با يک مدل حرکتي متناسب براي ارزيابي همه پارامترهاي دقتي ماشين ابزار اين خطاي اندازه گيري خارج از خط ميتواند کاليبراسون خطي را زماني که ذخيره مي گردد در قسمت کنترلر ماشين ابزار که به کار ميرود .براي تصيح دستورات موقعيت براي موقعيت خودش و براي حجم کار .نقشه خطاي پارامتري براي يک ماشين فرز 3 محوره ايجاد شده توسط که بکار ميرود . هر دو روش LBBو روش استاندارد در همان B5-B4و استاندارد B5.54 روش اجراي سنجش CNCمرکزي و توافق بين اين دو نتيجه منجر به روشLBB شده است .در مطالعه دوم توسط SRINISHAکه اندازه گيري خطاي موقعيت را در دو محور در چرخش دو محور در سراسر يک سيکل گرمايي را مرتب ميکند.اين خطاها را با شيب دما در ماشين ابزار که به کار برده ميگردد در يک شبکه وابسته يک يک سيستم جبران خطاهاي اساسي زماني استفاده شده براي جبران خطاي پيش بيني شده براي شبکه هاي جانبي می باشد.
روش بالا يک راه دادن بازده سريع براي اندازه گيري استاتيکي ماشين ابزار بدين صورت ارزيابي موقعيت استاتيکي است هر چند اين روشها مشخص نميکنند .دقت حرکتي ماشين ابزارها اندازه گيري مسير ديناميکي هدف اين تحقيقات براي ارزيابي اجراي اندازه گيري ديناميک LBBبراي ارزيابي پتانسيل است براي به کار بردن اندازه مسيبر ديناميکي بوده است.به خاطر فقط يک موجود است در هنگام تحقيقات تصميم گرفته شده است براي تست امکان پذير براي به کار بردن دائم يک 3 وجهي براي اجراي اين اندازه گيري به عبارت ديگر اين خواسته بود براي اندازه گيري فضا هاي متناسب از نقاط ابزار در فواصل از پيش تعيين شده در اول حد فاصل اجراي برنامهCNC مادامي که ماشين در حرکت به کار ميبرد يک LBBاين اندازه گيري مسير ديناميکي به کار ميرود براي يک LBBکه 3 طول پايه از حرکت اصلي براي سوکت هاي ماشين ابزار حاصل شده مانند عبور ابزار از همان نقاط در امتداد مسير روي 3 راه متوالي اين استلزام يک روش ايجاد فاصله تکرار پذير است براي وارد کردن داده ها دو روش جداگانه انجام شده است وبراي اندازه گيري هاي تکرار پذيرتست شد.
به عبارت ديگر ان ميخواهد براي اندازه گيري مختصات فضايي نقاط ابزار در فواصل موادي با طول از پيش تعيين شده در طول برنامه اجزائ را انجام ميدهد تا زماني که دستگاه حرکت مي کند از يک مذذاستفاده مي گردد.اين اندازه گيري ديناميکي به کار ميرود يک LBBتنهارا که نياز به ان است که طول 3 پايه سوکت پايه براي سوکت ابزار به دست امده است مانند عبور ابزار از ميان همان نقاط در امتداد مسيرش روي 3 مسير متوالي .اين روش مستلزم يک روش فضايي تکرار پذير است براي وارد کردن داده ها 2روش جداگانه اجرائ و تست مي گردد براي ايجاد اندازه گيري هاي متوالي اولين روش به کار بردن يک برنامه زمان بندي شده است در اين روش يک نمونه به نقطه شروع حرکت برده مي شود و سپس به بطور متوالي نمونه هاي بعدي در فاصله هاي تعريف شده برده ميگردد (فاصله هاي تقريبا 5 ميلي ثانيه )در سراسر اين قطعه اين روش نشان داده شده غير قابل قبول است چون شتاب حرکت پروفايل يا منحني ناچيز تر از حرکت دو محوري روي هم است و چرخش مراکز ان است.اين کار سبب ميشود که ابزار در موقعيتهاي مختلف اندک شود (حدود 15 ميلي متر در 1000 )در امتداد مسير هر پايه اندازه گيري مي شود
روش دوم:وارد کردن استفاده از سيگنال فيدبک اينکودر هاي محور ماشين است. در اين روش اينکودر محور به طور پيوسته دنمونه برداري مي شود و طول LBBدر مسافت هاي جداگانه ضبط مي گردد در طول مسير قطعه اين روش هاي نمونه برداري انتخاب شده امند به خاطر اينکه موقعيت تکرار پذيري منبع کوچکتر از خطا در حد نمايش يک ماشين ابزار دارد.نتايج اوليه اندازه گيري ديناميکي مسير را به کار مي برد محورهاي X,Zاينکودر الگوريتم نمونه برداري که انجام ميدهد براي هر زاويه قائم و محيط هاي نيم دايره است .يک جدول براي مراجعه از موقعيت هاي اينکودر براي هر مسير اجرا ميگردد.
در طول اين اندازه گيري موقعيت هاي اينکودر به طور مداوم نمونه برداري ميشود و نقاط داده شده اندازه گيري مي گردد (با تاخير تکرار پذير در حدود 200 ميلي ثانيه) وقتي موقعيت اينکودر با جدول داده هاي ان تطبيق داده شود نتايج ازمايشگاهي نشان مي دهد کنترل مسير در جهت سرعت هاي بالا تر است.اين کنترل مسير خصوصا براي زواياي قائمه مشهود تر است .شکل 4 و5 نتايج اندازه گيري را براي سرعت مسير از 250 و 1000 ميلي بر دقيقه به طور نسبي سرعت 1 متر بر دقيقه و بالاتر نشان ميدهد..
(اين نقاط خطا در داده ها که به دست امده خطا در جدول هاي اينکودر است) کنج به طور افزايش گرد ميگردد به خاطر حالت دائمي موقعيت خطا يا تاخير در سرعت به عنوان سرو است..
تاخيير در سرعت متناسب با نرخ پيش روي است. به سبب دادن فرمان حرکت اجرا شده به وسيله تاخيير هاي ناچيز مي شود.
براي قطعه مسير کانتورذ زاويه قائمه تغيير ميکند مانند نرخ پيشروي که افزايش مي يابد .تشخيص بين خطاي مسير که مسبب ان کنترلر است و هر خطاي اندازه گيري ديگر که بوسيلهLBB نشان داده مي گردد نيز ممکن است .بنابرين براي تهيه يک کانتور که بايد مستقل از سرعت باشد .مختصات فضايي کانتور دايروي به وسيله حرکت اسپيندل ايجاد مي شود با يک سوکت که خارج از مرکز نصب شده است.مسير دايروي 20.8 قطر دارد اثر سوکت مانند چرخيدن اسپيندل به 256 قطعه تعميم مي گردد . سرعت قطعه مختلف است براي تست هاي متوالي براي رسيدن به اجرائ اندازه گيري ديناميکي از خطاي شعاعي از اسپيندل با سرعت 10و60 دور در دقيقه است که در شکل 6و7 نشان داده شده است.
از اين نتايج مي توان ديد که خطاي شعاعي متناسب تقريبا در حدود 61 باند در مقداري نويز است.شکل صاف ظاهري موج در سرعت هاي اهسته اسپيند ل د رنرخ نمونه برداري کند است (توجه شود که نرخ نمونه برداري متناسب با سرعت اسپيندل است علت تکرار پذيري ظاهري غير هم زمان شکل موج يا برخي نويز فرکانس بالا اضافه کرد که تقربا اشکار نيست. منابع ممکن مانند خطا در حرکت اسپندل و نويز ماشين و دقت در کره میباشد.
براي تاييد نتايج LBBخطاي حرکت اسپيندل اندازه گيري مي شود.و در همان سرعت پيش روي(اما در نمونه فرکانس هاي بالا )بکار ميرود 2 ظرفيت عمودي ومتقابل و مقايسه خطاي شعاعي حرکت بدست امده بوسيله ازمايشLBB .خطاي شعاعي حرکتي از يک تست 60 دور در دقيقه اين روش در شکل 8 امده است. يک مقايسه از اين نتايج با داده هاي له دست امده از استفاده از LBBبراي همان سرعت داده شده که خطاي حرکتي تقريبا در حدود 16 است و نمايش ظاهري غير همزمان حرکت اگر چه اين سخت است که براي تعيين پريود شکل موج با فقط يک گردش حرکت داده ها
اگرچه اين خطاها در محدوده دقتLBB است.شکل موج هم سان است و بنا برين هيچ خطايي اضافي بوسيله وسيله ديناميکي مناسب اندازه گيري است.(LBBنشان داده نميشود.(
اين نتايج اظهار ميکند که LBB .کشف نتايج ممکن از نويز با فرکانس هاي بالا (120 هرتز) در هر دو تست يدا مي گردد اندازه هاي برداشت شده به اتاق تست برده مي شود به عنوان نمونه گوي محرک به وسيله ماشين روشن اما اسپيندل حرکتي ندارد .دادها با سرعت 20 جمع اوري مي شود براي يک پريود دو ثانيه اي نتايج اين اندازه گيري نشان ميدهد که ميزان بار ادندم از 60.5 در همان فرکانس 120 هرتز ديده مي شود در LBBبايد ذکر گرددد که مقدار نويز فرکانس هاي بالا به سادگي در کابين ازمايش مشهود مي گردد چون فرکانس نمونه گيري بالا است نتايج اين ازمايش در شکل 9 ذنشان داده شده است..
نتايج:
نتايج ازمايشگاهي نشان مي دهد که LBBيک وسيله مناسب براي اندازه گيري مسير ديناميکي است چون بزرگي و شکل موج خطاي شعاعي و حرکتي اندازه گيري شده با معادل است با ان چيز هاي که در کابيين ازمايش ثبت شده است براي مسير هاي اجزائ 2 بعدي دايروي .هر چند اهمييت خطاي حرکت در محدود کردن دقت LBBاست.واقعيت اين است که هيچ خطاي اضافي نشان داده نمي شود و مسير به طور مشابه در اندازه گيري پيشنهاد مي گيرد که LBBمناسب است براي اندازه گيري ديناميکي
اندازه گيري ديناميکي مسيرهاي ابزارCNCيا تست عمودي قطعات مي توانند کامل بشوند و براي همراهي به برنامه اجزائ براي تشخيص نياز مهندسي
هدف نهايي از اين تحقيقات پيش بيني مهندسي ماشين ابزار يا خطاهاي سرو نبوده ولي بيشتر براي پيش بيني اندازه نهايي يک جزئ از برنامه مخصوص روي ماشينCNC داده مي شود اين بحث نشان داده مي شود که LBB به عنوان يک ابزار پتانسيل يا ذخيره براي انجام اين اندازه گيري است .
بيشتر سختي مواجه با اين کار نمونه برداري طول LBBدقيقا همان نقطه از فضا است
با وجود اين همه مشکل نتيج تجربي بيان ميکند که LBB به عنوان يک وسيله براي اندازه گيري ديناميکي مسير اختياري ابزار 3 بعدي است کار بعدي شامل اصلاح در طراحي LBBبراي به کار بردن همزمان 3 تا LBBاست .اين اجازه را مي دهد که گرفتن همزمان 3 در شمار نا محدودي از نقاط در طي اجراي واحد برنامه قطعه برنامه که مي خواهد نمونه برداري و زمان براورد کردن را از بين ببرد و بر طرف کند
به اين ترتيب يک طرح زمان بندي شده مي تواند منهاسب باشد چون تمام طول 3 پايه هم زمان ثبت شده و کوچکترين تغييرات درز نکمودار شتاب کنترلر از يک جا به جاي ديگر طولي نميکشد.
علاوه به ان يک نيروي برشي ميتواند اضافه شود به الگوريتم اندازه گيري شده براي تصيح پيش گويي ديمانسيون قطعه به عنوان يک تابع از مسير اندازه گيري مي گردد
نيروي برشي نمونه مي تواند به عنوان يک فيلتر عمل کند براي داده هاي اندازه گيري شده و پيش گويي کند اندازه گيري نهايي قطعه را
اندازه واقعي قطعه مورد تست مي تواند تاييد شود توسط قطعات ماشين کاري حقيقي است.
يک بار انجام هم زمان 3 ضلع به طور کامل با 3 به کار ميرود.مرحله بعدي مقايسه هماهنگي در مسير اندازه گيري است که ابزار هاي ماشين مي تواند همامنگ شود در يک کوشش براي اصلاح هر خطايي در برنامه کنترل عددي ان مي باشد.