Memahami Akurasi dan Keterulangan Mesin CNC

Saya mendefinisikan akurasi alat mesin CNC sebagai seberapa tepat sumbunya dapat mengikuti jalur yang diinginkan ke titik akhir yang diperintahkan saat sedang dimuat. Saya mendefinisikan pengulangannya sebagai seberapa tepatnya ia dapat menduplikasi gerakan yang diperintahkan (sekali lagi, di bawah beban) selama beberapa siklus sepanjang hari.

Ini adalah definisi untuk akurasi dinamis dan pengulangan. Mereka mungkin berbeda dari spesifikasi pembuat mesin Anda. Spesifikasi pembuat biasanya menunjukkan akurasi statis dan pengulangan; yaitu, mesin tidak dalam siklus melakukan operasi pemesinan saat pengukuran terkait dilakukan.

Dalam keadilan untuk pembuat mesin, akurasi dinamis dan pengulangan bervariasi dengan jumlah tekanan yang diberikan pada komponen mesin. Semakin besar stres, semakin sulit untuk mempertahankan akurasi dan pengulangan. Hal ini membuat pembuat mesin tidak mungkin memberikan, apalagi jaminan, akurasi dinamis, dan spesifikasi pengulangan. Ada terlalu banyak variabel.

Oleh karena itu, pembuat mesin harus dapat menentukan apakah mesin mereka dapat mencapai persyaratan akurasi/pengulangan untuk aplikasi khusus Anda. Mereka harus bersedia untuk menjamin sebanyak mungkin jika Anda meminta mereka untuk melakukannya sebelum membeli peralatan mesin baru.

Faktor terkait akurasi tertentu berada di luar kendali pengguna CNC setelah mesin dipasang. Ini termasuk:

Konstruksi mesin

• Itu harus dapat melakukan operasi pemesinan paling kuat di aplikasi Anda tanpa defleksi berlebihan pada komponen pendukungnya.

Sistem umpan balik

• Timbangan linier secara langsung memantau posisi komponen yang bergerak untuk suatu sumbu. Tidak seperti enkoder putar, enkoder ini tidak terlalu bergantung pada integritas komponen sistem sumbu (sistem jalan, sekrup bola, dan skrup).

Faktor terkait akurasi lainnya adalah tanggung jawab pengguna mesin. Ini termasuk:

Kalibrasi alat mesin

• Pembuat mesin pada awalnya mengkalibrasi kesalahan pitch dan kompensasi serangan balik, tetapi jika akurasi ingin dipertahankan, pengguna akhir harus mengulangi kalibrasi ini secara berkala selama masa pakai mesin.

Lingkungan

• Peralatan mesin harus ditempatkan di lingkungan kerja yang stabil yang meminimalkan variasi suhu dan kelembaban sekitar.

Memastikan bahwa instalasi mesin dapat memberikan akurasi dinamis yang memadai untuk aplikasi Anda—dan menjaganya agar tetap terpelihara dengan baik—adalah setengah dari masalah dalam memproduksi komponen yang konsisten dan dapat diterima. Anda juga harus memastikan bahwa mesin dapat secara akurat mengulangi dari benda kerja pertama hingga terakhir—jam demi jam, hari demi hari—bahkan saat komponen mesin memanas setelah periode idle.

Masalah penting terkait pengulangan yang terkait dengan desain mesin adalah variasi termal dari komponen yang bergerak. Kekhawatiran utama adalah sistem poros dan jalan alat berat karena memiliki dampak terbesar pada permukaan mesin. Saat komponen ini hangat, mereka tumbuh. Saat mereka dingin, mereka menyusut. Hal ini mempersulit—mungkin mustahil—untuk menahan ukuran pada permukaan kritis yang memiliki toleransi ketat selama periode pemanasan alat berat.

Pembuat mesin berusaha keras untuk meminimalkan perubahan termal pada komponen mesin (misalnya, mendinginkan spindel dan/atau sistem jalan). Selain itu, mereka menggabungkan metode desain yang meminimalkan dampak pengulangan variasi termal. Dengan pusat putaran CNC, misalnya, headstock mungkin tegak lurus dengan tempat tidur. Saat memanas, hanya ketinggian tepi alat pemotong yang berubah. Ini meminimalkan jumlah variasi diameter mesin dari bagian ke bagian saat mesin memanas.

Saat membeli mesin CNC baru, Anda harus memahami bagaimana pembuat menangani variasi termal. Lebih penting lagi, Anda harus memastikan bahwa variasi permukaan mesin yang disebabkan oleh pertumbuhan termal selama pemanasan tidak akan melebihi toleransi. Jika tidak, Anda bisa mendapatkan kejutan pemborosan produktivitas saat mengetahui bahwa mesin baru Anda harus berjalan selama periode pemanasan sebelum dapat digunakan dalam produksi.

Beberapa masalah pengulangan yang paling parah tidak ada hubungannya dengan desain mesin. Sebaliknya, mereka dipengaruhi oleh aplikasi mesin. Variasi apa pun—selama proses produksi atau dari satu waktu pekerjaan dijalankan ke pekerjaan berikutnya—dapat memengaruhi pengulangan. Hal-hal yang berubah dari siklus ke siklus akan menyebabkan perlunya penyesuaian yang memakan waktu. Jika variasinya cukup besar, dapat mengakibatkan memo.

Apa saja contoh variasinya?

Contoh variasi selama proses produksi meliputi:

• Keausan alat. Saat ujung tombak aus, permukaan mesin akan bervariasi. Permukaan luar tumbuh sementara permukaan dalam menyusut.

• Penggantian alat yang tumpul. Saat alat pemotong tumpul diganti, diperlukan kehati-hatian yang ekstrim untuk memastikan bahwa mata potong tidak berubah dari posisi yang telah ditentukan sebelumnya.

Dari satu waktu pekerjaan dijalankan ke yang berikutnya meliputi:

• Penyiapan workholding. Banyak faktor yang memengaruhi stabilitas benda kerja (misalnya, penempatan/penyelarasan perangkat penahan kerja, lokasi penjepit dan gaya yang diterapkan, dan penetapan nol program).

• Perakitan alat pemotong, pengukuran, dan entri offset. Variasi komponen dan perakitan menghasilkan variasi kekakuan yang dapat menyebabkan masalah pemesinan.

• Kondisi mesin. Variasi yang disebabkan oleh kecelakaan dan pengabaian pemeliharaan preventif dapat mengakibatkan masalah ukuran dengan pekerjaan yang telah berjalan dengan sukses di masa lalu.