برای افزایش دقت عملکرد دستگاه های CNC مختلف، لازم است با فرایندها و سیستم های کالیبره خاص، برای کالیبره کردن آن اقدام کرد. این فرایند صرفا نیازمند آشنایی با ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC و مراحل و چگونگی انجام کالیبره می باشد. سری تراشی کریمان در این مقاله، درباره چگونگی انجام این کار و ابزارهای دقیق و ضروری برای کالیبراسیون دستگاه های CNC اطلاعات جامعی را ارائه می دهد.
ابزارهای مورد استفاده برای کالیبره کردن دستگاه CNC کدام اند؟
کالیبراسیون فرآیند افزایش دقت عملکردی انواع دستگاه های CNC می باشد که جزو مراحل نگهداری از این محصول نیز به شمار می رود. سیستم های کالیبره برای این دستگاه، با بهره گیری از ابزارهای خاص فعالیت می کند که این ابزارها باید به طور کامل از نظر کارایی و میزان نتیجه بخش بودن در فرآیند کالیبراسیون مورد بررسی قرار بگیرند. از انواع ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساعت اندازه گیری
- سیستم توپ و ریل
- لیزر اینترفرومتر
- سیستم های پروپ
- سنسورهای دیجیتال و نرم افزارهای کالیبراسیون
ابزار ساعت اندازه گیری
یکی از مهمترین ابزارهایی که کالیبراسیون دستگاه CNC، ساعت اندازه گیری می باشد. این ابزار به علت تنظیم کردن انحراف و لنگی محورها و همچنین میز ماشین کاری، با این عنوان نامگذاری شده است. البته بیشترین استفاده از این محصول برای تنظیم کردن محور Z دستگاه استفاده می شود.
آشنایی با سیستم Ballbar برای کالیبراسیون دقیق CNC
یکی از کاربردی ترین ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC، سیستم Ballbar می باشد که می تواند خطاهای هندسی و مکانیکی محور دستگاه CNC را با اندازه گیری دایره های اعمال شده توسط این محصول در طول فرآیند اجرایی، شناسایی کند.
کاربرد لیزر اینترفرومتر (Laser Interferometer) در کالیبراسیون دستگاه CNC
در این ابزار، با استفاده کردن از امواج نوری، تشخیص تغییر موقعیت زاویه های محور و همچنین فاصله و سرعت آن ها به صورت نانومتری امکان پذیر می شود. این ابزار دقت بسیار بالای نانومتری دارد و می تواند موقعیت تغییراتی را تشخیص داده و با بررسی میزان خطا، فایل جبران خطا را ارائه دهد تا به صورت خودکار، خطای موردنظر برطرف گردد.
نقش پروب لمسی (Touch Probe) در فرآیند کالیبراسیون دستگاه های CNC
این ابزار می تواند با اندازه گیری دقیق موقعیت میز کار با قطعه، مختصات آن را شناسایی کند و ابزارهای دارای خطا را تراز نمایند. خطاهای قابل شناسایی دستگاه CNC توسط این ابزار شامل خطای عمودی محورها، خطای صاف بودن میزکار و همچنین خطای انحراف یا موازی بودن ریل ها می باشد.
استفاده از سنسورهای دیجیتال و نرم افزارهای تخصصی در کالیبراسیون CNC
دستگاه CNC در نوع اتوماتیک می توانند به صورت حرفه ای و هوشمند در این فرایند نقش داشته باشند. یکی از هوشمندترین ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC پیشرفته و حرفه ای، سنسورهای دیجیتالی و همچنین نرم افزارهای CAD/CAM است که با قابلیت تشخیص دادن تغییرات غیر طبیعی در حیطه دما، فشار، حرکت و… می تواند با ارائه دستورات تغییراتی، به رفع خطاهای موجود بپردازد.
کالیبره کردن دستگاه CNC
افرادی که سعی در کالیبراسیون کردن دستگاه خود با استفاده از ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC می کنند، باید این کار را با توجه به نوع دستگاه CNC، ابزارهای مورد استفاده و همچنین نوع تولید و هدف موردنظر انجام دهند. در ادامه جزئیات بیشتری از مراحل گام به گامی این فرایند را ارائه می کنیم.
مرحله اول: بررسی وضعیت کلی دستگاه CNC قبل از شروع کالیبراسیون
انواع دستگاه CNC چوب یا فلز، باید قبل از کالیبره شدن، مشکلات موجود در آن از جانب برقی، نرم افزاری و همچنین مکانیکی مورد بررسی و شناخت قرار بگیرد. به عبارتی اگر دستگاه موردنظر از نظر قطعات فیزیکی خود دارای مشکلاتی نظیر شل شدن پیچ، خراب شدن بلبرینگ و… باشد، امکان موفقیت آمیز بودن کالیبره را بسیار پایین می آورد.
از این رو بررسی تمامی این موارد و رفع خرابی و مشکلات مذکور در سیستم های فیزیکی، نرم افزاری و حتی اتصالات برق به عنوان اولین مرحله برای کالیبراسیون دستگاه به شمار می رود.
مرحله دوم: تنظیم دمای محیط و آماده سازی گرمای اولیه دستگاه
برای اینکه دستگاه CNC در هر نوعی شروع به فعالیت تولیدی کند، لازم است برای داشتن دقت بالا در برش، تراش و… دمای حرارتی مناسبی را داشته باشد که این امر با کار کردن به مدت نیم ساعت بعد از روشن شدن دستگاه صورت می گیرد. لذا برای کالیبراسیون دستگاه CNC نیز باید دمای مجاز برای محصول تامین شود که بهتر است حداقل نیم ساعت بعد از آغاز فعالیت آن، کالیبراسیون صورت بگیرد.
مرحله سوم: انتخاب ابزار کالیبراسیون مناسب برای دقت بالا
در این مرحله باید با بهره گیری از ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC، اقدامات لازم برای اندازه گیری زاویه محورها و همچنین شناخت خطا و رفع آن انجام بگیرد. ابزارهای موردنیاز برای این کار نظیر Ballbar، اینترفرومتر، پروپ و… می باشند که آن ها انواع بررسی ها نظیر بررسی انواع انحراف در محورهای X، Y و Z، سنجش موقعیت صفر، بررسی اندازه انحراف های زاویه ای و همچنین صاف و مسطح بودن میز کار را انجام می دهند.
مرحله چهارم: ثبت داده ها در نرم افزارهای CAD/CAM یا پلاگین های مرتبط
برای اینکه نتیجه کالیبراسیون دستگاه CNC مورد مشاهده قرار بگیرد، اغلب از نرم افزارهای پلاگین CAD/CAM استفاده می شود. این نرم افزارها با دقت بالا، نتیجه بررسی ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC را بیان می کنند. در صورتی که میزان خطای اعلام شده در نتایج موردنظر بیشتر باشد، می توان با تغییرات سیستمی، تنظیمات دستگاه CNC را برای رفع خطاها آماده کرد.
مرحله پنجم: اعمال تنظیمات اصلاحی و تکرار تست جهت تایید صحت
طبق خطاهای اعلامی از طریق نرم افزارهای سیستمی، اصلاحیه خطاها اعمال می شود. اما لازم است قبل از شروع به کار دستگاه CNC، یک تست از دستگاه گرفته شود تا تمامی اصلاحات انجام شده در کالیبراسیون، مورد تایید قرار بگیرد.
مراحل گام به گام کالیبراسیون دستگاه CNC
برای اینکه کالیبراسیون دستگاه به صورت عملی اجرایی شود، باید هر یک از مراحل بالا، با تکنیک های خاص مورد انجام قرار بگیرد. اما تکنیک های اجرایی هر یک از مراحل، مجزا و متفاوت می باشند که در ادامه هر یک از آن ها را به صورت گام به گام شرح می دهیم.
گام اول: آماده سازی محیط کاری و دستگاه CNC
در مرحله اول لازم است مشکلات مکانیکی، برقی و همچین نرم افزاری دستگاه برای تشخیص دقیق خطا از جانب ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC شناسایی و رفع شود. لذا اقدامات زیر برای شناسایی این مشکلات و یا رفع مشکلات موجود بسیار مهم و ضروری می باشد:
- باید ریل ها، میز کار و محورها به صورت کامل تمیزکاری شوند.
- سیستم مکانیکی و حرکتی دستگاه برای کارکرد مطلوب، روغن کاری شوند.
- دمای محیط قرارگیری دستگاه CNC باید تعدیل شود تا در صورت فعالیت، با دمای بالای محیط ترکیب نشده و دمای قطعات دستگاه را بیشتر نکند.
- دستگاه برای رسیدن به حد مطلوب دما برای کارکرد، نیم ساعت شروع به کار کند تا پیش گرمایش انجام بگیرد.
گام دوم: نصب اصولی ابزارهای کالیبراسیون
انتخاب و استفاده از ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC برای تمامی این محصولات یکسان نیست و طبیعتا دستگاه CNC از نظر نوع و هدف فعالیت کارکردی در تولید، نیازمند ابزارهای متغیری است. اما به طور کلی می توان از ابزار Ballbar برای بررسی موقعیت محورها، از اینترفرومتر برای دقت حرکتی و همچنین از پروپ لمسی برای اندازه گیری نقطه صفر استفاده کرد.
گام سوم: اندازه گیری اولیه و تحلیل خطاهای مکانیکی
در این مرحله، لازم است که با ابزارهای اندازه گیری منتخب و همچنین نرم افزارهای پلاگین موردنظر، عملیات بررسی و اندازه گیری انجام شود و خطاهای موجود مورد معرفی قرار بگیرند. در این مرحله، انواع خطاهای دستگاه CNC نیز انحراف موقعیتی، تراز نامناسب محورها، خطای زاویه ای و… بررسی و نتایج آن گردآوری می شود.
گام چهارم: اعمال تنظیمات تصحیحی بر اساس نتایج آزمون
با استناد به نتایج خطاهایی که توسط نرم افزار اعلام می شود، در این مرحله باید به رفع خطاها به دو روش اقدام کرد:
- در صورتی که خطای سیستمی برای کارکرد دستگاه CNC اعلام می شود لازم است از طریق کنترلر، تنظیم نرم افزاری محصول انجام شود.
- اگر خطاهای اعلام شده مرتبط با قطعات فیزیکی دستگاه باشد، لازم است اصلاحات فیزیکی موردنیاز نظیر تنظیم شفت و…. اعمال شود.
گام پنجم: اجرای تست نهایی و تایید دقت عملکرد دستگاه
در مرحله پایانی کالیبراسیون دستگاه CNC، باید این فرایند به صورت مجدد جهت انجام تست، تکرار شود. لذا با استفاده از انواع ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC و همچنین نرم افزار موردنظر، مراحل فوق تکرار می شود تا در خطای اعلام شده توسط سیستم نرم افزاری، خطاهای گذشته وجود نداشته باشد و به عبارتی تراز خطا در محدوده تلورانس مورد تایید، قرار بگیرد.
مقایسه روش های مختلف کالیبراسیون CNC
با آشنایی کامل از انواع ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC و نحوه تاثیرگذاری آن ها در فرآیند کالیبره کردن این محصول، لازم است از روش های مناسبی برای انجام این فرایند استفاده کرد. به عبارتی استفاده از تمامی ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC در این فرایند برای بسیاری از این دستگاه ها لزومی ندارد.
بنابراین با انتخاب یک ابزار مناسب کالیبراسیون، باید روش کالیبره کردن دستگاه CNC را انتخاب و اجرایی نمود. در ادامه روش های رایج و کاربردی برای انجام این فرایند را معرفی می کنیم.
روش اول: کالیبراسیون دستی (Manual Calibration)
این روش از کالیبراسیون که به کالیبراسیون مکانیکی نیز معروف می باشد، صرفا با ابزارهای ساده اندازه گیری اجرا می شوند. از ابزارهایی مانند ساعت اندازه گیری، گیج ها و… جهت شناخت و اعلام انواع خطاهای تراز، فاصله و ارتفاع در این روش استفاده می شود. با توجه به اینکه دقت کالیبراسیون دستی کم می باشد اما هزینه آن بسیار مناسب است و زمان زیادی برای اجرای آن نیاز است.
روش دوم: کالیبراسیون دیجیتال با استفاده از نرم افزارهای حرفه ای
یکی از کاربردي ترین روش برای انجام کالیبره این دستگاه، روش دیجیتالی می باشد. در این روش با بهره گیری از نرم افزارهای پلاگین CAD/CAM امکان شناسایی دقیق خطای موردنظر و اصلاح آن، سریع تر و کامل تر از روش های دیگر به وجود می آید.
این روش برای انواع دستگاه CNC پیشرفته قابل انجام است. به صورتی که تمامی اطلاعات ناشی از بررسی های ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC نظیر ساعت اندازه گیری، پروپ و لیزر، در اختیار این نرم افزار قرار می گیرد و برنامه رفع خطا و اصلاح آن ارائه می گردد.
روش سوم: کالیبراسیون با سیستم Ballbar برای بررسی دایره ای بودن حرکت
در این روش از بازوی متحرک و سنسوردار، برای تشخیص خطاهای دایره ای دستگاه CNC و همچنین عملکرد همزمان دو محور X و Y استفاده می شود. دقت و سرعت این روش متوسط است و صرفا برای تشخیص خطاهای داینامیکی و هندسی این دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به اینکه در استفاده از این روش، نیازی به تخصص بالا نیست اما اجرای آن به زمان بسیار کمی نسبت به روش های دیگر نیاز دارد.
روش چهارم: استفاده از لیزر اینترفرومتر برای اندازه گیری دقیق
برای تشخیص دقیق خطاهای موقعیتی، حرکتی و هندسی محور با دقت فوق بالا، از روش اینترفرومتر استفاده می شود. در این روش با بهره گیری از ابزار اینترفرومتر، دقت موقعیت و تکرار پذیری دستگاه کالیبره بررسی می گردد. سرعت اجرای این روش متوسط است اما به دلیل نیاز به تخصص بالا برای اجرا، از هزینه بالایی برخوردار می باشد. این روش بهترین شیوه کالیبراسیون دستگاه CNC برای صنایع بزرگ و پیشرفته می باشد که دقت و سرعت عملکرد دستگاه، در روند و کیفیت تولید اهمیت بالایی دارد.
روش پنجم: کالیبراسیون به کمک پروب های لمسی دقیق
استفاده از انواع پروپ های لمسی، امکان شناسایی دقیق مختصات مبدا و طول ابزار را به وجود می آورد. این ابزار با قابلیت لمس کردن قطعه یا ابزار روی دستگاه، می تواند مقایسه موفقیت مختصاتی و همچنین تکرار پذیری را با اطلاعات مبدا انجام دهد و خطاهای موردنظر را در این زمینه اعلام کند.
این روش از دقت بالایی برخوردار است و با وجود نیاز به زمان کوتاه اجرا، از هزینه متوسطی برخوردار می باشد که این مورد منجر به رضایت بسیاری از صنایع در استفاده از این روش شده است.
چرا کالیبراسیون دستگاه CNC اهمیت دارد؟
به طور کلی صنایعی که از انواع دستگاه CNC برای برش، تراش و سوراخ کاری متریال های مختلفی نظیر فلز و چوب استفاده می کنند، بخش مهمی از روند تولید را به این دستگاه محول می کنند. با این حال کارکرد نادرست و یا وجود خطا در فرآیند کارکردی آن، می تواند تمام مراحل تولید محصولات را تحت تاثیر قرار دهد و به طور کلی نتیجه تولید را نیز متاثر نماید.
از این رو استفاده از ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC برای کالیبره کردن این محصول، یکی از عواملی می باشد که می تواند تضمین کننده کارکرد درست دستگاه و تثبیت کیفیت ساخت محصولات در صنایع مختلف شناخته شود. با کالیبره کردن تمامی خطاهای کارکردی که می تواند شامل خطاهای فیزیکی، برقی و یا نرم افزاری باشد، به طور دقیق شناسایی می شود و با بررسی علائم به وجود آورنده آن، روش های رفع خطاها اجرایی می گردد. اما مزیت کالیبراسیون دستگاه CNC به این امر محدود نمی شود و می تواند موارد مختلفی را به عنوان نتایج مثبت اجرای این فرایند معرفی کرد:
کاهش میزان ضایعات تولیدی در فرآیندهای صنعتی
طبیعتا با وجود خطا در کارکرد دستگاه CNC، قطعه ای که در اختیار این محصول قرار می گیرد دارای نقصان قابل توجهی در زمینه برش، تراش و حتی سوراخ کاری خواهد بود که امکان استفاده از آن در مراحل بعدی تولیدی را غیرممکن می سازد. لذا قطعه معیوب باید از دور تولید خارج شده و جزو ضایعات تولیدی به حساب آید که این موضوع ضمن اعمال خسارت مالی به صنایع موردنظر، منجر به خستگی نیروی کار و اختلال در زمان تولید محصول می شود.
افزایش دقت ماشین کاری و بهبود کیفیت نهایی محصول
با توجه به فعالیت منحصر به فرد دستگاه CNC، تمامی فعالیت های اجرایی این محصول نظیر برش کاری، سوراخ کاری و تراش، نیاز به دقت بالا در حد نانومتری دارند. بنابراین قطعات و همچنین سیستم های فناوری این محصول، باید در هماهنگی کامل بوده و دقت بالایی در اجرای وظیفه محوله داشته باشند.
کالیبراسیون دستگاه CNC یکی از عوامل از بین بردن خطاهای مرتبط با دقت کاری این محصول می شود. به همین دلیل نیاز است برای اطمینان از دقت بالای کاری و عدم ایجاد ضایعات تولیدی بالا به جهت اجرای عملیات تکراری برای قطعات مختلف، باید به صورت روزانه دستگاه را کالیبره کرد.
کسب رضایت مشتری از طریق کاهش خطاها و مرجوعی ها
یکی از عوامل ایجاد کننده تولید محصولی با کیفیت ساختاری بالا، استفاده از تجهیزات درجه یک می باشد که دستگاه CNC نیز از این قاعده مستثنی نبوده و با کارکرد دقیقی که اعمال می کند می تواند محصولی با کیفیت ساختاری بالا ایجاد نماید که رضایت مشتریان را برانگیزد و مانع از بالا رفتن میزان کالاهای مرجوعی شود به همین دلیل کالیبره کردن این محصول برای داشتن عملکردی دقیق متناسب با دستورات تعریف شده الزامی می باشد.
کالیبراسیون CNC؛ گامی مهم برای انطباق با استانداردهای جهانی تولید
صنایع بزرگ و پیشرفته که در جهت دریافت مجوزهای استاندارد جهانی فعالیت می کنند و یا تحت نظر استانداردهای بین المللی، فعالیت تولیدی خود را ادامه می دهند، موظف هستند که به قانون “دقت در امر تولید” پایبند باشند که این موضوع اهمیت کالیبراسیون دستگاه CNC برای افزایش دقت در فرآیند تولید را ضروری می سازد.
افزایش طول عمر دستگاه CNC و ابزارهای جانبی آن
در طی عملیات کالیبراسیون دستگاه CNC، خطاهایی که از کارکرد نامطلوب قطعات مکانیکی دستگاه نشات می گیرند شناسایی و رفع می شود. این خطاها به دلیل سایش، اصطکاک و یا فشار بیش از حد روی قطعات مکانیکی به وجود می آیند که طبیعتا در صورت ادامه دار بودن این مشکل و عدم شناسایی سریع آن، آسیب جدی به قطعات دستگاه و همچنین موتور آن وارد می کند.
از این رو با استفاده از ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC و کالیبره کردن آن با روش های مناسب، می تواند از وقوع آسیب های جدی به قطعات محصول جلوگیری کرد و در نتیجه عمر مصرفی آن را بالا برد و هزینه نگهداری را به میزان زیادی کاهش داد.
جمع بندی
ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC، یکی از ملزومات مهم در فرآیند کالیبره کردن این دستگاه می باشد که به وسیله آن ها، اطلاعات لازم جهت خطاهای کارکردی محصول شناسایی می شوند و برای رفع آن ها اقدام می گردد. اما استفاده از انواع ابزارهای کالیبراسیون دستگاه CNC برای کار توصیه نمی شود و باید براساس نوع دستگاه CNC و هدف تولیدی صنعت موردنظر، یک یا چند ابزار با روش های اجرایی مشخص انتخاب و استفاده شوند تا دقت و سرعت بالای عملکرد این دستگاه را در طول فرآیند افزایش دهند. مجموعه سری تراشی کریمان در این صفحه، با ارائه ویژگی های جامع هر یک از ابزارهای کالیبره این دستگاه، شما را در جهت اجرای این فرایند راهنمایی می کند.
02133282468
09123469376
یا به آدرس ما مراجعه فرمایید