Procesamiento más preciso: funciones de compensación

Durante la transferencia de fuerza entre una pieza móvil de la máquina y su accionamiento -un husillo con rodamiento de bolas, por ejemplo- se producen holguras, ya que una configuración mecánica completamente libre de holguras aumentaría drásticamente el desgaste de la máquina y también es inalcanzable desde el punto de vista del procesamiento. Las holguras mecánicas provocan desviaciones en la trayectoria de los ejes/husillos con sistemas de medición indirecta. Esto significa que, por ejemplo, en el caso de un cambio de dirección, el eje se desplazará demasiado lejos o no lo suficiente, en función del tamaño del hueco. La mesa de la máquina y su codificador asociado también se ven afectados: si el codificador está por delante de la mesa de la máquina, alcanzará la posición del valor real medido antes, lo que significa en términos reales que la trayectoria de la máquina es demasiado corta. Mientras la máquina herramienta está en funcionamiento, las desviaciones registradas anteriormente se activarán automáticamente y, mediante la compensación de holgura en los ejes correspondientes, se añadirán al valor de posición real cuando se invierta el sentido.

El principio de medición para la medición indirecta en los sistemas controlados por CNC parte de la base de que el paso del husillo de bolas es constante en todos los puntos de la zona de desplazamiento, lo que significa que, en el mejor de los casos, la posición real del eje se deduce de la posición del husillo de accionamiento. Sin embargo, las tolerancias de producción de los husillos de bolas pueden dar lugar a desviaciones de medición conocidas como errores de paso del husillo. El problema se agrava aún más por las desviaciones de medición que dependen del sistema de medición utilizado, así como de las tolerancias de instalación de este último en la máquina, conocidas como errores del sistema de medición. Para compensar estos dos errores, la curva de error natural de la máquina CNC se mide con un sistema de medición independiente (medición láser) y los valores de corrección necesarios se guardan en el sistema CNC.

La compensación de errores de cuadrante (también llamada compensación de fricción) sirve sobre todo para aumentar considerablemente la precisión de los contornos durante el mecanizado de contornos circulares. La razón: en las transiciones de cuadrante, un eje se mueve a la máxima velocidad de trayectoria mientras que el segundo eje está parado. Por tanto, los diferentes comportamientos de fricción de los ejes pueden provocar errores de contorno. La compensación de errores de cuadrante compensa de forma fiable este mal funcionamiento y permite obtener excelentes resultados sin errores de contorno en la primera fase del mecanizado. La intensidad del impulso corrector puede ajustarse en función de una curva característica vinculada a la aceleración. Esta curva característica se determina y parametriza con la ayuda de una prueba de forma circular. En el test de forma circular se registran metrológicamente y se representan gráficamente las desviaciones de la posición real con respecto al radio programado (especialmente en las transiciones de cuadrante) durante la descripción de un contorno circular.

La compensación de hundimiento se aplica cuando el peso de los elementos individuales de la máquina provoca el desplazamiento posicional y la inclinación de las piezas móviles, ya que esto provoca el hundimiento de las piezas de la máquina relacionadas, incluidos los sistemas de guía. La compensación del error de angularidad se utiliza cuando los ejes de movimiento no están correctamente alineados entre sí en el ángulo correcto (por ejemplo, verticalmente). Al aumentar la desviación de la posición cero, también aumentan los errores de posicionamiento. Ambos tipos de error pueden ser consecuencia del propio peso de la máquina, así como de las herramientas y las piezas de trabajo. Los valores de corrección medidos se calculan metrológicamente durante la puesta en marcha y se almacenan según la posición en SINUMERIK, por ejemplo, en forma de tabla de compensación. Durante el funcionamiento de la máquina herramienta, el eje correspondiente se interpola entre los puntos de datos de los valores de la tabla. Para cada movimiento de trayectoria continua siempre hay un eje básico y un eje de compensación. Si la perpendicularidad del eje -y no está presente en la trayectoria continua del eje -x y del eje -y, esta inexactitud se compensa con el eje x en la trayectoria continua.

Debido a las posiciones de los ejes rotativos, a su desplazamiento mutuo y a la orientación de la herramienta, las piezas como los cabezales giratorios y basculantes pueden presentar errores geométricos sistemáticos. Además, en toda máquina herramienta se producirán pequeños errores en el sistema de guía de los ejes de avance: en el caso de los ejes lineales, serán errores de posición lineal; errores de rectitud horizontal y vertical; y de cabeceo, guiñada y balanceo. Pueden surgir otros errores al alinear los componentes de la máquina entre sí, como por ejemplo, errores de perpendicularidad. En una máquina de tres ejes, esto significa que hay 21 errores de geometría que pueden atribuirse al portaherramientas: seis tipos de error por eje lineal multiplicados por tres ejes, más tres errores de ángulo. Estas desviaciones se unen para formar un error total, conocido como error volumétrico.

Un error de desviación se refiere a la desviación del controlador de posición respecto a la norma durante el movimiento del eje de la máquina. El error de desviación del eje es la diferencia entre la posición objetiva del eje de la máquina y su posición real. Un error de desviación conduce a un error de contorno no deseado dependiente de la velocidad, especialmente durante la aceleración en curvaturas de contorno - círculos y cuadrados, por ejemplo. Con el comando de lenguaje de alto nivel NC "FFWON" en el programa de la pieza, el error de desviación dependiente de la velocidad se reduce a cero durante el movimiento basado en la trayectoria. El movimiento con precontrol permite aumentar la precisión de la trayectoria y, en consecuencia, obtener mejores resultados de procesamiento.

Sintaxis:

• FFWON: Comando para activar el precontrol
• FFWOF: Comando para desactivar el precontrol