일반적인 수직 머시닝 센터의 핵심 부품에 대한 정밀성 요구 사항은 CNC 공작 기계 선택의 정확도 수준을 결정합니다. CNC 공작 기계는 용도에 따라 단순형, 완전 기능형, 초정밀형 등으로 구분되며, 달성 가능한 정확도 또한 다릅니다. 단순형은 현재 일부 선반 및 밀링 머신에 사용되며, 최소 동작 분해능은 0.01mm이고, 동작 정밀도와 가공 정밀도는 모두 (0.03-0.05)mm 이상입니다. 초정밀형은 특수 가공에 사용되며, 정확도는 0.001mm 미만입니다. 여기에서는 가장 널리 사용되는 완전 기능형 CNC 공작 기계(주로 머시닝 센터)에 대해 설명합니다.
수직 머시닝 센터는 정밀도에 따라 일반형과 정밀형으로 구분할 수 있습니다. 일반적으로 CNC 공작기계는 20~30가지의 정밀도 검사 항목을 가지고 있지만, 가장 두드러지는 검사 항목은 단축 위치 정밀도, 단축 반복 위치 정밀도, 그리고 두 개 이상의 가공 축을 연결하여 생산된 시험편의 진원도입니다.
위치 결정 정확도와 반복 위치 결정 정확도는 축의 각 이동 부품의 종합적인 정확도를 종합적으로 반영합니다. 특히 반복 위치 결정 정확도는 스트로크 내 모든 위치 결정 지점에서 축의 위치 안정성을 나타내며, 이는 축이 안정적이고 신뢰성 있게 작동할 수 있는지를 측정하는 기본 지표입니다. 현재 CNC 시스템의 소프트웨어는 풍부한 오차 보정 기능을 갖추고 있어 이송 전달 체인의 각 링크에서 발생하는 시스템 오차를 안정적으로 보정할 수 있습니다. 예를 들어, 전달 체인의 각 링크에서 발생하는 클리어런스, 탄성 변형, 접촉 강성과 같은 요인은 작업대의 하중 크기, 이동 거리, 이동 위치 결정 속도에 따른 순간적인 움직임을 반영하는 경우가 많습니다. 일부 개방 루프 및 반폐쇄 루프 이송 서보 시스템에서는 부품 측정 후 기계 구동 부품이 다양한 우발적 요인의 영향을 받으며, 볼 스크류의 열 신장으로 인한 작업대의 실제 위치 결정 오차와 같은 상당한 무작위 오차를 발생시킵니다. 간단히 말해, 선택할 수 있다면 반복 위치 결정 정확도가 가장 높은 장치를 선택하십시오!
수직 가공 센터의 원통형 표면 밀링 또는 공간 나선형 홈(나사산) 밀링 정밀도는 CNC 축(2축 또는 3축) 서보 추종 운동 특성과 공작 기계의 CNC 시스템 보간 기능을 종합적으로 평가하는 것입니다.판단 방법은 가공된 원통형 표면의 진원도를 측정하는 것입니다.CNC 공작 기계에는 시험편을 절단하기 위한 밀링 사선 사각 4면 가공 방법도 있으며, 이는 선형 보간 운동에서 제어 가능한 두 축의 정확도도 결정할 수 있습니다.이 시삭을 할 때 정밀 가공에 사용되는 엔드 밀을 공작 기계의 스핀들에 설치하고 작업대에 놓은 원형 시편을 밀링합니다.소형 및 중형 공작 기계의 경우 일반적으로 원형 시편을 Ф 200~ Ф 300에서 채취한 다음 절단된 시편을 진원도 시험기에 놓고 가공된 표면의 진원도를 측정합니다.원통형 표면에서 밀링 커터의 명확한 진동 패턴은 공작 기계의 보간 속도가 불안정함을 나타냅니다. 진원도 밀링에는 상당한 타원형 오차가 있는데, 이는 보간 동작을 위한 두 개의 제어 가능한 축 시스템의 이득이 일치하지 않음을 반영합니다. 원형 표면의 각 제어 가능한 축 이동 방향 변경 지점에 정지 표시가 있는 경우(연속 절삭 동작에서 특정 위치에서 이송 동작을 멈추면 가공 표면에 작은 금속 절삭 표시 세그먼트가 형성됨), 축의 정방향 및 역방향 클리어런스가 제대로 조정되지 않았음을 나타냅니다.
단일 축 위치 결정 정확도는 축 스트로크 내의 어느 지점에서든 위치 결정 시 발생하는 오차 범위를 나타내며, 공작 기계의 가공 정확도 능력을 직접 반영할 수 있으므로 CNC 공작 기계의 가장 중요한 기술 지표입니다.현재 세계 각국은 이 지표에 대해 서로 다른 규정, 정의, 측정 방법 및 데이터 처리를 하고 있습니다.다양한 CNC 공작 기계 샘플 데이터를 도입할 때 일반적으로 사용되는 표준에는 미국 표준(NAS)과 미국 공작 기계 제조업체 협회의 권장 표준, 독일 표준(VDI), 일본 표준(JIS), 국제 표준화 기구(ISO), 중국 국가 표준(GB)이 있습니다.이러한 표준 중 가장 낮은 수준은 일본 표준인데, 측정 방법이 단일 안정된 데이터 세트를 기반으로 하고 오차 값이 ± 값으로 절반으로 압축되기 때문입니다.따라서 측정 방법으로 측정한 위치 결정 정확도는 다른 표준으로 측정한 것보다 두 배 이상인 경우가 많습니다.
다른 표준들 간에 데이터 처리 방식의 차이는 있지만, 모두 오차 통계에 따른 위치 정확도 분석 및 측정의 필요성을 반영합니다. 즉, CNC 공작기계(수직 머시닝 센터)의 제어 가능한 축 스트로크에서 위치 결정점 오차는 향후 공작기계의 장기 사용에서 해당 지점이 수천 번 위치하는 오차를 반영해야 합니다. 그러나 측정 과정에서는 제한된 횟수(보통 5~7회)만 측정할 수 있습니다.
수직 가공 센터의 정확도는 판단하기 어렵고, 판단 전에 가공이 필요한 경우도 있으므로 이 단계가 매우 어렵습니다.