機械加工における部品の精度を向上させるには、多くの場合、誤差の原因を減らすことと誤差補正を実装するという 2 つの方法を採用する必要があります。1 つの方法だけを使用すると、必要な精度が満たされない可能性があります。以下に 2 つの方法とその応用例を説明します。
解決策 1 : エラーの原因を特定する
1. CNC 工作機械の幾何学的誤差を削減します。CNC 工作機械には、ガイド レールやねじ伝達の誤差など、動作中にさまざまな幾何学的誤差が生じる可能性があります。これらのエラーを最小限に抑えるために、次の措置を講じることができます。
• 工作機械は、洗浄、潤滑、調整などのメンテナンスを定期的に行ってください。
• CNC 工作機械の剛性と幾何精度が指定された規格を満たしていることを確認してください。
• CNC 工作機械の正確な校正と位置決めを実行します。
2. 熱変形誤差を軽減します。熱変形は、機械加工における一般的な誤差の原因です。熱変形誤差を軽減するには、次の方法が考えられます。
• 工作機械の温度安定性を制御して、工作機械やワークに影響を与える温度変化を回避します。
• 熱安定性の良い合金など、熱変形が少ない材料を使用してください。
• 加工プロセス中に噴霧冷却や局所冷却などの冷却対策を講じてください。
3. サーボ システムのトラッキング エラーを最小限に抑えます。 サーボシステムのトラッキングエラーは加工精度の低下につながる可能性があります。サーボ システムのトラッキング エラーを軽減するいくつかの方法を次に示します。
・高精度のサーボモーターとドライバーを使用します。
• サーボシステムのパラメータを調整して、応答速度と安定性を最適化します。
• サーボ システムを定期的に校正して、精度と信頼性を確保してください。
4. 振動や剛性不足による誤差を軽減します。振動や剛性不足は部品の加工精度に影響を与える可能性があります。これらのエラーを減らすには、次の推奨事項を考慮してください。
・工作機械の重量増加やベッド剛性の強化など、構造剛性の向上を図る。
• 防振脚やダンピングパッドなどの防振対策を講じてください。
エラー補償:
1. ハードウェア補償: ハードウェア補正には、CNC 工作機械の機械コンポーネントの寸法と位置を調整または変更して、誤差を軽減または相殺することが含まれます。一般的なハードウェア補正方法をいくつか示します。
• 加工プロセス中の微調整には、精密調整ネジとガイド レールを使用します。
• シムワッシャーや調整可能なサポートなどの補正装置を取り付けます。
• 高精度の測定ツールや機器を使用して、工作機械のエラーを迅速に検出および校正します。
2. ソフトウェア補償: ソフトウェア補償は、閉ループまたは半閉ループのサーボ制御システムを形成することによって実現されるリアルタイムの動的補償方法です。具体的な手順は次のとおりです。
• センサーを使用して加工プロセス中に実際の位置をリアルタイムで検出し、CNC システムにフィードバック データを提供します。
・実際の位置と目標位置を比較し、その差を計算し、モーション制御用のサーボシステムに出力します。
ソフトウェア補正には、CNC 工作機械の機械構造を変更する必要がなく、柔軟性、高精度、コスト効率が高いという利点があります。ハードウェア補償と比較して、ソフトウェア補償はより柔軟で有利です。ただし、実際のアプリケーションでは、通常、特定の加工要件と機械条件を考慮し、適切な方法を選択するか、包括的なアプローチを採用して最高の加工精度を達成する必要があります。
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