Badanie dokładności ruchów osi wirującej wrzeciona oraz położenia środków osi obrotowych obrabiarek CNC

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono metody i scharakteryzowano urządzenia pomiarowe i diagnostyczno – kalibracyjne osi obrotowych obrabiarek sterowanych numerycznie CNC. W szczególności omówiono takie systemy jak: precyzyjny analizator błędów osi obrotowych (Precision Spindle Error Analyzer SEA), 3D quickSET, R-test. Przedstawiono metody pomiaru osi obrotowych za pomocą autonomicznych urządzeń pomiarowych, takich jak np. R-test, jak również metod polegających na pomiarze wzorca za pomocą wewnątrzobrabiarkowych systemów pomiarowych (sond pomiarowych) np. systemem 3D quickSET.

SŁOWA KLUCZOWE: 5 osiowa obrabiarka CNC, systemy diagnostyczne, kalibracja, 3D quickSET, R-test, Precyzyjny analizator błędów osi obrotowych (Precision Spindle Error Analyzer SEA), błędy obrabiarki CNC, współrzędne osi obrotowych, osie sterowane obrabiarek CNC.

ABSTRACT: The following paper presents methods and characterises tools for the measurement, monitoring and calibration of CNC machine tool rotary axis. Particular attention was devoted to the following systems: Precision Spindle Error Analyzer SEA, 3D quickSET and R-test. The paper discusses rotary axis measurement methods involving autonomous measuring tools, such as R-test, and methods consisting in master ball displacement evaluation with measuring probes, e.g. 3D quickSET system.

KEYWORDS: CNC machine tools, diagnostics systems, calibration, 3D quickSET, R-test, Precision Spindle Error Analyzer SEA, errors of CNC machine tool, coordinates of the rotary axes, numerically controlled axis of CNC machine tools.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Florussen G.H.J., Spaan H.A.M.: Dynamic R-Test for rotary tables on 5-axes machine tools. 5th CIRP Conference on High Performance Cutting 2012. Procedia CIRP 1 2012. Available on-line at www.sciencedi-rect.com.: 536 – 539.
• Hong C., Ibaraki S., Oyama Ch.: Graphical presentation of error motions of rotary axes on a five-axis machine tool by static R-Test with separating the influence of squareness errors of linear axes. International Journal of Machine Tools & Manufacture 2012; 59: 24-33.
• Ibaraki S., Iritani T., Matsushita T. Error map construction for rotary axes on five-axis machine tools by on-the-machine measurement using a touch-trigger probe. International Journal of Machine Tools and Manufacture 2013; 68.
• Ibaraki S., Irutani T., Matsushita T.: Calibration of location errors of rotary axes on five-axis machine tools by on-the-machine measurement using a touch-trigger probe. International Journal of Machine Tools & Manufacture 2012; 58: 44-53.
• Ibaraki S., Oyama Ch. Otsubo H.: Construction of an error map of rotary axes on a five-axis machining center by static R-test. International Journal of Machine Tools & Manufacture 2011: 51 (3): 190–200.
• Jastrzębski R., Krajewski, G.: Metody diagnostyki błędów precyzyjnych stołów obrotowych w obrabiarkach CNC, XIV Krajowa i V Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna “Metrologia w Technikach Wytwarzania”, Pułtusk 11-14 Września 2011 r.
• Józwik J., Kuric I., Grozav S., Ceclan V.: Calibration of 5 axis CNC machine tool with 3D quickSET measurement system. Academic Journal of Manufacturing Engineering, ISSUE 1/2014, vol. 12.
• Józwik J., Kuric I., Grozav S., Ceclan V.: Diagnostics of CNC machine tool with R-Test system. Academic Journal of Manufacturing Engineering, ISSUE 1/2014, vol. 12, p.52-57.
• Józwik J., Lonkwic P., Sága, M., Kuric, I.: R-Test Static Measurement of The 5-axis CNC Machining Centre Rotary Axis Kinematic Centre Error. Manufacturing Technology. ISSN 1213–2489, Vol. 14, No. 2, 2014.
• Majda P.: Pomiary i kompensacja błędów geometrycznych obrabiarek CNC. Inżynieria Maszyn 2011; 16 (1-2): 126-134.
• Majda P.: The influence of geometric errors compensation of a CNC machine tool on the accuracy of movement with circular interpolation. Advances in Manufacturing Science and Technology 2012; 36 (2): 59-67.
• Postlethwaite S.R., Ford D.G., Morton D.: Dynamic calibration of CNC machine tools. International Journal of Machine Tools and Manufacture 1997; 37 (3): 287-294.
• Spaan H.A.M., Florussen G.H.J.: Determining the 5-axes machine tool contouring performance with dynamic R-test measurements, IBS Precision Engineering, Netherlands Proceedings of the 12th international conference of the european society for precision engineering and nanotechnology. Stockholm Sweden 2012; 1, 2..
• Spaan1 H.A.M., Florussen G.H.J.: Determining the 5-axes machine tool contouring performance with dynamic R-Test measurements. Proceedings of the 12th euspen International Conference – Stockholm – June 2012. IBS Precision Engineering, the Netherlands.
• Sztendel S., Pislaru C., Longstaff A.P., Fletcher S., Myers A.: Five-Axis Machine Tool Condition Monitoring Using dSPACE Real-Time System. Journal of Physics: Conference Series 364, 25th International Congress on Condition Monitoring and Diagnostic Engineering 2012.
• Turek P., Kwaśny W., Jędrzejewski J.: Zaawansowane metody identyfikacji błędów obrabiarek. Inżynieria Maszyn 2010; 5 (1-2): 8-37.
• Turek P., Kwaśny W., Jędrzejewski J.: Zaawansowane metody identyfikacji błędów obrabiarek. Inżynieria Maszyn 2010; 15 (1-2): 7-37.
• Weikert S.: R-Test, a New Device of Accuracy Measurements on Five Axis Machine Tools, CIRP Annals 2004; 53: 1:429.
• Woźniak, A., Byszewski, M., Jankowski, M., Krajewski, G.: Spatial Characteristics of the Triggering Force of Touch Probes for CNC Machine Tools, 2nd International Conference on Virtual Machining Process Technology, McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada, May 13-17, 2013.
• http://www.lionprecision.com/products.html, Materiały firmy IBS Precision Engineering.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.3.129