CNC工作機(jī)械の加工精度は、最終的には機(jī)械自體の精度に依存します。 CNC工作機(jī)械の精度には、幾何學(xué)的精度、位置決め精度、繰り返し位置決め精度、切削精度が含まれます。

幾何學(xué)的精度：靜的精度とも呼ばれ、包括的な幾何學(xué)的誤差を組み立てた後のCNC工作機(jī)械の主要部品の包括的な反映です。

測(cè)位精度：數(shù)値制御裝置の制御下で達(dá)成できる精度を示します。測(cè)定された位置決め精度値により、工作機(jī)械の自動(dòng)加工工程で最高のワーク加工精度を決定することができます。これは、部品またはツールの実際の位置と標(biāo)準(zhǔn)位置（理論上の位置と理想的な位置）の差を指します。差が小さいほど、精度は高くなります。部品の加工精度を確保することが前提です。

繰り返し位置決め精度：CNCマシンで同じプログラムコードを繰り返し実行することによって得られる位置精度の一貫性を指します。これは、同じ條件（同じCNC工作機(jī)械、異なる操作方法、同じ部品プログラム）で部品のバッチを処理することによって得られる一貫した継続的な結(jié)果です。

切削精度：切削條件下での工作機(jī)械の幾何學(xué)的精度と位置決め精度の総合検査です。

上記から、CNC工作機(jī)械の精度は、振れ、バスなどのスピンドル精度などの機(jī)械的側(cè)面と電気的側(cè)面に分けることができることがわかります。親ねじの精度;フィクスチャの精度、工作機(jī)械の剛性など。電気的側(cè)面では、主に半閉ループ、全閉ループ、フィードバックおよび補(bǔ)償方法、加工時(shí)の補(bǔ)間精度などの制御方法があります。したがって、工作機(jī)械の精度は、工作機(jī)械が完全に閉ループかどうか。

1、原理紹介

CNC工作機(jī)械のモーションチェーンには、CNCデバイス→サーボエンコーダ→サーボドライバ→モーター→ネジ→可動(dòng)部品が含まれます。位置検出裝置の設(shè)置位置により、全閉ループ制御、半閉ループ制御、開ループ制御に分けられます。

1. フルクローズドループ制御フィードサーボシステム

工作機(jī)械の可動(dòng)部（作業(yè)臺(tái)など）に位置検出裝置（グレーティング定規(guī)、リニア誘導(dǎo)シンクロナイザーなど）を搭載し、可動(dòng)部の位置をリアルタイムでフィードバックします。數(shù)値制御システムによる処理後、工作機(jī)械の狀態(tài)をサーボモータに通知し、サーボモータはシステム命令によりモーションエラーを自動(dòng)補(bǔ)正します。ただし、親ねじ、ナットペア、工作機(jī)械などの大きな慣性リンクが閉ループに配置されるため、システムの安定狀態(tài)をデバッグすることは困難です。さらに、グレーティング定規(guī)やリニアインダクトシンなどの測(cè)定裝置は高価で設(shè)置が複雑であり、発振を引き起こす可能性があります。したがって、一般的な工作機(jī)械は完全な閉ループ制御を使用しません。

2. セミクローズドループ制御フィードサーボシステム

位置検出裝置は、駆動(dòng)モーターの端またはねじ棒の端に取り付けられ、ねじまたはサーボモーターの回転角度を検出するために使用され、工作機(jī)械の可動(dòng)部品の実際の位置を間接的に測(cè)定します。制御システムにフィードバックします。機(jī)械製造のレベルと速度検出要素とねじピッチの精度の向上により、セミクローズドループCNC工作機(jī)械はかなり高い送り精度を達(dá)成しました。ほとんどの工作機(jī)械メーカーは、セミクローズドループCNCシステムを広く使用しています。

2、実用的なアプリケーション

1. 全閉ループ制御システム

位置検出裝置（グレーティング定規(guī)、リニアインダクトシンなど）は精度レベルが異なるため（±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±02mm）、完全閉ループ制御でエラーが発生します。位置決め精度は精度レベルの影響を受けます。

位置検出裝置の熱性能（熱変形）は、一般的に非金屬材料でできています。熱膨張係數(shù)は工作機(jī)械の部品と一致していません。工作機(jī)械の作業(yè)精度の鍵となるリンクです。したがって、溫度による熱変形を克服するためには、工作機(jī)械の加工工程における加熱の問題を解決する必要があります。ハイエンドの工作機(jī)械は、送りねじの中空冷卻、ガイドレールの潤(rùn)滑、切削液の定溫冷卻など、さまざまな方法を採用して、加工過程での熱変形を低減します。

理論的には、駆動(dòng)軸（ねじのペア）に近いほど、測(cè)定はより正確になります。構(gòu)造スペースの制限により、グレーティング定規(guī)を取り付ける方法は2つしかありません。1つはネジペアの近くに取り付け、もう1つはガイドレールの外側(cè)に取り付けます。可能な限り最初の設(shè)置方法を選択することをお?jiǎng)幛幛筏蓼工?、修理やメンテナンスには不便です。逆に高精度のグレーティング定規(guī)を選択しているが、CNC工作機(jī)械に必要な精度を達(dá)成していない。前者の場(chǎng)合でも、グレーティング定規(guī)の設(shè)置位置は駆動(dòng)軸に近いですが、結(jié)局、設(shè)置位置と駆動(dòng)軸の間には一定の距離があります。この距離と運(yùn)転中の物體の揺れの組み合わせは、グレーティング定規(guī)の検出と制御に大きな問題をもたらします。駆動(dòng)物がグレーティング定規(guī)の設(shè)置側(cè)に振れると、グレーティング定規(guī)は検出時(shí)に移動(dòng)速度が不十分であると誤解し、加速度信號(hào)を発します。駆動(dòng)物體がすぐに反対側(cè)に振れると、グレーティング定規(guī)は検出中に移動(dòng)速度が速すぎると誤解し、システムが減速信號(hào)を発し、逆に駆動(dòng)物體の振動(dòng)を悪化させ、全閉ループが半閉ループほど良くないという奇妙な現(xiàn)象。

生産環(huán)境の影響：一般的に、機(jī)械加工工場(chǎng)の環(huán)境は比較的過酷であり、ほこりや振動(dòng)が一般的な現(xiàn)象です。ただし、グレーティング定規(guī)とリニアインダクションシンクロナイザーは精密部品であり、その動(dòng)作原理は光反射により相対移動(dòng)位置を測(cè)定することです。ほこりや振動(dòng)は、測(cè)定精度に影響を與える最大の要因です。また、工作機(jī)械が作動(dòng)しているときは、切削油ミストやウォーターミストが深刻で、グレーティング定規(guī)やリニアインダクションシンクロナイザーに大きな影響を與えます。したがって、完全閉ループ制御システムを使用するには、設(shè)置とシーリングで優(yōu)れた仕事をすることに加えて、生産環(huán)境を改善する必要があります。そうしないと、この現(xiàn)象が発生します。新しい工作機(jī)械は精度が良いですが、使用されてから1年も経っていません。精度が低下するだけでなく、工作機(jī)械はしばしば警報(bào)を発します。

2. 半閉ループ制御システム

測(cè)定器はモーターや親ねじの上部に取り付けられているため、シールが容易で、環(huán)境への配慮がありません。半閉ループ制御システムの精度誤差は、主に親ねじの前後のクリアランスに依存します。機(jī)械加工技術(shù)の向上により、輸入親ねじの製造技術(shù)レベルが高くなり、高精度親ねじペアは基本的に前後のすきまをなくします。また、組立工程では2列逆ボールねじペアを採用しているため、前後のすきまを完全になくすことができます。また、多くの工作機(jī)械工場(chǎng)では、前延伸方式を採用しており、工作機(jī)械の熱変形による送りねじの伝達(dá)精度への影響を排除しています。そのため、現(xiàn)在、半閉ループ制御システムは、工作機(jī)械が高精度を達(dá)成することを保証することができました。

3、結(jié)論

要約すると、理論的には、外部要因が考慮されていない場(chǎng)合、フル クローズド ループ制御はセミ クローズド ループ制御よりも基礎(chǔ)の位置決め精度を向上させる可能性があることがわかります。しかし、機(jī)械の加熱、環(huán)境汚染、溫度上昇、振動(dòng)、設(shè)置などの問題を解決できない場(chǎng)合、フルクローズドループの現(xiàn)象はハーフクローズドループよりも悪いです。短時(shí)間であれば効果がありますが、時(shí)間の経過とともにほこりや溫度変化の影響で目盛定規(guī)が測(cè)定フィードバックデータに深刻な影響を與え、その機(jī)能が失われます。同時(shí)に、グレーティング定規(guī)に問題があると、アラームが生成され、マシンが動(dòng)作しなくなります。

生産コストと競(jìng)爭(zhēng)力を考慮しているため、ミドルエンドとローエンドの工作機(jī)械は、シーリング、溫度上昇制御などの完全な閉ループ制御で簡(jiǎn)素化されています。この狀態(tài)では、高コストでグレーティング定規(guī)を構(gòu)成するだけでは工作機(jī)械の精度を向上させることはできません。