Di industri manufaktur saat ini, mesin perkakas CNC telah menjadi tulang punggung produksi dengan kemampuan pemrosesannya yang efisien dan akurat. Persyaratan akurasi pemesinan untuk komponen-komponen utama mesin perkakas CNC pada umumnya tidak diragukan lagi merupakan elemen inti yang menentukan pilihan mesin perkakas CNC dengan tingkat presisi tinggi.
Perkakas mesin CNC diklasifikasikan ke dalam beberapa kategori, seperti sederhana, fungsional penuh, dan ultra presisi karena beragam kegunaannya, dan tingkat akurasinya pun sangat bervariasi. Perkakas mesin CNC sederhana masih menempati posisi penting di bidang mesin bubut dan frais saat ini, dengan resolusi gerak minimum 0,01 mm, dan akurasi gerak serta pemesinan umumnya berkisar antara 0,03 hingga 0,05 mm atau lebih. Meskipun akurasinya relatif terbatas, dalam beberapa skenario pemesinan dengan persyaratan presisi yang tidak terlalu ketat, perkakas mesin CNC sederhana memainkan peran yang tak tergantikan karena manfaat ekonomis dan kemudahan pengoperasiannya.
Sebaliknya, mesin perkakas CNC presisi ultra dirancang khusus untuk kebutuhan pemesinan khusus, dengan akurasi yang mencengangkan, yaitu 0,001 mm atau kurang. Mesin perkakas CNC presisi ultra sering digunakan di bidang presisi tinggi dan mutakhir seperti peralatan kedirgantaraan dan medis, memberikan dukungan teknis yang solid untuk manufaktur komponen yang sangat kompleks dan menuntut presisi.
Dari perspektif akurasi, mesin perkakas CNC dapat dibagi lagi menjadi tipe biasa dan presisi. Umumnya, terdapat 20 hingga 30 item pemeriksaan akurasi untuk mesin perkakas CNC, tetapi yang paling penting dan representatif adalah akurasi pemosisian sumbu tunggal, akurasi pemosisian berulang sumbu tunggal, dan kebulatan benda uji yang dihasilkan oleh dua atau lebih sumbu pemesinan yang terhubung.
Akurasi pemosisian dan akurasi pemosisian berulang saling melengkapi dan bersama-sama menggambarkan profil akurasi komprehensif komponen-komponen bergerak dari sumbu perkakas mesin. Khususnya dalam hal akurasi pemosisian berulang, akurasi pemosisian berulang bagaikan cermin, yang dengan jelas mencerminkan stabilitas pemosisian sumbu pada setiap titik pemosisian dalam langkahnya. Karakteristik ini menjadi landasan untuk mengukur apakah poros dapat bekerja secara stabil dan andal, serta krusial untuk memastikan kestabilan operasi perkakas mesin dalam jangka panjang dan konsistensi kualitas pemesinan.
Perangkat lunak sistem CNC masa kini ibarat pengrajin yang cerdas, dengan fungsi kompensasi kesalahan yang kaya dan beragam, mampu secara cerdas mengkompensasi kesalahan sistem yang dihasilkan di setiap mata rantai transmisi umpan secara akurat dan stabil. Sebagai contoh, pada berbagai mata rantai transmisi, perubahan faktor-faktor seperti jarak bebas, deformasi elastis, dan kekakuan kontak tidaklah konstan, melainkan menunjukkan perubahan momentum sesaat yang dinamis dengan variabel-variabel seperti ukuran beban meja kerja, panjang jarak gerak, dan kecepatan pemosisian gerak.
Pada beberapa sistem servo umpan loop terbuka dan semi-loop tertutup, komponen penggerak mekanis setelah komponen pengukur bagaikan kapal yang bergerak maju di tengah angin dan hujan, rentan terhadap berbagai faktor tak terduga. Misalnya, fenomena elongasi termal sekrup bola dapat menyebabkan pergeseran pada posisi pemosisian aktual meja kerja, sehingga mengakibatkan kesalahan acak yang signifikan terhadap akurasi pemesinan. Singkatnya, jika terdapat pilihan yang baik dalam proses pemilihan, tidak diragukan lagi bahwa peralatan dengan akurasi pemosisian berulang yang paling baik harus diprioritaskan, yang memberikan jaminan kuat terhadap kualitas pemrosesan.
Presisi penggilingan permukaan silinder atau penggilingan alur spiral spasial (ulir), layaknya penggaris tipis untuk mengukur kinerja mesin perkakas, merupakan indikator kunci untuk mengevaluasi secara komprehensif karakteristik gerak servo-following sumbu CNC (dua atau tiga sumbu) dan fungsi interpolasi sistem CNC mesin perkakas. Metode efektif untuk menentukan indikator ini adalah dengan mengukur kebulatan permukaan silinder yang telah diproses.
Dalam praktik pemotongan benda uji pada mesin perkakas CNC, metode pemesinan empat sisi persegi miring milling juga menunjukkan nilai uniknya, yang dapat secara akurat menilai kinerja akurasi dua sumbu yang dapat dikontrol dalam gerakan interpolasi linier. Saat melakukan operasi pemotongan uji ini, end mill yang digunakan untuk pemesinan presisi harus dipasang dengan hati-hati pada spindel mesin, kemudian dilakukan milling yang teliti pada spesimen melingkar yang diletakkan di meja kerja. Untuk mesin perkakas kecil dan menengah, ukuran spesimen melingkar biasanya dipilih antara ¥200 dan ¥300. Rentang ini telah teruji dalam praktik dan dapat secara efektif mengevaluasi akurasi pemesinan mesin perkakas.
Setelah menyelesaikan penggilingan, letakkan spesimen potongan dengan hati-hati pada meteran kebulatan dan ukur kebulatan permukaan mesinnya menggunakan instrumen pengukuran presisi. Dalam proses ini, perlu untuk mengamati dan menganalisis hasil pengukuran dengan sensitif. Jika ada pola getaran pemotong penggilingan yang jelas pada permukaan silinder yang digiling, itu memperingatkan kita bahwa kecepatan interpolasi alat mesin mungkin tidak stabil; Jika kebulatan yang dihasilkan oleh penggilingan menunjukkan kesalahan elips yang jelas, itu sering mencerminkan bahwa perolehan dari dua sistem sumbu yang dapat dikontrol dalam gerakan interpolasi belum cocok dengan baik; Ketika ada tanda berhenti pada setiap titik perubahan arah gerakan sumbu yang dapat dikontrol pada permukaan melingkar (yaitu, dalam gerakan pemotongan kontinu, menghentikan gerakan umpan pada posisi tertentu akan membentuk segmen kecil tanda pemotongan logam pada permukaan pemesinan), ini berarti bahwa jarak bebas maju dan mundur sumbu belum disesuaikan dengan keadaan ideal.
Konsep akurasi pemosisian sumbu tunggal mengacu pada rentang kesalahan yang dihasilkan saat memposisikan titik mana pun dalam langkah sumbu. Konsep ini bagaikan mercusuar, yang secara langsung menunjukkan kemampuan akurasi pemesinan perkakas mesin, dan dengan demikian tak diragukan lagi menjadi salah satu indikator teknis terpenting dari perkakas mesin CNC.
Saat ini, terdapat beberapa perbedaan dalam regulasi, definisi, metode pengukuran, dan metode pemrosesan data akurasi posisi sumbu tunggal antarnegara di seluruh dunia. Dalam pengenalan beragam data sampel mesin perkakas CNC, standar yang umum dan banyak dikutip antara lain Standar Amerika (NAS), standar yang direkomendasikan oleh Asosiasi Produsen Perkakas Mesin Amerika, Standar Jerman (VDI), Standar Jepang (JIS), Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO), dan Standar Nasional Tiongkok (GB).
Di antara standar-standar yang memukau ini, standar Jepang relatif longgar dalam hal regulasi. Metode pengukurannya didasarkan pada satu set data stabil, lalu dengan cerdik menggunakan nilai ± untuk mengurangi nilai kesalahan hingga setengahnya. Akibatnya, akurasi posisi yang diperoleh menggunakan metode pengukuran standar Jepang seringkali berbeda lebih dari dua kali lipat dibandingkan dengan standar lainnya.
Meskipun standar lain berbeda dalam cara memproses data, standar-standar tersebut berakar kuat pada statistik kesalahan untuk menganalisis dan mengukur akurasi pemosisian. Khususnya, untuk kesalahan titik pemosisian tertentu pada langkah sumbu yang dapat dikontrol pada mesin perkakas CNC, standar tersebut seharusnya dapat mencerminkan kemungkinan kesalahan yang mungkin terjadi selama ribuan kali pemosisian selama penggunaan mesin perkakas dalam jangka panjang di masa mendatang. Namun, karena dibatasi oleh kondisi aktual, kita seringkali hanya dapat melakukan sejumlah operasi terbatas selama pengukuran, biasanya 5 hingga 7 kali.
Penilaian akurasi mesin perkakas CNC ibarat perjalanan memecahkan teka-teki yang menantang, tidak dapat dicapai dalam semalam. Beberapa indikator akurasi memerlukan pemeriksaan dan analisis yang cermat terhadap produk olahan setelah operasi pemesinan mesin perkakas yang sebenarnya, yang tentu saja meningkatkan kesulitan dan kompleksitas penilaian akurasi.
Untuk memastikan pemilihan mesin perkakas CNC yang memenuhi kebutuhan produksi, kita perlu mengeksplorasi parameter akurasi mesin perkakas secara mendalam dan melakukan analisis yang komprehensif dan terperinci sebelum mengambil keputusan pengadaan. Di saat yang sama, komunikasi dan komunikasi yang memadai dan mendalam dengan produsen mesin perkakas CNC sangatlah penting. Memahami tingkat proses produksi produsen, ketelitian langkah-langkah pengendalian kualitas, dan kelengkapan layanan purna jual dapat memberikan dasar referensi yang lebih berharga bagi pengambilan keputusan kita.
Dalam skenario aplikasi praktis, jenis dan tingkat akurasi mesin perkakas CNC juga harus dipilih secara ilmiah dan rasional berdasarkan tugas pemesinan spesifik dan persyaratan presisi komponen. Untuk komponen dengan persyaratan presisi yang sangat tinggi, mesin perkakas yang dilengkapi dengan sistem CNC canggih dan komponen presisi tinggi harus dipertimbangkan tanpa ragu. Pilihan ini tidak hanya memastikan kualitas pemrosesan yang sangat baik, tetapi juga meningkatkan efisiensi produksi, mengurangi tingkat skrap, dan memberikan manfaat ekonomi yang lebih tinggi bagi perusahaan.
Selain itu, pengujian presisi yang teratur dan perawatan yang cermat pada mesin perkakas CNC merupakan langkah kunci untuk memastikan operasi yang stabil dalam jangka panjang dan mempertahankan kemampuan pemesinan presisi tinggi. Dengan mengidentifikasi dan mengatasi potensi masalah akurasi secara tepat waktu, masa pakai mesin perkakas dapat diperpanjang secara efektif, sehingga menjamin stabilitas dan keandalan kualitas pemesinan. Layaknya merawat mobil balap yang berharga, hanya perhatian dan perawatan yang berkelanjutan yang dapat menjaga performanya tetap prima di lintasan balap.
Singkatnya, akurasi mesin perkakas CNC merupakan indeks pertimbangan multidimensi dan komprehensif, yang mencakup seluruh proses perancangan dan pengembangan mesin perkakas, manufaktur dan perakitan, instalasi dan debugging, serta penggunaan dan perawatan sehari-hari. Hanya dengan memahami dan menguasai pengetahuan serta teknologi yang relevan secara komprehensif, kita dapat secara bijak memilih mesin perkakas CNC yang paling tepat dalam kegiatan produksi aktual, memanfaatkan sepenuhnya potensi efisiensinya, dan menyuntikkan kekuatan serta dukungan yang kuat bagi perkembangan pesat industri manufaktur.