CNC-koneen asennusmittaus – Näin teet sen oikein
16.09.2023
Metecnon portaalimallinen MeteCNC®-työstökone edustaa ominaisuuksiltaan koneenrakennustaidon huippua. Tämä 13 000 kiloa painava CNC-kone on tekninen mestariteos, joka asettaa korkeat vaatimukset paitsi valmistukselle myös sen asennusmittaukselle.
Olemmekin siksi oikeita henkilöitä vastaamaan yhteen koneenrakennuksen keskeisimpään kysymykseen: Kuinka koneenrakentaja varmistaa, että massiivinen työstökone ja muut sitä vastaavat asennetaan lattiaan koneen työstötarkkuutta edellyttämällä tavalla?
Koneen sijoituspaikka kaiken A ja O
Ennen varsinaista asennusta, koneen sijoituspaikkaa ja sitä ympäröivää infrastruktuuria on tarkasteltava huolellisesti. Erityisesti lattian statuksella, mutta myös maapohjan kerrosten kantavuudella on suuri merkitys.
Lattian tulee täyttää kaksi keskeisintä vaatimusta: lattian on oltava paksu, jotta se ei taivu lainkaan kun massiivinen työstökone tekee edestakaista liikettä. Lattiassa on oltava myös riittävästi massaa, koska massa tappaa värinää.
Lattian tulee kestää paitsi koneen staattinen paino, myös sen aiheuttamat dynaamiset kuormitukset. Epätasainen lattia luo heikon pohjan tarkaksi tarkoitetun työstökoneen asennukseen, mikä tuo merkittäviä lisähaasteita. Ajatus, että lattian tuomia pulmia voisi myöhemmin kompensoida mekaanisesti tai ohjelmallisesti, kannattaa unohtaa.
Käytännössä tehdas tekee jo lattianvalun yhteydessä päätöksen, kuinka massiivisia työstökoneita lattian päällä voidaan tulevaisuudessa järkevästi käyttää. Ihannetapauksissa halliin valetaan erillinen oma kokonaisuutensa lattiaan, mihin kone asennetaan, ja tällöin ympäristön värinä ei pääse vaikuttamaan koneen toimintaan.
Metecnossa Renishaw XK10 -mittauslaserjärjestelmä asennuksen apuna
Metecnon käyttämä Renishaw XK10 on suunniteltu varmistamaan tarkka ja luotettava mittaustulos.
Sen optiikka ja elektroniikka toimivat saumattomasti yhdessä mahdollistaen tarkat mittaukset. Tämän järjestelmän avulla on mahdollista suorittaa keskeisimmät mittaukset CNC-työstökoneiden kaltaisille laitteille.
Näitä ovat muun muassa tasomaisuus-, suoruus- sekä yhdensuuntaisuusmittaukset.
Aloita geometrisestä asennosta
Ensimmäinen vaihe on koneen geometrisen asennon tarkistaminen mittaamalla.
Tämä vaihe sisältää koneen vaakasuoruuden tarkistamisen, akselien suuntauksen ja mahdollisten virheiden mekaanisen korjauksen ja uudelleentarkistuksen.
Lähtötilanteen tarkistuksessa on myös tärkeää huomioida koneen ja sen ympäristön liitynnän oikeellisuus.
Kohtisuoruuden tarkistus
Kohtisuoruuden mittaus on varmasti yksi asennusmittauksen kriittisimmistä vaiheista.
Kun puhumme kohtisuoruudesta, emme viittaa vain yhteen mittaukseen, vaan useiden mittausten yhteistulokseen. Jokaisen akselin, olipa kyseessä sitten X-, Y- tai Z-akseli, on oltava mekaanisesti mahdollisimman kohtisuorassa toisiinsa nähden. Tällä tavoin luodaan erinomainen pohja akseleiden kohtisuoruuksien kompensointiin ohjelmallisesti tarvittaessa.
Tämän varmistamiseksi tarvitaan lasermittauslaitteiden kaltaisia työkaluja, joilla pystytään mittaamaan poikkeamat sadasosamillien, joskus jopa tuhannesosamillien tarkkuudella. Toisiinsa kohtisuoraan asennetut akselit varmistavat, että koneen liikkeet täyttävät asiakkaan vaatimuksen ja niitä on helppo tarvittaessa ohjelmallisesti kompensoida.
Saadun mittadatan avulla voidaan sitten päätellä, korjataanko mahdolliset poikkeamat ohjelmallisesti vai mekaanisesti. Yhtenä esimerkkinä myös jyrsinkaran kohtisuoruus suhteessa liikeakseleihin on otettava huomioon. Jos kohtisuoruus ei ole hyvä, se jättää työstettävään kappaleeseen leikkuujälkiä, mikä taas heikentää työstettävien osien pinnanlaatua.
”Loppujen lopuksi mittauksen suorittaa aina ihminen. Mittaajalla tulee olla selkeä visio mitattavasta asiasta, mittaustuloksista sekä niiden vaikutuksesta muihin asioihin.”
CNC-koneen asennusmittaus on kompleksi kokonaisuus
Korkealuokkaisen CNC-koneen asennusmittaus ei yleisesti ottaen ole suoraviivainen, yksinkertainen prosessi.
Jokainen mittaus, säätö ja korjaus on tehtävä erittäin huolellisesti, ja mittaajan on asennoiduttava ja varattava aikaa myös mittausten tarkistusmittauksiin. Kuitenkin koneen keskeisin ominaisuus, tarkkuus, riippuu näistä toimenpiteistä.
Lisäksi ympäröivät tekijät, kuten lämpötila, kosteus, äänet ja värinä (ja eritoten niiden muutokset mittauksen aikana), vaikuttavat mittauksiin. Tästä syystä niitä on seurattava ja otettava huomioon pitkin prosessia.
Yhtenä konkreettisena esimerkkinä tarkkuushaasteista voidaan mainita lineaarijohteet. Jyrsintäkoneissa on lineaarijohteet jokaisella akselilla koneen liikuttamista varten. Jos asennuksessa tapahtuisi virheitä, johteiden asennot saattaisivat poiketa niille vaadituista asennustoleransseista. Epätarkkuus ei välttämättä näkyisi työstettävän kappaleen laadussa, mutta se voisi lyhentää johteiden käyttöikää merkittävästi.
Kun kaikki geometriset ja kinemaattiset säädöt on tehty, koneen validointi suoritetaan useassa eri vaiheessa. Ensinnäkin dynaamisilla testeillä, joissa koneen nopeutta, kiihtyvyyttä ja jarrutusta testataan, varmistetaan kaikkien mekatronisten komponenttien toimivan yhteen saumattomasti. Tämän jälkeen suoritetaan useita tarkkuustestejä, joissa koneen suorituskykyä verrataan valmistajan ilmoittamiin toleransseihin.
Muista nämä
Asennusmittaus on aidosti kriittinen prosessi, joka varmistaa CNC-työstökoneen optimaalisen toiminnan.
Koska prosessi on monimutkainen ja aikaa vievä, sen tekijäksi ei voi valita ketä tahansa. Oikein suoritettuna asennusmittaus takaa korkealaatuisen tuotannon ja koneelle pitkän käyttöiän.
Mittauksissa käytettävien mittalaitteiden soveltuvuudella on myös suuri merkitys. Vääränlaisilla mittalaitteilla tavoitteisiin pääseminen vaikeutuu tai niihin on jopa mahdotonta päästä. Jotta siis mittalaitteella halutaan saada luotettavaa dataa, mittalaitteiden on oltava kunnossa ja kalibroituja.
Asennusmittauksen jälkiseuranta
Kun alkuperäinen asennus ja säätötyöt on tehty, ei pidä huokaista helpotuksesta – prosessi ei pääty vielä siihen.
Jälkikäteen suoritettaville mittauksille voi esiintyä tarvetta erilaisten tapahtumien myötä. Tällaisia tapahtumia ovat esimerkiksi koneen törmäys, liikekomponenttien vaihdot tai havainnot työstettävien kappaleiden laatuongelmissa.
Mekaniikkasuunnittelijan loppusanat
Korkealuokkaisen CNC-koneen asennusmittaus ei ole helppo tehtävä, mutta oikeilla työkaluilla ja ammattitaitoisella tiimillä se on mahdollista.
Vaikka teknologia tarjoaakin välineet ja mahdollisuudet äärimmäisen tarkkaan mittaukseen ja säätötyöhön, koneenrakentajan ammattitaito ja kokemus ovat korvaamattomia. Koneen optimaalisessa asentamisessa yhdistyvät teknologian tarjoamat edut ja insinöörin taito tunnistaa mahdolliset ongelmat ja löytää niihin ratkaisut.
Tämä yhdistelmä varmistaa koneen ideaalin toiminnan. Kärjistettynä, huolellinen asennusmittausprosessi mahdollistaa tuotannolle sille soveltuvan ja toimivan koneen vuosikymmeniksi.
Kun otetaan huomioon CNC-ohjatun työstökoneen monimutkaisuus ja sen tarjoamat mahdollisuudet, ei ole liioiteltua sanoa sen asennuksen ja mittaamisen olevan liki yhtä tärkeitä kuin itse koneen valmistuksen.
Lisätietoja
Jos blogistamme heräsi lisäkysymyksiä tai kaipaat konsultaatiota täysiverisen CNC-koneen asennusmittauksessa, ole yhteydessä meihin: info@metecno.fi