Nowoczesne obrabiarki CNC coraz częściej pracują w układach cztero- i pięcioosiowych. W takich maszynach detale ustawiane są pod różnymi kątami, a dokładność pozycjonowania stołu obrotowego lub głowicy bezpośrednio wpływa na jakość obróbki. Dlatego producenci stosują precyzyjne systemy pomiaru ruchu kątowego. Jednym z najczęściej wykorzystywanych rozwiązań są enkodery kątowe.
Jak działają enkodery kątowe w obrabiarkach CNC?
Enkoder kątowy jest czujnikiem, który zamienia ruch mechaniczny na sygnał elektryczny odczytywany przez sterowanie maszyny. Na podstawie tego sygnału system CNC dokładnie określa pozycję elementów ruchomych, kierunek obrotu czy liczbę wykonanych obrotów.
W przypadku osi obrotowych stosuje się czujniki mierzące bezpośrednio kąt obrotu. Dzięki temu sterowanie otrzymuje informację zwrotną o aktualnym położeniu stołu obrotowego, osi C tokarki lub głowicy uchylnej.
Szczególnie wysoką dokładność zapewniają enkodery kątowe Heidenhain, które mierzą pozycję z dokładnością sięgającą pojedynczych sekund kątowych. W wybranych konstrukcjach błąd pomiaru może wynosić nawet około ±0,04 sekundy kątowej.
Tak wysoka precyzja ma ogromne znaczenie w produkcji elementów wymagających bardzo małych tolerancji.
Dlaczego stosuje się je w osiach obrotowych?
Osie obrotowe w centrach obróbczych odpowiadają za ustawienie detalu pod odpowiednim kątem. W obróbce pięcioosiowej to właśnie one decydują o orientacji narzędzia względem powierzchni materiału.
Zastosowanie enkoderów kątowych przynosi kilka ważnych korzyści.
Dokładne pozycjonowanie stołów obrotowych
System pomiarowy kontroluje rzeczywisty kąt ustawienia stołu. Dzięki temu sterowanie CNC może korygować ruch w czasie rzeczywistym.
Stabilność podczas obróbki wieloosiowej
Przy jednoczesnym ruchu kilku osi bardzo ważna jest synchronizacja. Dokładny pomiar kąta pozwala utrzymać właściwe położenie narzędzia względem detalu.
Powtarzalność produkcji
W produkcji seryjnej nawet niewielkie odchylenia mogą prowadzić do błędów wymiarowych. System pomiarowy ogranicza ryzyko takich odchyleń.
Kontrola dynamicznych ruchów osi
W wielu maszynach stoły obrotowe wykonują szybkie ruchy indeksujące. Enkoder pozwala sterowaniu dokładnie monitorować każdy etap tego ruchu.
Gdzie stosuje się enkodery kątowe w maszynach CNC?
Czujniki tego typu montuje się w kilku miejscach obrabiarki:
- w stołach obrotowych centrów frezarskich,
- w głowicach uchylnych maszyn pięcioosiowych,
- w osi C tokarek CNC,
- w podzielnicach i stołach indeksujących.
Urządzenia te spotyka się wszędzie tam, gdzie konieczny jest bardzo dokładny pomiar kąta. Enkodery kątowe stosuje się między innymi w stołach obrotowych obrabiarek, głowicach uchylnych czy systemach pomiarowych wymagających precyzji rzędu sekund kątowych.
Dzięki temu możliwe jest utrzymanie wysokiej jakości obróbki nawet przy skomplikowanych geometriach detalu.
Dlaczego system pomiarowy ma tak duże znaczenie?
W obrabiarkach CNC dokładność detalu nie zależy wyłącznie od konstrukcji mechanicznej maszyny. Równie ważny jest sposób pomiaru położenia osi.
Jeżeli sterowanie nie otrzymuje precyzyjnych danych o położeniu, nawet najlepiej zaprojektowana maszyna nie zapewni wymaganej dokładności. Zastosowanie wysokiej klasy enkoderów pozwala kontrolować pozycję osi z bardzo dużą rozdzielczością, co przekłada się na stabilny proces obróbki.
Podsumowanie
Osie obrotowe odgrywają ważną rolę w nowoczesnych obrabiarkach CNC, zwłaszcza w centrach pięcioosiowych. Aby zapewnić dokładne ustawienie detalu i powtarzalność obróbki, konieczny jest precyzyjny pomiar kąta.
Dlatego producenci maszyn stosują enkodery kątowe Heidenhain, które dostarczają bardzo dokładnej informacji o położeniu osi. Dzięki nim sterowanie CNC może kontrolować ruch stołów obrotowych i głowic z dużą precyzją, co przekłada się na stabilność procesu i wysoką jakość gotowych detali.
