În finalul acestui articol serial, vreau să prezint câteva cazuri în care rezultatele verificărilor unor maşini-unelte nu au fost satisfăcătoare, iar cei implicaţi în realizarea maşinii-unelte nu au reuşit să descopere cauzele şi, evident, să ia măsurile de corecţie corespunzătoare.
Cazul 1
Scop: determinarea săgeţii culisei unei maşini orizontale de alezat şi frezat în timpul deplasării acesteia, sub greutatea proprie („săgeata” culisei), în vederea compensării prin echipamentul de comandă numerică;
Probleme: instabilitatea poziţiei în timpul deplasării şi, ca urmare, lipsa repetabilităţii pentru a putea compensa deformaţia respectivă;
Diagnoză, constatări:
-
deplasarea păpuşii (neprogramată, necomandată), adică modificarea poziţiei sale unghiulare (precesie-yaw) la deplasarea culisei;
-
s-au făcut următoarele verificări: - la şurubul cu bile: paralelismul axei şurubului cu bile faţă de ghidajele montantului (în două planuri), bătaia radială a şurubului cu bile (în două planuri); abaterile au fost foarte mari, deşi echipa de montare a afirmat că a efectuat alinierea corectă a şurubului cu bile; - la arborele de frezare: perpendicularitatea axei de rotire a acestuia faţă de direcţia de deplasare a păpuşii; acesta s-a încadrat în valorile admise ale abaterilor; - la culisă: perpendicularitatea direcţiei de deplasare a culisei faţă de direcţia de deplasare a păpuşii; s-a constatat o eroare foarte mare;
Cauze (figura 1 deschidere):
-
s-a „aranjat” geometria culisei prin modificarea unor distanţe (cote) ale locaşurilor tanchetelor cu role faţă de suprafaţa de ghidare a păpuşii, iar tanchetele au fost pretensionate diferit;
-
aceste „aranjamente” au fost făcute din cauza prelucrării necorespunzătoare a ghidajelor culisei în păpuşă şi a abaterii de paralelism a axei arborelui de frezare faţă de ghidajele culisei;
-
suprafaţa de aşezare (de rezemare, de fixare) a piuliţei şurubului cu bile pe păpuşă a fost prelucrată cu erori excesive (paralelism şi perpendicularitate) faţă de suprafeţele de referinţă (ghidaje);
Rezultate: După corectarea suprafeţelor prelucrate incorect şi după introducerea diagramei săgeţii culisei în programul de compensare (prin comandă numerică) s-a măsurat o eroare de rectilinitate a deplasării culisei şi de perpendicularitate a direcţiei de deplasare a culisei faţă de direcţia de deplasare a păpuşii de 0,010mm/1000mm, ceea ce se încadra în limitele admise în fişa de verificări.
Cazul 2
Scop: determinarea cauzelor variaţiei jocului de întoarcere (backlash) la deplasarea (poziţionarea) axelor comandate numeric;
Probleme: poziţia ansamblului mobil, comandat numeric (sau doar cu poziţionare) poate diferi în funcţie de sensul de atingere/poziţionare la cota stabilită; problema este foarte importantă atât la poziţionare, cât şi la prelucrarea prin conturare;
Diagnoză:
-
variaţia rigidităţii şurubului cu bile din cauza variaţiei diametrului de rostogolire a bilelor sau din cauza variaţiei pasului şurubului cu bile;
-
rigiditatea insuficientă a sistemului de lăgăruire a şurubului cu bile, fixarea insuficient de rigidă a piuliţei şurubului cu bile sau a suportului (lor) lagărelor şurubului cu bile;
-
erori de rectilinitate şi/sau de paralelism ale ghidajelor ansamblului mobil;
-
erori de aliniere (paralelism) ale şurubului cu bile sau ale sistemului de fixare a piuliţei cu bile faţă de ghidajele ansamblului mobil;
-
erori de coaxialitate dintre axele lagărelor şurubului cu bile şi axa piuliţei;
-
perpendicularitatea suprafeţei de fixare a piuliţei cu bile faţă de axa şurubului cu bile;
-
dacă se utilizează un sistem de măsurare indirect (măsurare cu traductor rotativ fixat pe şurubul cu bile) caracteristicile cuplajului (şurub cu bile-traductor) influenţează direct jocul de întoarcere etc;
-
una din verificările care evidenţiază erorile de aliniere, dar şi cele de execuţie ale ghidajelor ansamblului mobil şi ale şurubului cu bile, este variaţia momentului rezistent la motorul de acţionare a mecanismului de avans;
-
variaţia temperaturii traductorului pe lungimea acestuia; la multe maşini-unelte cu comandă numerică, de dimensiuni mari (maşini-unelte grele) am constatat variaţii ale temperaturii traductorului de ordinul a 3-4°C, pe o lungime de 2-3m. Din cauze pe care nu le prezint aici, temperatura traductorului a variat continuu în timpul funcţionării maşinii-unelte, ceea ce a condus la valori foarte mari ale împrăştierii şi ale jocului de întoarcere; aceste valori nu aparţineau părţii mecanice a maşinii, dar făceau parte din „modul de funcţionare” a acesteia. Variaţia temperaturii traductorului (dar şi a maşinii) se poate datora şi curenţilor de aer.
Rezultate: După remedierea tuturor tipurilor de erori enumerate (plus altele nespecificate aici) am obţinut valori ale erorii de poziţionare mai mici de 0,010mm/1000mm (eroare sistematică, împrăştiere şi joc de întoacere), chiar fără a utiliza funcţia de compensare a erorii sistematice. La maşinile-unelte grele problema este destul de dificilă din cauze termice.

Figura 2
Cazul 3
Scop: determinarea variaţiei erorii de rectilinitate a deplasării culisei unui strung carusel;
Istoric:
-
la finisarea culisei s-au obţinut erori de rectilinitate ale suprafeţelor între 6 şi 16µm pe o lungime de peste 4m;
-
după montarea pe maşină a culisei (inclusiv a piuliţei şurubului cu bile) s-a verificat abaterea de rectilinitate a direcţiei de deplasare a culisei pe o lungime a cursei de cca 0,5m (la producător); s-a considerat că verificarea corespunde condiţiilor contractuale;
-
la beneficiar, cel care a verificat maşina (având mulţi ani de experienţă la o fabrică foarte cunoscută de maşini-unelte, dar lucrând atunci independent) a făcut verificarea pe întreaga lungime a deplasării (corect din punctul de vedere al beneficiarului!), în două planuri perpendiculare; a constatat că eroarea este cu mult mai mare decât valoarea convenită prin contract într-unul din planuri;
-
după mai multe negocieri, suportul de lucru împreună cu culisa au fost returnate producătorului maşinii-unelte;
-
s-a verificat din nou culisa după demontarea şurubului cu bile, dar cu caseta piuliţei montată (inclusiv cu sitemul de rigidizare) (figura 2);
-
s-a constatat că abaterea de rectilinitate a suprafeţei culisei era mai mare decât valoarea admisă şi mult mai mare decât valoarea iniţială; valoarea maximă a abaterii corespundea zonei de rigidizare a suportului piuliţei; după demontarea (dificilă) a penelor de rigidizare s-a constatat că eroarea de rectilinitate se încadra în valorile obţinute la prelucrare. Rezultă că la montare culisa a fost încovoiată, din cauza forţei de strângere foarte mari a sistemului de rigidizare;
Notă: La un moment dat a existat suspiciunea că la manipulare culisa ar fi fost scăpată din macara şi că aceasta ar fi fost cauza erorii de rectilinitate „dobândită” (ipoteză falsă, care a generat o investigaţie internă).
-
s-a constatat după demontarea sistemului de rigidizare că: - şuruburile de strângere a penelor erau strânse excesiv, până aproape de blocare; - înclinările penelor erau diferite;
Soluţie
-
s-au reprelucrat penele în corespondenţă (aceeaşi înclinare);
-
s-a elaborat o procedură de montare modificată, prin care forţa de strângere era controlată, asigurându-se, în acelaşi timp, şi rigiditatea ansamblului;
-
la reverificarea rectilinităţii culisei s-a constatat că aceasta corespunde. La montarea pe maşină nu au mai apărut probleme.
Cazul 4
Scop: determinarea cauzelor care conduc la instabilitatea rectilinităţii deplasării unui montant pe batiu (I)
Constatări: deşi s-au efectuat reglajele necesare ale batiului pentru asigurarea rectilinităţii direcţiei de deplasare a montantului, după un anumit timp (după mai multe deplasări) s-a constatat că valorile măsurate erau mult mai mari decât cele iniţiale;
Diagnoză:
-
s-a constatat prezenţa unei erori mai mari decât cea admisă;
-
s-a refăcut reglajul poziţiei batiului şi s-a refăcut verificarea rectilinităţii deplasării montantului (după efectuarea mai multor deplasări ale montantului, pe întreaga cursă a acestuia); din nou eroarea acesteia era mai mare decât valoarea acceptată şi decât cea constatată imediat după realinierea batiului;
-
după câteva deplasări s-a identificat şi o zonă în care se constatau devieri majore ale rectilinităţii;
-
în zonele respective s-au făcut măsurări care au stabilit următoarele: - existau deplasări relative între două tronsoane ale ansamblului batiu; - cel puţin în zona unor papuci de reglare se constatau deformaţii ale acestora;
-
s-a hotărât scoaterea unor papuci de reglare de sub batiu şi demontarea acestora;
-
s-au constatat următoarele: - suprafeţele de contact ale planului înclinat (utilizat ca element de reglare) erau realizate cu abateri grosolane faţă de documentaţia de execuţie corespunzătoare (rugozitate complet necorespunzătoare); - vaselina utilizată în cupla de frecare avea multe impurităţi (nisip, şpan);
Soluţie:
-
corectarea elementelor de îmbinare a tronsoanelor de batiuri;
-
corectarea suprafeţelor planului înclinat;
-
utilizarea unei vaseline corespunzătoare.
După rezolvarea acestor defecţiuni nu au mai fost probleme. În numărul următor vor fi prezentate alte câteva cazuri şi concluziile finale ale acestui articol.
Bibliografie
1.ANTENA 3-Emisiunea „Exces de putere”, Oana STANCU,12 ianuarie 2013
2.***Dicţionar Universal Ilustrat al Limbii Române,12 volume,Ed.LITERA,2010,vol.4, pag.217
3.***DEX ed.a ii-a ,Univers Enciclopedic,Bucureşti,1996,pag.358
4.***World Power Dctionary,ISBN962-258-236-2;Reader’s Digest Association Far East Intnl.,Hong Kong,2005, pag.280
Corneliu Gornic este inginer, Director Ştiinţific PROFEX CONSULT