تاثير انبساط طوليBall Screw در محورهاي خطي، بر حركت محورهاي چرخشي و درستي هندسي قطعه كار در ماشينهاي فرز CNC پنج محور با كله گي چرخشي و آپشن RTCP فعال

Effect of Ball Screw linear expansion of linear axes on the movement of rotary axes and workpiece geometric accuracy in five‐axis CNC milling machine with rotational head and RTCP active option

در هنگام ماشينكاري بخشي از حرارت ايجاد شده بر اثر عمل كنش لبه هاي برنده ابزار نسبت به قطعه كار كه به ماشين منتقل مي شود و علاوه بر آن، اصطكاك ايجاد شده در حركت مداوم Ball Screwها در داخل Nut كه بر اثر جابجا شدن محورهاي ماشين بوجود مي آيد، باعث انبساط ابعاديBall Screw خواهد شد. به دليل طويل بودن و نسبت طول به قطر زياد، انبساط ايجاد شده در راستاي طول Ball Screw حايز اهميت خواهد بود. زيرا در پي هرحركت اعمال شده در برنامهNC، با توجه به اختلاف اندازه ميان خط قبلي برنامه تا خط كنوني، علاوه بر جابجايي اصلي يك جابجايي اضافي نيز به خاطر انبساط Ball Screw، انجام مي پذيرد. در ماشينهاي CNC پنج محور، علاوه بر تاثير مستقيم انبساط طوليBall Screw محورهاي خطي بر درستي هندسي قطعه كار، تاثير غير مستقيمي نيز وجود دارد كه با توجه به آپشن RTCP (چرخش ابزار حول نقطه مركزي اش)، براي جابجايي محورهاي چرخشي نمايان مي گردد. در RTCP فعال، مركز ابزار در فضا ثابت وبجاي آن، مركز محورهاي چرخشي متحرك مي باشند. در اين حالت براي جبران جابجايي هاي ابزار، در اثر حركت محورهاي چرخشي، محورهاي خطي جابجا خواهند شد. در اين مقاله تاثير مستقيم وغير مستقيم انبساط طولي Ball Screw ها بر روي درستي هندسي قطعه كار با استفاده از روابط تحليلي-رياضي مورد بررسي قرار گرفته و از نتايج آن مي توان براي كنترل تطبيقي با موضوعيت عنوان مقاله در ماشينهاي CNC پنج محور بهره برد.

During machining a portion of the heat generated by operation activities edges of cutting tool relative to the workpiece is transferred to machine tool, and in addition, the friction generated in continuous motion of Ball Screw and the Nut that Due to shift of axis machine is created, causing the expansion of the Ball Screw size will be. Because of the length of the high ratio of length to diameter, expansion of the length of Ball Screw to be important. Because after every movement applied to in the NC, according to the size difference between the previous program and the current line, in addition to the original displacement, had done an additional displacement due to the expansion of the Ball Screw. Machines CNC five-axis, in addition to the direct impact of linear expansion length of Ball Screw linear axes for the accuracy of the workpiece geometry, the indirect effect are also considering option RTCP (Rotation Tool Center Point), to move the axis rotary is shown. The RTCP active, the center of cutting tool is fixed in space instead of, the center of the rotary axes are moving. In this case, to compensate for displacement of cutting tool, In effect movement the rotary axes, linear axes will be moved. In this paper, directly or indirectly effect of Ball Screw linear expansion on the workpiece geometric accuracy studied using analytical-mathematical an‎d the results can be compared with the adaptive control as five-axis CNC machines used in the paper.