Modèle de test SEA et instructions

Guide d'analyse des erreurs de broche

Un guide pour mesurer une machine-outil avec des instructions sur l'exécution des tests selon les normes ISO et ANSI, suivi d'un modèle pour un rapport de test.

Le modèle de rapport peut être modifié et personnalisé selon les besoins pour chaque situation particulière.

Normes connexes:
  • Norme ANSI/ASME B5.54-2005,« Methods for Performance Evaluation of CNC Machining Centers »
  • ANSI/ASME B5.57-2013, «Méthodes d'évaluation des performances des tours CNC et des centres de tournage»
  • ANSI / ASME B89.3.4 2010, "Axes de rotation, méthodes de spécification et de test"
  • ISO230-3, «Détermination des effets thermiques»
  • ISO230-7,, "Précision géométrique des axes de rotation"

Mouvement structurel (broche hors tension)
Sections de normes connexes
  • ISO 230-7, 5.3
  • ASME B5.54, 7.5.2
  • ASME B5.57, 7.6.2
Conditions
  1. Mise sous tension de la machine, broche ne tourne pas, entraînements, auxiliaire, système hydraulique désactivé (condition d'arrêt d'urgence)
  2. Mise sous tension de la machine, broche ne tourne pas, entraînements, auxiliaire, circuit hydraulique activé (condition de maintien de l'alimentation)
Fenêtre (s) de mesure SEA

Mètre de sonde

Oscilloscope et FFT utilisés en option pour l'analyse des vibrations

Sondes / Axes Utilisés

X, X2, Y, Y2, Z

Raison d'être

Test initial pour déterminer:

  • Robustesse de la configuration (par exemple, vibrations dans le nid de sonde en raison de plaques d'interface faibles, montage médiocre)
  • Vibrations présentes dans la boucle structurelle de la machine en raison de sources externes (par exemple les vibrations du sol) et internes (par exemple les pompes de lubrification, les mauvais réglages du contrôleur).
  • Présence possible de sources d'erreur électrique (par exemple, bruit de mesure induit par la CEM).
Effectuer le test

Arrête (condition d'arrêt d'urgence)

Pour chaque sonde / canal,

  1. Réinitialiser le TIR de la sonde.
  2. Attendez 5 secondes
  3. Enregistrez le TIR de la chaîne.

Entraînements auxiliaires, circuit hydraulique activé (maintien de l'alimentation)

Pour chaque sonde / canal,

  1. Réinitialiser le TIR de la sonde.
  2. Attendez 5 secondes
  3. Enregistrez le TIR de la chaîne.

Les écrans oscilloscope et FFT peuvent être utilisés pour évaluer les fréquences de vibration et les amplitudes de vibrations répétitives ou intermittentes.


Test de configuration de vitesse lente
Conditions

Broche tournant moins de 60RPM (entraîné ou manuellement tourné)

Sondes / Axes Utilisés

X, X2, Y, Y2, Z

Fenêtre de mesure SEA

Mètre de sonde

Oscilloscope

Raison d'être

Mesure permettant de vérifier la configuration lorsque la broche de la machine tourne lentement.

Effectuer le test
Réinitialisez et observez l'indicateur TIR sur l'affichage du palpeur pour chaque canal pendant la rotation de la broche.
Vérifiez que tous les canaux restent à portée pendant une rotation complète
Vérifier l'excentricité du masterball
L'excentricité typique est 25-50µm ou le maximum d'erreur de broche attendu par 10X.
Aucune excentricité n'est requise si vous utilisez un codeur pour déclencher les mesures SEA.

Erreur de variation de la température ambiante (ETVE)
Sections de normes connexes
  • ISO 230-3, 5
  • ASME B5.54, 6.2
  • ASME B5.57, 6.2.1
Conditions

Avant le test: La machine doit absorber pendant un minimum de 12 heures à température ambiante pendant laquelle la broche n'est pas active.

Pendant le test: La machine est dans une condition de «maintien de l'alimentation». Les conditions environnementales environnantes pendant l’essai doivent refléter les conditions habituelles pendant le fonctionnement de la machine.

Sondes / Axes Utilisés

X, X2, Y, Y2, Z

Capteurs de température

Fenêtre de mesure SEA

Thermique

Valeurs enregistrées
Décalage de position sur les axes X, Y et Z
Inclinaison (X, Y)
Température de l'air
Température du nez de la broche
Toute autre température de surface d'intérêt
Raison d'être

Le déplacement relatif de l'outil par rapport à la pièce est mesuré et enregistré pour cet essai. Ces mesures indiquent l’amplitude des erreurs de décalage de la broche dues aux conditions environnementales typiques de la machine.

Effectuer le test
Monter les sondes et le maître balle
Placez le capteur de température pour mesurer la température de l'air
Placez le capteur de température sur le nez de la broche
Placez d'autres capteurs de température comme vous le souhaitez
Une fois la période de stabilisation terminée, définissez la durée de l’échantillon thermique sur 60 secondes, avec une durée totale de 4 heures (minimum) à 24 heures (de préférence).
Lancer le test
Enregistrez les résultats dans le tableau et insérez une capture d'écran du graphique.

Dérive thermique
Sections de normes connexes
  • ISO 230-3, 6
  • ASME B5.54, 7.6.2
  • ASME B5.57, 7.7.2
Conditions

Avant le test: La machine doit absorber pendant un minimum de 12 heures à température ambiante pendant laquelle la broche n'est pas active.

Pendant le test: broche en rotation à 75% de la vitesse maximale

Sondes / Axes Utilisés

X, X2, Y, Y2, Z

Fenêtre de mesure SEA

Thermique

Valeurs enregistrées
Décalage de position sur les axes X, Y et Z
Inclinaison (X, Y)
Température de l'air
Température du nez de la broche

 

Raison d'être

Le déplacement relatif de l'outil par rapport à la pièce est mesuré et enregistré pour cet essai. Ces mesures indiquent l’ampleur des erreurs de changement de broche dues à la chaleur générée par la broche lors du préchauffage de la machine et peuvent aider à déterminer le temps de préchauffage minimal de la broche requis pour répondre aux spécifications et aux défauts du système de refroidissement de la broche.

Effectuer le test
Monter les sondes et le maître balle
Placez le capteur de température pour mesurer la température de l'air
Placez le capteur de température sur le nez de la broche
Placez d'autres capteurs de température comme vous le souhaitez
Après la stabilisation, définissez la durée de l’échantillon thermique sur 5 secondes avec une durée totale de 60 minutes.
Lancer le test
Enregistrer les résultats dans le tableau et insérer une capture d'écran du graphique

Test de plage de vitesse initiale
Conditions

La broche rotative est passée du régime le plus faible au maximum (Attention: ne dépassez pas le régime maximum pour la boule maître).

Sondes / Axes Utilisés

X, Y, Z

Fenêtre de mesure SEA
Radial Sensible Rotatif ou Fixe
axial
Oscilloscope (optionnel)
Configuration d'analyse
Valeurs enregistrées
Radial
Erreur synchrone
Erreur Asynchrone
TIR X
TIR Y
axial
Fondamental
Résiduelle Synchrone
Erreur Asynchrone
TIR
Raison d'être

Déterminez les vitesses de broche gênantes pour une investigation plus poussée lors d'une analyse complète

Effectuer le test

Observez / enregistrez le mouvement d'erreur synchrone et asynchrone sur toute la plage de vitesse de rotation de la broche.

Après chaque changement de vitesse, cliquez sur le bouton “Régler le régime cible sur le régime mesuré” dans la fenêtre de configuration d'analyse. Ceci réinitialise la DAQ pour les fréquences d'échantillonnage appropriées pour cette vitesse.

Recherchez les vitesses douces (le plus petit mouvement d'erreur) et les vitesses aigres (le plus grand mouvement d'erreur). Au cours de l'analyse complète, une attention particulière peut être portée sur les vitesses de rotation afin de déterminer si une cause / solution peut être trouvée.


Analyse complète

Pour une analyse complète, les mesures sont effectuées à au moins cinq vitesses de broche équidistantes. Les vitesses de fonctionnement typiques doivent être explicitement utilisées dans ce test. Les normes ANSI exigent que 10%, 50% et 100% de la vitesse maximale soient inclus. Pour ces tests, les mesures sont également stockées séparément (en code ASCII) et peuvent être utilisées pour une analyse détaillée une fois les mesures terminées.

Radiale et axiale sensible fixe (tours, centres de tournage et rectifieuses)
Sections de normes connexes
  • ISO 230-7, 5.5
  • ASME B5.57, 7.5.3
Conditions

Broche en rotation à certaines vitesses, y compris les vitesses courantes pour une utilisation normale.

Sondes / Axes Utilisés

X, Z

Fenêtre de mesure SEA
Radial sensible fixe
axial
Valeurs enregistrées à chaque vitesse
Motions d'erreur X (radiales): TIR, Sync, Async, Total
Moteurs d'erreur Z (axiaux): fondamentaux, résiduels, asynchrones, totaux
Vitesse de rotation
Raison d'être

Mesurer les mouvements d'erreur de la broche pour déterminer les capacités et la santé de la machine

Effectuer le test

Définissez des tests pour les révolutions 32. Enregistrez toutes les valeurs de mouvement d'erreur, pour chaque vitesse sélectionnée, dans le tableau de rapport.

Rotating Sensitive Radial and Axial (Toutes les machines-outils)
Sections de normes connexes
  • ISO 230-7, 5.4
  • ASME B5.54, 7.5.3
  • ASME B5.57, 7.6.4
Conditions

Broche en rotation à certaines vitesses, y compris les vitesses courantes pour une utilisation normale.

Sondes / Axes Utilisés

X, Y, Z

Fenêtre de mesure SEA
Radial Sensible Rotatif
axial
Valeurs enregistrées à chaque vitesse
Moteurs d'erreur X, Y (radiaux): TIR, Sync, Async, Total
Moteurs d'erreur Z (axiaux): fondamentaux, résiduels, asynchrones, totaux
Vitesse de rotation
Raison d'être

Mesurer les mouvements d'erreur de la broche pour déterminer les capacités et la santé de la machine

Effectuer le test

Définissez des tests pour les révolutions 32. Enregistrez toutes les valeurs de mouvement d'erreur, pour chaque vitesse sélectionnée, dans le tableau de rapport.

Inclinaison - Direction sensible fixe
Sections de normes connexes
  • ISO 230-7, 5.5.5
  • ASME B5.54, 7.5.3.2
  • ASME B5.57, 7.6.3.3
Conditions

Broche en rotation à certaines vitesses, y compris les vitesses courantes pour une utilisation normale.

Sondes / Axes Utilisés

X, X2 ou Y, Y2

Fenêtre de mesure SEA

Inclinaison - Direction sensible fixe

Valeurs enregistrées à chaque vitesse
Axe, mouvements d'erreur d'inclinaison: Sync, Async, Total
Vitesse de rotation
Raison d'être

Mesurer l'inclinaison de la broche à différentes vitesses et / ou températures

Effectuer le test

Enregistrez toutes les valeurs de mouvement d'erreur, pour chaque vitesse sélectionnée, dans le tableau de rapport.


Shift versus RPM
Sections de normes connexes
  • ASME B89.3.4, 2.7.11
Conditions

Broche en rotation à certaines vitesses, y compris les vitesses courantes pour une utilisation normale.

Sondes / Axes Utilisés

X, X2, Y, Y2 et Z

Fenêtre de mesure SEA

Shift vs. RPM

Valeurs enregistrées à chaque vitesse
Décalage dans chaque axe et inclinaison
Vitesse de rotation
Raison d'être

Teste le décalage de position (déplacement) de la broche sur les axes X, Y, Z et les inclinaisons X et Y à mesure que la vitesse de la broche augmente par paliers sur une courte période. Au fur et à mesure que la vitesse de la broche augmente, les charges mécaniques dans l'unité de la broche changent (c'est-à-dire que les forces centrifuges et les précharges changent), ce qui affecte la position relative de la broche. Ce test peut également révéler l'état actuel de la précharge des roulements de la broche.

Effectuer le test

Lorsque le test est terminé, enregistrez le décalage de position dans chaque axe, à chaque vitesse pour augmenter et diminuer le régime et insérer une capture d'écran du graphique.


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