Funzionamento dei test ballbar: approfondimento

I test ballbar sono diventati molto popolari per la loro velocità, semplicità di utilizzo e per la capacità di generare grandi quantità di dati che aiutano a misurare l'accuratezza delle macchine utensili.

Funzionamento del test ballbar

In teoria, se una macchina CNC riceve l'istruzione di tracciare un percorso circolare e le sue prestazioni di posizionamento sono perfette, il cerchio prodotto corrisponderà in modo preciso alla figura programmata. Tuttavia, nella realtà entrano in gioco molti fattori che possono causare deviazioni nel raggio e nella forma del cerchio di prova rispetto a quello programmato. Fra questi fattori si possono includere: geometria della macchina, complessità del sistema di controllo e usura della macchina nel corso del tempo.

L'accuratezza della macchina viene misurata mettendo a confronto il percorso circolare effettivo e quello programmato. Questo è il concetto alla base dei test eseguiti con ballbar telescopico e del sistema ballbar QC20.

Tre semplici passaggi del test con ballbar QC20

Impostazione

La funzione Bluetooth semplifica al massimo la connessione al ballbar QC20. Anche l'impostazione dei test risulta semplice e veloce, grazie al software Ballbar 20 che guida l'operatore in ogni fase del processo. È incluso un "generatore di programmi" che aiuta a impostare il programma corrispondente nella macchina utensile.

La funzione di amministrazione avanzata permette di trovare e accedere ai file esistenti.

Il perno centrale viene posizionato sul piano della macchina, mediante la sfera di impostazione fornita in dotazione con il ballbar QC20. Il mandrino viene spostato su un punto di riferimento e si impostano le coordinate "zero" per il test.

Il mandrino viene spostato sulla posizione di inizio test e il ballbar QC20 viene montato fra due giunti cinematici magnetici. Per avviare il test è sufficiente specificare un semplice comando G02 e G03.

Acquisizione dati

Il test 'classico' ordina alla macchina di eseguire due cerchi consecutivi, uno in senso orario e l'altro in senso antiorario. In pratica viene aggiunto un arco supplementare prima e dopo il cerchio per consentire alla macchina di accelerare e rallentare.

Se si utilizzano le barre di prolunga, è possibile selezionare il raggio del test per riflettere le dimensioni della macchina e la sensibilità a problemi particolari (ad esempio, i cerchi con ampio raggio evidenziano meglio gli errori di geometria, mentre i cerchi piccoli forniscono migliori indicazioni di mancata corrispondenza dei servomotori e ritardi).

L'acquisizione dati in tempo reale aiuta a rilevare gli errori e i problemi durante lo svolgimento del test. Il test può essere interrotto per evitare di sprecare tempo prezioso, soprattutto quando si eseguono test con raggio lungo e con una velocità di avanzamento lenta.

Prima dell'introduzione del ballbar QC20, i test sui piani perpendicolari al piano X-Y standard richiedevano supporti speciali e il riposizionamento del supporto centrale. Ora, è possibile eseguire test che coprono tre piani ortogonali senza spostare il perno centrale.

Il segreto di tale innovazione risiede nella capacità del sistema ballbar QC20 di eseguire test con arco limitato (220°) in due di questi piani. In questo modo si produce un'analisi di prova modificata per l'arco in questione, ma allo stesso tempo si ottiene un valore complessivo di circolarità per il test.

I tre test vengono eseguiti intorno a un unico punto e ciò consente di utilizzare il report di diagnostica volumetrica del software Ballbar 20 che fornisce rapidamente una quantità di informazioni molto superiore rispetto ai sistemi precedenti.

Analisi dati e diagnosi

I report possono essere prodotti in vari formati, conformi agli standard internazionali (ISO, ASME e altri ancora). Le funzioni diagnostiche di Renishaw (con analisi volumetrica) includono una serie di schermate e collegamenti alla Guida.

Tali report forniscono un valore per un singolo indicatore generico delle prestazioni di posizionamento della macchina (ad esempio, deviazione circolare),

possono essere personalizzati e, con un unico test, forniscono una diagnosi approfondita degli errori macchina.

Il ballbar QC20 per la verifica delle macchine utensili gode di una reputazione eccellente nel mondo dell'industria ed è lo strumento più consigliato per gli esami diagnostici su macchine utensili.

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È possibile utilizzare il ballbar QC20 per ottenere la conformità allo standard ISO 10791-6?

Sì. La maggior parte dei test eseguiti con il ballbar QC20 è conforme allo standard ISO 10791-6.

Durante gli spostamenti multiasse, la macchina utensile tenta di mantenere una separazione fissa fra la punta dell'utensile e il pezzo di lavoro. Il ballbar è in grado di valutare le prestazioni di contornatura, misurando le eventuali deviazioni fra la punta dell'utensile e il pezzo di lavoro, mentre segue i percorsi utensile su più assi.

Per lo standard ISO 10791-6 è necessario indicare la deviazione da massima a minima. Questo dato può essere ottenuto facilmente, tramite l'acquisizione dei dati con il software Ballbar Trace.