Přesnost a opakovatelnost CNC obráběcího stroje

Jak je CNC stroj vlastně přesný? Co si představit pod pojmy opakovatelnost a přesnost CNC obráběcího stroje a jaký je v tom rozdíl?

Každé odvětví vyžaduje vyrábět v jiné přesnosti. Není nutné v tomto krátkém článku porovnávat stavební, dřevařský, strojírenský a nebo třeba optický průmysl. Tato problematika je všem jistě dostatečně známa, stejně jako technologie, které se pro daný obor používají.

V tomto vstupu z praxe, popíšu vztahy ovlivňující přesnost strojírenského výrobku a vybrané závislosti, které s přesností výroby souvisí. Obecně platí, že skoro všichni výrobci strojů dokáží vyrobit CNC stroj tak, aby polohoval ve svých rozjezdech poměrně přesně. Upozorňuji, že tento krátký článek není psán za účelem zastrašení uživatele před nákupem CNC stroje, že nedokáže danou součást vyrobit, ale za účelem obecného zjištění, že jakákoliv výroba má své zákonitosti. Vše že je závislé na mnoha okolnostech a znalostech. Nemůžu si tedy koupit např. luxusní linku na pečení rohlíků a čekat, že někam nasypu mouku a droždí a polezou mi zezadu z linky křupavé rohlíčky. I tato linka, (a prakticky úplně všechny výrobní stroje) se musí nastavit a naladit na výrobek, který mě bude vyhovovat.

Poměrně přesně u CNC strojů, tedy znamená co?

1. Že stroj polohuje v řádu tisícin mm (0,001 mm). Tedy že, např. při požadavku na obrobení průměru 30 mm,zapolohuje břit nože v poloze 29,998 a nebo 30,003. Tedy nástroj vzhledem k obrobku se pohybuje (vlivem různých vnějších podnětů) v tolerančním poli velkém 0,005mm.
2. Jiný parametr je opakované najetí do polohy (neboli opakovatelnost), ten bývá obvykle ještě nižší a může mít užší toleranční pole o velikosti např. 0,002 mm.
3. Že stroj takto dobře zapolohuje ještě ale neznamená, že stroj bezpečně obrobí součástku v daném rozměru. Bohužel toto si dodnes plno lidí myslí a někteří „odborní prodejci“ CNC strojů je v tom i rádi utvrzují.
4. V praxi se tyto dva pojmy často spojují do jednoho slova "přesnost", i když reálně je důležitější spíše opakovatelnost, protože opakovatelnost závisí na preciznosti a mechanické jednotce stroje, kdežto přesnost se dá "doladit" korekcemi.

Názorná zobrazení rozdílu mezi přesností a opakovatelností. Na obrázku níže je vyobrazené reálné napolohování, při požadavku polohování do teoretického středu "terče".

Do výsledného rozměru nutně vstupuje pružnost soustavy: stroj – vřeteno – lože – revolver - koník. A samozřejmě také tuhost držáku nástroje i tuhost nástroje samotného.

Do výsledného rozměru ale dále výrazně vstupuje i teplota obrobku, řezné kapaliny a samotného stroje. Rozhodně tedy není jedno, jestli stroj umístíte k vjezdovým vratům, kdy při každém vjezdu ještěrky (vysokozdvihu)  na stroj vlétne ledový vzduch, anebo naopak k oknu, kde bude část stroje ohřívaná sluncem na 80 °C.

Na optimalizaci těchto faktorů je nutné pohlížet jako na proces, kterým uživatel dosáhne stabilního prostředí pro umístění a následné provozování svého CNC stroje. K tomuto tématu se váže nepřeberné množství lidových povídaček a nesmyslů. Můžeme si jednotlivé nesmysly a pověry, a zároveň podle mě důležité podmínky, znovu připomenout: