Precyzja waterjetów

Wybierając waterjeta sprawdź jak tnie materiał

- Wielu ludzi myśli, że stopień precyzji cięcia waterjetów można określić zmieniając dane w specyfikacji technicznej. Założenie takie prowadzi dalej do wniosku, że maszyny, które posiadają najdokładniej określony stół roboczy będą produkowały elementy z największą precyzją. Niestety okazuje się, że ani powyższe założenie ani wniosek nie są prawdziwe – mówi dr John Olsen, jeden z założycieli korporacji OMAX, światowego lidera w dziedzinie technologii cięcia wodą.
Jak więc wybrać waterjeta, aby być pewnym jego precyzji cięcia? Zaufać danym technicznym producenta czy tez lepiej sprawdzić w praktyce jak tnie taka maszyna? Na to pytanie odpowiada dr John Olsen – jeden z założycieli korporacji OMAX w USA i wybitny specjalista w dziedzinie technologii strumieni wodnych.

Nie ufaj pomiarom
Osoba decydująca się na zakup waterjeta na podstawie dokładności wymiarów stołu roboczego, może być mocno zawiedziona przy okazji wykonywania pomiarów części wyciętych za pomocą takiego sprzętu. Nie chodzi tu o to, że producenci waterjetów próbują celowo oszukać potencjalnych klientów. Po prostu – specyfikacje techniczne maszyn do cięcia wodą nie przedstawiają dokładnych danych na temat jakości cięcia ostatecznego produktu.
Po pierwsze, przedstawione dane, dotyczące precyzji ruchu osi X-Y bardzo często oparte są na statycznych pomiarach przesuwu osi X i Y – określają rzeczywistą zmianę położenia na osiach w porównaniu z pożądaną jego zmianą zdefiniowaną przez sterownik. Może to być wynik porównania pomiarów wykonanych przy użyciu precyzyjnych narzędzi pomiarowych takich, jak np. laser (aby dokładnie określić długość ruchu) lub może być to tylko wspomniana precyzja liniowa lub też inne urządzenie wprowadzające głowicę tnącą w ruch. W obu przypadkach nie są brane pod uwagę różnice położenia głowicy wynikające z błędów maszyny takich jak np. prostokątność, obrót lub prostoliniowość. Pozostałe metody pomiarowe mogą porównywać właściwe położenie głowicy z zaprogramowanym ruchem od jednego punktu do drugiego.

Pomiary dokładności, które opierają się na warunkach statycznych nie dają pełnego obrazu precyzji cięcia za pomocą danej maszyny. Pomiary takie można wykonywać dopiero przy cięciu. Z tego powodu nie da się z góry określić z jaką dokładnością wycinane będą części. Dodatkowe błędy mogą pojawić się, gdy w trakcie cięcia wystąpią wibracje, problem z serwem napędowym lub inne. O wiele lepszym sposobem oceny dokładności ruchu osi X-Y jest dokonanie pomiaru metodą dynamiczną, np. test kołowości Renishaw Ball Bar. Każdy błąd ruchu osi wykrywany jest elektronicznie. Jeśli głowica podczas pracy z normalną prędkością cięcia wykona ruch inny niż zaprogramowany, zostanie to odnotowane. Dzięki przeprowadzaniu takich prób w różnych punktach stołu roboczego zarówno producenci waterjetów, jak i potencjalni klienci branży, mogą zyskać bardziej realny obraz dokładności ruchu osi X-Y podczas cięcia.


Nieobliczalny strumień wody
Jednakże trzeba zdać sobie sprawę z tego, że nawet pomiary precyzji cięcia wykonane w ruchu nie są wyznacznikiem precyzyjności cięcia elementów wycinanych za pomocą waterjeta. Powodem tego jest swoistość strumienia tnącego. Mówiąc wprost, nie jest to sztywne narzędzie tnące. Dolna część strugi zachowuje się inaczej niż górna. Poza tym, szerokość strumienia też jest zmienna i ulega deformacjom. Podczas cięcia struga przyjmuje kształt stożka. Wszystkie te cechy zmieniają się przy zastosowaniu różnych materiałów, przy różnych grubościach, innych parametrach głowic, pod wpływem zmienionej prędkości cięcia, innego przyspieszenia i wielu innych czynników. Dlatego też dokładność ruchu systemu napędowego maszyny podaje najniższą możliwą skalę błędu przy cięciu danego elementu. Gwarantowaną dokładność można osiągnąć pod warunkiem cięcia przy bardzo niskiej prędkości. Jednak jak się okazuje – nikt nie chce ciąć tak wolno.

Poproś o próbki cięcia
Przy cięciu z dużą prędkością, prędkość należy dokładnie kontrolować tak, aby zminimalizować błędy w cięciu. Przy ręcznym programowaniu jest to bardzo trudne. Oprogramowanie sterujące samo dobiera prędkość, przyspieszenie, zmiany prędkości, ścieżkę narzędziową, redukcję stożka i inne zmienne wartości, wykorzystując do tego liczne algorytmy. Nawet najbardziej precyzyjny waterjet na świecie nie będzie w stanie wyprodukować powtarzalnego elementu w sposób dokładny i szybki, bez odpowiedniego oprogramowania.


OMAX jest dumny ze swoich waterjetów. Nasze maszyny są niesłychanie precyzyjne i posiadają bardzo dużą dokładność ruchu. Dzięki naszemu oprogramowaniu możliwe jest otrzymanie precyzyjnie wyciętych i powtarzalnych elementów. Z tego względu tłumaczymy wszystkim potencjalnym klientom, aby nie oceniali naszych maszyn (maszyn innych producentów również) na podstawie specyfikacji dotyczącej precyzji osi X-Y. Aby to określić, trzeba wyciąć próbki, dokonać pomiarów i porównać. Precyzję cięcia danej maszyny można określić wyłącznie na podstawie pomiarów wyciętych części.