Prečo sa zrazu zníži presnosť obrábacích strojov?
1. Príčiny abnormálnych chýb presnosti obrábania
Príčiny abnormálnych chýb presnosti obrábania sú veľmi skryté a ťažko diagnostikovateľné. Možno zhrnúť päť hlavných dôvodov: bola upravená alebo zmenená podávacia jednotka obrábacieho stroja; Abnormálne posunutie nuly každej osi obrábacieho stroja; Abnormálna axiálna reverzná vôľa; Abnormálny prevádzkový stav motora, menovite abnormálne elektrické a ovládacie časti; Mechanické poruchy, ako sú skrutky, ložiská, spojky a iné komponenty. Okrem toho programovanie programov obrábania, výber rezných nástrojov a ľudský faktor môžu tiež viesť k abnormálnej presnosti obrábania.
2. Zásady diagnostiky porúch CNC obrábacích strojov
Externý a interný CNC obrábací stroj je obrábací stroj, ktorý integruje mechanické, hydraulické a elektrické komponenty, takže výskyt jeho porúch sa komplexne prejaví aj týmito tromi faktormi. Pracovníci údržby by mali najprv skontrolovať jeden po druhom zvonku dovnútra a pokúsiť sa vyhnúť náhodnému otváraniu a rozoberaniu, inak sa chyba rozšíri, obrábací stroj stratí presnosť a zníži výkon.
Všeobecne možno povedať, že mechanické poruchy sa dajú ľahšie odhaliť, kým diagnostika porúch v CNC systémoch je zložitejšia. Pred odstraňovaním porúch najskôr venujte pozornosť odstráneniu mechanických porúch, ktoré častokrát dokážu dosiahnuť dvojnásobný výsledok s polovičným úsilím.
Pred zapnutím obrábacieho stroja je potrebné najprv spozorovať, otestovať, analyzovať a potvrdiť, že ide o nedeštruktívnu poruchu, pričom obrábací stroj je v stacionárnom stave s vypnutým napájaním; V prevádzkových podmienkach vykonajte dynamické pozorovanie, kontrolu a testovanie, aby ste identifikovali chyby. Pri deštruktívnych poruchách musí byť nebezpečenstvo eliminované pred pripojením napájania.
Keď sú viaceré chyby prepletené a maskované a momentálne neexistuje spôsob, ako začať, mali by sa najskôr vyriešiť ľahké problémy a potom ťažké problémy. Často sa po vyriešení jednoduchých problémov môžu stať ľahšie aj zložitejšie.
3. Metóda diagnostiky porúch pre CNC obrábacie stroje
Intuitívna metóda: (pozorovanie, ovoniavanie, pýtanie sa, rezanie) pýtanie sa na poruchy obrábacieho stroja, podmienky spracovania atď.; Skontrolujte - informácie o alarme CRT, kontrolky alarmu, deformáciu, dymenie, horenie kondenzátorov a iných komponentov a vypnutie ochranných zariadení; Abnormálny zvuk počas počúvania; Zápach - Elektrické komponenty majú spálený zápach a iné nepríjemné pachy; Dotykové zahrievanie, vibrácie, zlý kontakt atď.
Spôsob kontroly parametrov: Parametre sú zvyčajne uložené v pamäti RAM. Niekedy môže nedostatočné napätie batérie, dlhodobý výpadok napájania systému alebo externé rušenie spôsobiť stratu parametrov alebo zmätok. Príslušné parametre by sa mali skontrolovať a kalibrovať na základe charakteristík poruchy.
Metóda izolácie: Pri niektorých poruchách, ktoré je ťažké rozlíšiť medzi CNC časťou, servosystémom alebo mechanickou časťou, sa často používa metóda izolácie.
Vymeňte podozrivú chybnú šablónu za záložnú dosku s rovnakou funkciou alebo vymeňte šablóny alebo jednotky s rovnakou funkciou pomocou rovnakého typu výmeny.
Metóda testovania funkčných programov zahŕňa písanie niekoľkých malých programov pre všetky inštrukcie G, M, S, T a ďalšie funkcie. Pri diagnostike porúch je možné tieto programy spustiť na určenie nedostatočnej funkčnosti.
4. Príklad diagnostiky a riešenia porúch abnormálnej presnosti obrábania
A. Mechanická porucha vedúca k abnormálnej presnosti obrábania
Fenomén poruchy: Jedno vertikálne obrábacie centrum SV{0}} používajúce systém Frank. Počas obrábania formy ojnice sa náhle zistilo, že posuv osi Z bol abnormálny, čo viedlo k chybe rezu najmenej 1 mm (prerezanie v smere Z).
Diagnostika poruchy: Pri šetrení bolo zistené, že porucha nastala náhle. Obrábací stroj je v režime krokovania a pri manuálnom zadávaní údajov všetky osi fungujú normálne a vracajú sa do referenčného bodu bez akýchkoľvek výstražných upozornení. Možnosť ťažkých porúch v elektrickej ovládacej časti bola vylúčená. Nasledujúce aspekty by sa mali kontrolovať jeden po druhom.
Skontrolujte segmenty programu obrábania, ktoré sú spustené, keď je presnosť obrábacieho stroja abnormálna, najmä pokiaľ ide o kompenzáciu dĺžky nástroja, kalibráciu a výpočet súradnicového systému obrábania (G54-G59).
V režime krokovania sa os Z opakovane pohybuje a po vizuálnej, hmatovej a sluchovej diagnostike stavu jej pohybu sa zistí, že hluk pohybu osi Z je abnormálny, najmä pri rýchlom posúvaní je hluk výraznejší. . Na základe toho môžu existovať skryté nebezpečenstvá v mechanickom aspekte.
Skontrolujte presnosť osi Z obrábacieho stroja. Posuňte os Z pomocou ručne zalomeného generátora impulzov (nastavte jeho zväčšenie na 1) × Pri prevodovom stupni 100, to znamená pri každom kroku zmeny, motor posúva o 0,1 mm a sledujte pohyb osi Z s číselníkom. Po udržiavaní normálneho jednosmerného pohybu ako počiatočného bodu pre pohyb vpred, pri každej zmene v generátore impulzov, sa skutočná vzdialenosť pohybu osi Z obrábacieho stroja d=d1=d{10 }}d3=...=0.1 mm znamená, že motor beží dobre a presnosť polohovania je tiež dobrá. Zmenu skutočného posunu obrábacieho stroja možno rozdeliť do štyroch etáp:
(1) Machine tool movement distance d1>d=0.1mm (sklon väčší ako 1).
(2) Manifested as d1=0.1mm>d2>d3 (sklon menší ako 1).
(3) Mechanizmus obrábacieho stroja sa v skutočnosti nepohol a vykazoval najštandardnejšiu spätnú vôľu.
(4) Vzdialenosť pohybu obrábacieho stroja sa rovná nastavenej hodnote generátora impulzov (so sklonom 1) a vráti sa k normálnemu pohybu obrábacieho stroja.
Bez ohľadu na to, ako je spätná vôľa kompenzovaná, jej charakteristikou je, že okrem kompenzácie v etape (3) stále existujú zmeny v ostatných etapách, najmä v etape (1), čo vážne ovplyvňuje presnosť obrábania obrábacieho stroja. Počas procesu kompenzácie sa zistilo, že čím väčšia je kompenzácia medzery, tým väčšia je vzdialenosť prejdená počas fázy (1).
Pri analýze vyššie uvedenej kontroly sa predpokladá, že existuje niekoľko možných dôvodov: po prvé, v motore je abnormalita, po druhé, ide o mechanickú poruchu a po tretie, v skrutke je medzera. Pre ďalšiu diagnostiku poruchy úplne odpojte motor a skrutku a skontrolujte motor a mechanické časti samostatne. Výsledok kontroly ukazuje, že motor beží normálne; Pri diagnostike mechanickej časti sa zistilo, že pri ručnom otáčaní vodiacej skrutky bola výrazná medzera v počiatočnom pohybe. Za normálnych okolností by malo byť možné cítiť usporiadaný a plynulý pohyb ložísk.
Ošetrenie poruchy: Po demontáži a kontrole sa zistilo, že ložisko je skutočne poškodené a odpadávajú guľôčkové ložiská. Po výmene sa obrábací stroj vrátil do normálu.
B. Nesprávna logika riadenia vedie k abnormálnej presnosti obrábania
Fenomén poruchy: Obrábacie centrum vyrobené šanghajským výrobcom obrábacích strojov má systém Frank. Počas procesu obrábania sa zistilo, že presnosť osi X obrábacieho stroja bola abnormálna, s minimálnou chybou presnosti 0.008 mm a maximálnou chybou presnosti 1,2 mm. Diagnostika chýb: Počas kontroly bol obrábací stroj podľa potreby nastavený na súradnicový systém obrobku G54. V režime manuálneho zadávania údajov spustite program v súradnicovom systéme G54, tj "GOOG90G54X60. OY70. OF150; M30;". Po spustení pohotovostného lôžka je hodnota mechanických súradníc zobrazená na displeji (os X) "-1025.243". Zaznamenajte túto hodnotu. Potom v manuálnom režime presuňte obrábací stroj do akejkoľvek inej polohy a znova spustite predchádzajúci segment programu v režime manuálneho zadávania údajov. Po zastavení obrábacieho stroja sa zistí, že hodnota súradníc obrábacieho stroja sa zobrazí ako "-1024.891", čo je o 0,352 mm odlišné od hodnoty po predchádzajúcom vykonaní. Rovnakým spôsobom posuňte os X do rôznych polôh a opakovane vykonajte segment programu. Všetky hodnoty zobrazené na monitore sú rôzne (nestabilné).
Starostlivá kontrola osi X pomocou číselníka odhalila, že skutočná chyba v mechanickej polohe bola v súlade s chybou zobrazenou číslami, čo naznačuje, že príčinou poruchy bola nadmerná opakovaná chyba polohovania na osi X. Kontrola spätnej vôle a presnosti polohovania osi X a kompenzácia jej chybovej hodnoty opäť nemala žiadny vplyv. Preto existuje podozrenie, že existujú problémy s mriežkovým pravítkom a systémovými parametrami. Prečo sa však vyskytla taká veľká chyba bez zodpovedajúcich alarmových správ? Ďalšia kontrola odhalila, že táto os je vertikálna a keď sa os X uvoľní, vretenová skriňa spadne, čo spôsobí chybu.
Ošetrenie porúch: Program riadenia logiky PLC obrábacieho stroja bol upravený, to znamená, že keď sa uvoľní os X, najskôr povoľte načítanie osi X a potom uvoľnite os X; Pri upínaní osi X najskôr upnite os X a potom odstráňte aktiváciu. Po úprave bola porucha obrábacieho stroja vyriešená.
C. Abnormálna presnosť obrábania spôsobená problémami s polohou obrábacieho stroja
Fenomén poruchy: Vertikálna CNC fréza vyrobená v Hangzhou, vybavená systémom Beijing KND-10M. Počas joggingu alebo obrábania boli zistené abnormality osi Z.
Diagnostika poruchy: Pri kontrole sa zistilo, že os Z sa pohybuje nerovnomerne hore a dole s hlukom a je tam určitá medzera. Keď je motor naštartovaný, dochádza k nestabilnému hluku a nerovnomernému rozloženiu sily v pohybe osi Z smerom nahor v režime krokovania a zdá sa, že motor sa dosť silno trasie; Pri pohybe nadol nedochádza k takému zjavnému chveniu; Pri zastavení nedochádza k otrasom, ktoré sú počas procesu obrábania citeľnejšie. Analýza naznačuje, že existujú tri dôvody poruchy: po prvé, spätná vôľa skrutky je veľmi veľká; Druhým je abnormálna činnosť motora osi Z; Tretím problémom je, že kladka je poškodená nerovnomerným rozložením sily. Jedna vec, ktorú treba poznamenať, je, že pri zastavení nedochádza k chveniu a nerovnomernému pohybu hore a dole, takže problém abnormálnej činnosti motora možno vylúčiť. Preto najskôr diagnostikujte mechanickú časť a počas diagnostického testovania sa nezistili žiadne abnormality v rámci tolerancie. Pri použití pravidla vylúčenia zostáva jediným problémom pás. Pri kontrole remeňa sa zistilo, že bol práve vymenený. Pri pozornej kontrole remeňa sa však zistilo, že na vnútornej strane remeňa sú rôzne stupne poškodenia, ktoré bolo jednoznačne spôsobené nerovnomernou silou. Aký bol dôvod? Pri diagnostike sa zistilo, že je problém s umiestnením motora, to znamená, že uhol a poloha upnutia boli asymetrické, čo malo za následok nerovnomernú silu.
Ošetrenie chýb: Len znova nainštalujte motor, zarovnajte ho s uhlom, zmerajte vzdialenosť (medzi motorom a ložiskom osi Z) a uistite sa, že dĺžka na oboch stranách pásu je rovnomerná. Týmto spôsobom sa eliminuje nerovnomerný pohyb osi Z hore a dole, ako aj hluk a trasenie a obrábanie osi Z sa vráti do normálu.
D. Parametre systému nie sú optimalizované, motor beží abnormálne
Medzi systémové parametre, ktoré spôsobujú abnormálnu presnosť obrábania, patrí hlavne podávacia jednotka stroja, nulový posun, spätná vôľa atď. Napríklad systém Frank CNC má dva typy podávacích jednotiek: metrické a imperiálne. V procese opravy obrábacích strojov lokálna manipulácia často ovplyvňuje zmeny nulového posunu a vôle. Po odstránení poruchy by sa mali vykonať včasné úpravy a úpravy; Na druhej strane silné mechanické opotrebenie alebo uvoľnené polohy spojov môžu tiež spôsobiť zmeny nameraných hodnôt parametrov a sú potrebné zodpovedajúce úpravy, aby sa splnili požiadavky na presnosť obrábania obrábacích strojov.
Fenomén poruchy: Vertikálna CNC fréza vyrobená v Hangzhou, vybavená systémom Beijing KND-10M. Počas procesu obrábania sa zistilo, že presnosť osi X bola abnormálna.
Diagnostika poruchy: Pri kontrole sa zistilo, že v osi X je určitá medzera a pri štartovaní motora dochádza k nestabilnému javu. Keď sa rukou dotknete motora osi X, cítite, že motor dosť silno ťahá, ale keď sa zastaví, ťahanie nie je zreteľné, najmä v režime jog. Analýza naznačuje, že existujú dva dôvody poruchy: po prvé, medzi vodiacimi skrutkami je veľká vôľa; Druhým problémom je abnormálna činnosť motora osi X.
Ošetrenie porúch: Využite funkciu parametrov systému KND-10M na odladenie motora. Najprv kompenzujte existujúce medzery, potom upravte parametre servosystému a parametre funkcie potlačenia impulzov, eliminujte vibrácie motora osi X a obnovte normálnu presnosť obrábania obrábacieho stroja.
