Чому раптово знижується точність верстатів?
1. Причини порушення точності обробки
Причини ненормальної точності обробки дуже приховані, і їх важко діагностувати. Можна підсумувати п'ять основних причин: блок подачі верстата був модифікований або змінений; Аномальне зміщення нуля кожної осі верстата; Ненормальний осьовий зворотний зазор; Ненормальний стан роботи двигуна, а саме ненормальні електричні та контрольні частини; Механічні несправності, такі як гвинти, підшипники, муфти та інші компоненти. Крім того, програмування програм обробки, вибір різальних інструментів і людський фактор також можуть призвести до ненормальної точності обробки.
2. Принципи діагностики несправностей верстатів з ЧПК
Зовнішній і внутрішній верстат з ЧПК - це верстат, який об'єднує механічні, гідравлічні та електричні компоненти, тому виникнення його несправностей також буде всебічно відображено цими трьома факторами. Обслуговуючий персонал повинен спочатку оглянути один за одним ззовні всередину та намагатися уникати випадкового відкриття та розбирання, інакше це призведе до збільшення несправності, втрати точності верстата та зниження продуктивності.
Взагалі кажучи, механічні несправності легше виявити, тоді як діагностувати несправності в системах ЧПУ складніше. Перед усуненням несправностей спочатку зверніть увагу на усунення механічних несправностей, які часто можуть досягти вдвічі більшого результату з половиною зусиль.
Перш ніж увімкнути верстат, необхідно спочатку спостерігати, перевірити, проаналізувати та підтвердити, що це неруйнівна несправність, коли верстат знаходиться в стаціонарному стані з вимкненим живленням; За умов експлуатації проведіть динамічне спостереження, перевірку та випробування для виявлення несправностей. Для руйнівних несправностей небезпека повинна бути усунена перед подачею електроенергії.
Коли численні недоліки переплітаються і маскуються, і немає можливості почати в даний момент, спочатку слід вирішити легкі проблеми, а потім складні проблеми. Часто після вирішення простих задач складніші також можуть стати легшими.
3. Метод діагностики несправностей верстатів з ЧПК
Інтуїтивний метод: (спостереження, обнюхування, опитування, різання) запитання про несправності верстатів, умови обробки тощо; Перевірте - інформацію про тривогу ЕПТ, світлові індикатори тривоги, деформацію, димлення, згорання конденсаторів та інших компонентів, а також спрацьовування захисних пристроїв; Ненормальний звук під час прослуховування; Запах – електричні компоненти мають запах горілого та інші неприємні запахи; Нагрівання дотику, вібрація, поганий контакт тощо.
Метод перевірки параметрів: параметри зазвичай зберігаються в оперативній пам'яті. Іноді недостатня напруга батареї, тривалий збій живлення системи або зовнішнє втручання можуть спричинити втрату або плутанину параметрів. Відповідні параметри повинні бути перевірені та відкалібровані на основі характеристик несправності.
Метод ізоляції: для деяких несправностей, які важко розрізнити між частиною ЧПК, сервосистемою або механічною частиною, часто використовується метод ізоляції.
Замініть підозрілий несправний шаблон на резервну плату з такою ж функцією або замініть шаблони чи модулі з тією ж функцією, використовуючи той самий тип методу заміни.
Метод тестування функціональної програми передбачає написання невеликих програм для всіх інструкцій G, M, S, T та інших функцій. Під час діагностики несправностей ці програми можна запустити, щоб визначити відсутність функціональності.
4. Приклад діагностики та поводження з ненормальними порушеннями точності обробки
A. Механічна несправність, що призводить до ненормальної точності обробки
Несправність: один вертикальний обробний центр SV-1000 із використанням системи Франка. Під час обробки прес-форми для шатуна раптово було виявлено, що подача осі Z була ненормальною, що призвело до помилки різання щонайменше на 1 мм (перевищення різання в напрямку Z).
Діагностика несправності: під час розслідування було встановлено, що несправність виникла раптово. Верстат знаходиться в режимі поштовху, і при ручному введенні даних усі осі працюють нормально та повертаються до контрольної точки без будь-яких сповіщень тривоги. Ймовірність серйозних несправностей в частині електричного управління була виключена. Наступні аспекти слід перевіряти один за одним.
Перевірте сегменти програми обробки, які виконуються, коли точність верстата є ненормальною, особливо для компенсації довжини інструменту, калібрування та розрахунку системи координат обробки (G54-G59).
У режимі пробіжки вісь Z неодноразово переміщується, і після візуальної, тактильної та слухової діагностики статусу руху виявляється, що шум руху по осі Z є ненормальним, особливо під час швидкого переміщення шум більш виражений . Виходячи з цього, можуть бути приховані небезпеки в механічному аспекті.
Перевірте точність осі Z верстата. Перемістіть вісь Z за допомогою ручного генератора імпульсів (встановіть його збільшення на 1) × На передачі 100, тобто для кожного кроку зміни двигун подає 0,1 мм, і спостерігайте за рухом осі Z за допомогою циферблатного індикатора. Після підтримки нормального односпрямованого руху як початкової точки для руху вперед, з кожною зміною генератора імпульсів, фактична відстань переміщення верстата по осі Z d=d1=d{{10 }}d3=...=0.1 мм означає, що двигун працює добре, а точність позиціонування також добра. Зміну фактичного переміщення верстата можна розділити на чотири етапи:
(1) Machine tool movement distance d1>d=0.1 мм (нахил більше 1).
(2) Manifested as d1=0.1mm>d2>d3 (нахил менше 1).
(3) Механізм верстата фактично не рухався та демонстрував найбільш стандартний зворотний зазор.
(4) Відстань переміщення верстата дорівнює встановленому значенню генератора імпульсів (зі нахилом 1), і повертається до нормального руху верстата.
Незалежно від того, як компенсується зворотний зазор, його характеристика полягає в тому, що, крім компенсації на етапі (3), зміни в інших етапах все ще існують, особливо на етапі (1), що серйозно впливає на точність обробки верстата. Під час процесу компенсації було виявлено, що чим більша компенсація розриву, тим більша відстань пройдена на етапі (1).
Аналізуючи вищезазначену перевірку, вважається, що існує кілька можливих причин: по-перше, є несправність у двигуні, по-друге, є механічна несправність, і по-третє, є зазор у гвинті. Для подальшої діагностики несправності повністю від'єднайте двигун і гвинт і перевірте двигун і механічні частини окремо. Результат перевірки показує, що двигун працює нормально; При діагностиці механічної частини було виявлено значний зазор у початковому русі при повороті ходового гвинта вручну. За нормальних обставин має бути можливість відчути впорядкований і плавний рух підшипників.
Усунення несправності: після розбирання та перевірки було виявлено, що підшипник справді пошкоджено, а кулькові підшипники відпали. Після заміни верстат нормалізувався.
B. Неправильна логіка керування призводить до ненормальної точності обробки
Феномен несправності: обробний центр, вироблений шанхайським виробником верстатів, має систему Frank. Під час процесу обробки було виявлено, що точність осі Х верстата була ненормальною, з мінімальною похибкою точності 0.008 мм і максимальною похибкою точності 1,2 мм. Діагностика несправності: під час перевірки верстат був налаштований відповідно до системи координат заготовки G54. У режимі ручного введення даних запустіть програму в системі координат G54, тобто "GOOG90G54X60. OY70. OF150; M30;". Після роботи резервної ліжка на дисплеї відображається значення механічної координати (вісь X) "-1025.243". Запишіть це значення. Потім у ручному режимі перемістіть верстат у будь-яке інше положення та знову запустіть попередній сегмент програми в режимі ручного введення даних. Після зупинки верстата виявлено, що значення координати верстата відображається як "-1024.891", що на 0,352 мм відрізняється від значення після попереднього виконання. Використовуючи той самий метод, перемістіть вісь Х у різні позиції та кілька разів виконайте сегмент програми. Усі значення, що відображаються на моніторі, різні (нестабільні).
Ретельний огляд осі Х за допомогою циферблатного індикатора показав, що фактична помилка в механічному положенні узгоджується з помилкою, відображеною цифрами, що вказує на те, що причиною несправності була надмірна повторна помилка позиціонування на осі Х. Перевірка зворотного зазору та точності позиціонування осі Х і повторна компенсація значення похибки не дали жодного ефекту. Тому є підозра, що є проблеми з решіткою та параметрами системи. Але чому сталася така велика помилка без відповідних повідомлень тривоги? Подальша перевірка показала, що ця вісь вертикальна, і коли вісь X відпускається, коробка шпинделя падає вниз, викликаючи помилку.
Усунення несправностей: програму логічного керування ПЛК верстата було змінено, тобто коли вісь X відпущено, спочатку ввімкніть завантаження осі X, а потім відпустіть вісь X; Під час затискання осі X спочатку затисніть вісь X, а потім зніміть розблокування. Після регулювання несправність верстата була усунена.
C. Ненормальна точність обробки, викликана проблемами положення верстата
Феномен несправності: вертикальний фрезерний верстат з ЧПК, виготовлений у Ханчжоу, оснащений системою Beijing KND-10M. Під час бігу або механічної обробки були виявлені аномалії осі Z.
Діагностика несправності: під час перевірки було виявлено, що вісь Z нерівномірно рухається вгору та вниз із шумом, і є певний зазор. Коли двигун запускається, виникає нестабільний шум і нерівномірний розподіл сили в русі осі Z вгору в режимі поштовху, і відчувається, що двигун досить сильно тремтить; При русі вниз такого явного тремтіння немає; При зупинці немає тряски, яка більш помітна в процесі обробки. Аналіз показує, що існує три причини несправності: по-перше, дуже великий зворотний зазор гвинта; Другий - ненормальна робота двигуна осі Z; Третя проблема полягає в тому, що шків пошкоджений через нерівномірний розподіл сили. Але слід зауважити, що немає тряски під час зупинки та нерівномірного руху вгору та вниз, тому проблему ненормальної роботи двигуна можна виключити. Тому спочатку діагностуйте механічну частину, і під час процесу діагностичного тестування не було виявлено відхилень у межах допуску. Використовуючи правило виключення, залишається лише проблема з поясом. При огляді ремня виявилося, що його тільки що замінили. Однак під час ретельного огляду ременя було виявлено, що на внутрішній стороні ременя є пошкодження різного ступеня, які явно спричинені нерівномірною силою. Що стало для цього причиною? Під час діагностики було виявлено, що виникла проблема з розміщенням двигуна, тобто кут і положення затиску були асиметричними, що призвело до нерівномірного зусилля.
Усунення несправностей: просто встановіть двигун на місце, вирівняйте його за кутом, виміряйте відстань (між двигуном і підшипником осі Z) і переконайтеся, що довжина з обох сторін ременя однакова. Таким чином, нерівномірний рух осі Z вгору та вниз, а також шум і тремтіння усуваються, а обробка осі Z повертається до нормального стану.
D. Системні параметри не оптимізовані, двигун працює ненормально
Параметри системи, які спричиняють ненормальну точність обробки, в основному включають одиницю подачі верстата, зсув нуля, зворотний зазор тощо. Наприклад, система ЧПК Frank має два типи одиниць подачі: метричну та британську. У процесі ремонту верстатів локальне поводження часто впливає на зміни нульового зміщення та зазору. Після усунення несправності слід вчасно внести коригування та модифікації; З іншого боку, сильне механічне зношення або слабке положення з’єднання також можуть спричинити зміни виміряних значень параметрів, і необхідні відповідні модифікації, щоб відповідати вимогам точності обробки верстатів.
Феномен несправності: вертикальний фрезерний верстат з ЧПК, виготовлений у Ханчжоу, оснащений системою Beijing KND-10M. Під час процесу обробки було виявлено, що точність осі X була ненормальною.
Діагностика несправності: під час перевірки було виявлено, що на осі X є певний зазор і спостерігається нестабільне явище під час запуску двигуна. Торкаючись рукою двигуна осі X, ви відчуваєте, що двигун тягне досить сильно, але коли він зупиняється, тяга не помітна, особливо в режимі бігового режиму. Аналіз показує, що є дві причини несправності: по-перше, великий люфт між ходовими гвинтами; Друга проблема - ненормальна робота двигуна осі Х.
Усунення несправностей: використовуйте функцію параметрів системи KND-10M для налагодження двигуна. По-перше, компенсуйте наявні зазори, потім відрегулюйте параметри сервосистеми та параметри функції придушення імпульсів, усуньте вібрацію двигуна осі Х і відновіть точність обробки верстата до нормального.
