Per què la precisió de les màquines-eina disminueix de cop?

1. Les causes dels errors anormals de la precisió del mecanitzat
Les causes dels errors anormals de precisió del mecanitzat són molt encobertes i difícils de diagnosticar. Es poden resumir cinc raons principals: la unitat d'alimentació de la màquina-eina s'ha modificat o canviat; Desplaçament zero anormal de cada eix de la màquina-eina; Lliurament invers axial anormal; Estat anormal de funcionament del motor, és a dir, peces elèctriques i de control anormals; Falles mecàniques, com ara cargols, coixinets, acoblaments i altres components. A més, la programació de programes de mecanitzat, la selecció d'eines de tall i els factors humans també poden conduir a una precisió de mecanitzat anormal.
2. Principis per al diagnòstic d'avaries de les màquines-eina CNC
La màquina-eina CNC externa i interna és una màquina-eina que integra components mecànics, hidràulics i elèctrics, de manera que l'aparició de les seves avaries també es veurà reflectida de manera integral per aquests tres factors. El personal de manteniment primer ha d'inspeccionar un per un des de l'exterior cap a l'interior i intentar evitar l'obertura i el desmuntatge aleatòria, en cas contrari, ampliarà l'error, farà que la màquina-eina perdi precisió i redueixi el rendiment.
En termes generals, les avaries mecàniques són més fàcils de detectar, mentre que el diagnòstic d'avaries en els sistemes CNC és més difícil. Abans de solucionar els problemes, primer presteu atenció a l'eliminació de fallades mecàniques, que sovint poden aconseguir el doble del resultat amb la meitat de l'esforç.
Abans d'encendre la màquina-eina, primer cal observar, provar, analitzar i confirmar que es tracta d'una falla no destructiva mentre la màquina-eina es troba en estat estacionari amb apagada; En condicions de funcionament, realitzeu observacions, inspeccions i proves dinàmiques per identificar errors. Per a fallades destructives, el perill s'ha d'eliminar abans que es pugui aplicar el poder.
Quan s'entrellacen i emmascaren múltiples errors i no hi ha manera de començar en aquest moment, primer s'han de resoldre els problemes fàcils i després els problemes difícils. Sovint, després de resoldre problemes senzills, els més difícils també poden ser més fàcils.
3. Mètode de diagnòstic d'avaria per a màquines-eina CNC
Mètode intuïtiu: (observar, olorar, qüestionar, tallar) preguntar sobre el mal funcionament de la màquina-eina, les condicions de processament, etc. Comproveu la - informació d'alarma CRT, llums indicadores d'alarma, deformació, fumar, crema de condensadors i altres components i disparar els dispositius de protecció; So anormal durant l'escolta; Olor: els components elèctrics tenen olor de cremat i altres olors desagradables; Escalfament tàctil, vibració, mal contacte, etc.
Mètode d'inspecció de paràmetres: els paràmetres s'emmagatzemen normalment a la memòria RAM. De vegades, una tensió insuficient de la bateria, una fallada d'alimentació a llarg termini del sistema o una interferència externa poden causar pèrdua o confusió de paràmetres. Els paràmetres rellevants s'han de comprovar i calibrar en funció de les característiques de la falla.
Mètode d'aïllament: per a algunes fallades que són difícils de distingir entre la part CNC, el servosistema o la part mecànica, s'utilitza sovint el mètode d'aïllament.
Substituïu la plantilla sospitosa defectuosa per una placa de còpia de seguretat amb la mateixa funció, o intercanvieu plantilles o unitats amb la mateixa funció, utilitzant el mateix tipus de mètode d'intercanvi.
El mètode de prova de programes funcionals implica escriure alguns programes petits per a totes les instruccions de G, M, S, T i altres funcions. En diagnosticar errors, aquests programes es poden executar per determinar la manca de funcionalitat.
4. Exemple de diagnòstic i tractament de fallades anormals de precisió de mecanitzat
A. Falla mecànica que condueix a una precisió de mecanitzat anormal
Fenomen d'avaria: un centre de mecanitzat vertical SV-1000 amb el sistema Frank. Durant el mecanitzat del motlle de biela, de sobte es va descobrir que l'alimentació de l'eix Z era anormal, donant lloc a un error de tall d'almenys 1 mm (tall excessiu en la direcció Z).
Diagnòstic d'avaria: durant la investigació, es va comprovar que la falla es va produir de forma sobtada. La màquina-eina està en mode jog, i amb l'entrada manual de dades, tots els eixos funcionen amb normalitat i tornen al punt de referència sense cap indicació d'alarma. S'ha descartat la possibilitat de fallades dures a la part de control elèctric. Els aspectes següents s'han de comprovar un per un.
Comproveu els segments del programa de mecanitzat que s'estan executant quan la precisió de la màquina-eina és anormal, especialment per a la compensació de la longitud de l'eina, el calibratge i el càlcul del sistema de coordenades de mecanitzat (G54-G59).
Sota el mode de trotada, l'eix Z es mou repetidament, i després d'un diagnòstic visual, tàctil i auditiu del seu estat de moviment, es troba que el soroll del moviment de l'eix Z és anormal, especialment quan es mou ràpidament, el soroll és més pronunciat. . En base a això, pot haver-hi perills ocults en l'aspecte mecànic.
Comproveu la precisió de l'eix Z de la màquina-eina. Moveu l'eix Z amb un generador de polsos de manivela (establiu la seva ampliació a 1) × A una marxa d'100, és a dir, per a cada pas de canvi, el motor s'alimenta de 0,1 mm i observeu el moviment. de l'eix Z amb un comparador. Després de mantenir el moviment unidireccional normal com a punt de partida per al moviment cap endavant, amb cada canvi en el generador de polsos, la distància real del moviment de l'eix Z de la màquina-eina d=d1=d{{10 }}d3=...{=0.1mm indica que el motor funciona bé i que la precisió de posicionament també és bona. El canvi en el desplaçament del moviment real de la màquina-eina es pot dividir en quatre etapes:
(1) Machine tool movement distance d1>d=0,1 mm (pendent superior a 1).
(2) Manifested as d1=0.1mm>d2>d3 (pendent inferior a 1).
(3) El mecanisme de la màquina-eina en realitat no es va moure i va mostrar el joc invers més estàndard.
(4) La distància de moviment de la màquina-eina és igual al valor establert del generador de polsos (amb un pendent d'1) i torna al moviment normal de la màquina-eina.
No importa com es compensi el joc invers, la seva característica és que, llevat de la compensació a l'etapa (3), els canvis en altres etapes encara existeixen, especialment a l'etapa (1), que afecta greument la precisió de mecanitzat de la màquina-eina. Durant el procés de compensació, es va trobar que com més gran és la compensació de la bretxa, més gran és la distància recorreguda durant l'etapa (1).
Analitzant la inspecció anterior, es creu que hi ha diverses raons possibles: en primer lloc, hi ha una anormalitat al motor, en segon lloc, hi ha un mal funcionament mecànic i, en tercer lloc, hi ha un buit al cargol. Per diagnosticar més l'error, desconnecteu completament el motor i el cargol i inspeccioneu el motor i les peces mecàniques per separat. El resultat de la inspecció mostra que el motor funciona amb normalitat; En el diagnòstic de la peça mecànica, es va comprovar que hi havia un buit important en el moviment inicial en girar manualment el cargol. En circumstàncies normals, hauria de ser possible sentir el moviment ordenat i suau dels coixinets.
Tractament d'errors: després del desmuntatge i la inspecció, es va trobar que el coixinet estava realment danyat i hi havia coixinets de boles caient. Després de la substitució, la màquina-eina va tornar a la normalitat.
B. La lògica de control incorrecta condueix a una precisió de mecanitzat anormal
Fenomen d'avaria: un centre de mecanitzat produït per un fabricant de màquines-eina de Xangai té un sistema Frank. Durant el procés de mecanitzat, es va trobar que la precisió de l'eix X de la màquina-eina era anormal, amb un error de precisió mínim de 0.008 mm i un error de precisió màxim d'1,2 mm. Diagnòstic d'errors: durant la inspecció, la màquina-eina s'ha configurat amb el sistema de coordenades de peça G54 segons sigui necessari. En el mode d'entrada manual de dades, executeu un programa al sistema de coordenades G54, és a dir, "GOOG90G54X60. OY70. OF150; M30;". Després d'executar el llit d'espera, el valor de coordenades mecàniques que es mostra a la pantalla és (eix X) "-1025.243". Anoteu aquest valor. A continuació, en mode manual, moveu la màquina-eina a qualsevol altra posició i torneu a executar el segment de programa anterior en mode d'entrada manual de dades. Després que la màquina-eina s'aturi, es troba que el valor de coordenades de la màquina-eina es mostra com a "-1024.891", que és 0,352 mm diferent del valor després de l'execució anterior. Utilitzant el mateix mètode, moveu l'eix X a diferents posicions i executeu repetidament el segment del programa. Els valors que es mostren al monitor són tots diferents (inestables).
Una inspecció acurada de l'eix X mitjançant un indicador de marcat va revelar que l'error real de la posició mecànica era coherent amb l'error mostrat pels números, cosa que indicava que la causa del mal funcionament era un error de posicionament repetit excessiu a l'eix X. Comprovar la distància inversa i la precisió de posicionament de l'eix X i compensar de nou el seu valor d'error no va tenir cap efecte. Per tant, se sospita que hi ha problemes amb la regla de reixeta i els paràmetres del sistema. Però, per què es va produir un error tan gran sense els missatges d'alarma corresponents? Una inspecció posterior va revelar que aquest eix és vertical i, quan s'allibera l'eix X, la caixa de l'eix cau cap avall, provocant l'error.
Gestió d'errors: s'ha modificat el programa de control lògic del PLC de la màquina-eina, és a dir, quan s'allibera l'eix X, primer habiliteu la càrrega de l'eix X i, a continuació, deixeu anar l'eix X; En subjectar l'eix X, primer subjecteu l'eix X i després traieu l'habilitat. Després de l'ajust, es va resoldre el mal funcionament de la màquina-eina.
C. Precisió de mecanitzat anormal causada per problemes de posició de la màquina-eina
Fenomen d'avaria: una fresadora CNC vertical produïda a Hangzhou, equipada amb el sistema Beijing KND-10M. Durant el trot o el mecanitzat, es van trobar anomalies de l'eix Z.
Diagnòstic d'errors: després de la inspecció, es va trobar que l'eix Z es mou de manera desigual cap amunt i cap avall amb el soroll i hi ha un cert buit. Quan s'engega el motor, hi ha un soroll inestable i una distribució desigual de la força en el moviment cap amunt de l'eix Z sota el mode jog, i se sent que el motor tremola força; Quan es mou cap avall, no hi ha tremolor tan evident; Quan està parat, no hi ha sacsejades, cosa que es nota més durant el procés de mecanitzat. L'anàlisi suggereix que hi ha tres raons per al mal funcionament: en primer lloc, el joc invers del cargol és molt gran; El segon és el funcionament anormal del motor de l'eix Z; El tercer problema és que la politja està danyada per una distribució desigual de la força. Però una cosa a tenir en compte és que no hi ha sacsejades quan s'atura i moviments desiguals amunt i avall, de manera que es pot descartar el problema del funcionament anormal del motor. Per tant, primer diagnostiqueu la part mecànica i no es van trobar anomalies durant el procés de prova diagnòstica, dins de la tolerància. Utilitzant la regla d'exclusió, l'únic problema restant és amb el cinturó. En inspeccionar el cinturó, es va comprovar que s'acabava de substituir. Tanmateix, en inspeccionar acuradament el cinturó, es va trobar que hi havia diferents graus de dany a l'interior del cinturó, que era clarament causat per una força desigual. Quina va ser la raó d'això? En el diagnòstic, es va trobar que hi havia un problema amb la col·locació del motor, és a dir, l'angle i la posició de la subjecció eren asimètrics, donant lloc a una força desigual.
Tractament d'errors: només cal que torneu a instal·lar el motor, alineeu-lo amb l'angle, mesureu la distància (entre el motor i el coixinet de l'eix Z) i assegureu-vos que la longitud dels dos costats del cinturó sigui uniforme. D'aquesta manera, s'elimina el moviment desigual amunt i avall de l'eix Z, així com el soroll i el tremolor, i el mecanitzat de l'eix Z torna a la normalitat.
D. Paràmetres del sistema no optimitzats, motor funcionant anormalment
Els paràmetres del sistema que causen una precisió de mecanitzat anormal inclouen principalment la unitat d'alimentació de la màquina, el desplaçament zero, el joc invers, etc. Per exemple, el sistema CNC Frank té dos tipus d'unitats d'alimentació: mètriques i imperials. En el procés de reparació de màquines-eina, la manipulació local sovint afecta els canvis en el desplaçament zero i l'espai lliure. Un cop resolta la falla, s'han de fer ajustaments i modificacions oportunes; D'altra banda, el desgast mecànic sever o les posicions de connexió soltes també poden provocar canvis en els valors mesurats dels paràmetres, i es necessiten les modificacions corresponents per complir els requisits de precisió de mecanitzat de màquina-eina.
Fenomen d'avaria: una fresadora CNC vertical produïda a Hangzhou, equipada amb el sistema Beijing KND-10M. Durant el procés de mecanitzat, es va trobar que la precisió de l'eix X era anormal.
Diagnòstic d'avaria: en inspecció, es va trobar que hi ha un cert buit a l'eix X i hi ha un fenomen inestable quan el motor arrenca. Quan toqueu el motor de l'eix X amb la mà, sentiu que el motor estira força fort, però quan s'atura, l'estirada no és evident, especialment en el mode jog. L'anàlisi suggereix que hi ha dues raons per al mal funcionament: en primer lloc, hi ha un gran joc entre els cargols de plom; El segon problema és el funcionament anormal del motor de l'eix X.
Gestió d'errors: utilitzeu la funció de paràmetres del sistema KND-10M per depurar el motor. En primer lloc, compenseu els buits existents, ajusteu els paràmetres del sistema servo i els paràmetres de la funció de supressió de polsos, elimineu la vibració del motor de l'eix X i recupereu la precisió de mecanitzat de la màquina-eina a la normalitat.