Waarom neemt de nauwkeurigheid van werktuigmachines plotseling af?
1. De oorzaken van abnormale fouten in de bewerkingsnauwkeurigheid
De oorzaken van abnormale fouten in de bewerkingsnauwkeurigheid zijn zeer geheim en moeilijk te diagnosticeren. Er kunnen vijf hoofdredenen worden samengevat: de invoereenheid van de werktuigmachine is aangepast of gewijzigd; Abnormale nulpuntverschuiving van elke as van de werktuigmachine; Abnormale axiale speling; Abnormale werkingsstatus van de motor, namelijk abnormale elektrische en besturingsonderdelen; Mechanische storingen, zoals schroeven, lagers, koppelingen en andere componenten. Bovendien kunnen de programmering van bewerkingsprogramma's, de selectie van snijgereedschappen en menselijke factoren ook leiden tot abnormale bewerkingsnauwkeurigheid.
2. Principes voor foutdiagnose van CNC-werktuigmachines
De externe en interne CNC-werktuigmachine is een werktuigmachine die mechanische, hydraulische en elektrische componenten integreert, zodat het optreden van de fouten ook volledig door deze drie factoren zal worden weerspiegeld. Onderhoudspersoneel moet eerst één voor één van buiten naar binnen inspecteren en proberen willekeurig openen en demonteren te voorkomen, anders zal de fout groter worden, waardoor de werktuigmachine nauwkeurigheid verliest en de prestaties afnemen.
Over het algemeen zijn mechanische fouten gemakkelijker te detecteren, terwijl het diagnosticeren van fouten in CNC-systemen moeilijker is. Voordat u begint met het oplossen van problemen, moet u eerst aandacht besteden aan het elimineren van mechanische fouten, die vaak met de helft van de moeite een dubbel resultaat kunnen opleveren.
Voordat u de werktuigmachine inschakelt, moet u eerst observeren, testen, analyseren en bevestigen dat het een niet-destructieve fout is terwijl de werktuigmachine stilstaat en de stroom is uitgeschakeld; Voer onder bedrijfsomstandigheden dynamische observatie, inspectie en testen uit om fouten te identificeren. Bij destructieve fouten moet het gevaar worden geëlimineerd voordat er stroom kan worden toegepast.
Wanneer meerdere fouten met elkaar verweven en gemaskeerd zijn, en er op dit moment geen manier is om te beginnen, moeten eerst de gemakkelijke problemen worden opgelost en daarna de moeilijke problemen. Vaak worden, na het oplossen van eenvoudige problemen, ook moeilijkere problemen gemakkelijker.
3. Foutdiagnosemethode voor CNC-bewerkingsmachines
Intuïtieve werkwijze: (observeren, ruiken, ondervragen, snijden) vragen stellen over machinestoringen, verwerkingsomstandigheden, etc; Controleer de - CRT-alarminformatie, alarmindicatielampjes, vervorming, roken, verbranden van condensatoren en andere componenten, en uitschakelen van beveiligingsapparatuur; Abnormaal geluid tijdens het luisteren; Geur - Elektrische componenten hebben een verbrande geur en andere onaangename geuren; Aanraakverwarming, trillingen, slecht contact, enz.
Parameterinspectiemethode: Parameters worden meestal opgeslagen in RAM. Soms kunnen onvoldoende accuspanning, langdurige stroomuitval van het systeem of externe interferentie parameterverlies of verwarring veroorzaken. Relevante parameters moeten worden gecontroleerd en gekalibreerd op basis van foutkenmerken.
Isolatiemethode: Voor sommige fouten die moeilijk te onderscheiden zijn tussen het CNC-onderdeel, het servosysteem of het mechanische onderdeel, wordt vaak een isolatiemethode gebruikt.
Vervang het vermoedelijk defecte sjabloon door een back-upbord met dezelfde functie, of wissel sjablonen of eenheden met dezelfde functie uit, met behulp van hetzelfde type wisselmethode.
De functionele programmatestmethode omvat het schrijven van enkele kleine programma's voor alle instructies van G, M, S, T en andere functies. Bij het diagnosticeren van fouten kunnen deze programma's worden uitgevoerd om het gebrek aan functionaliteit vast te stellen.
4. Voorbeeld van diagnose en afhandeling van abnormale fouten in de machinale nauwkeurigheid
A. Mechanische storing die leidt tot abnormale bewerkingsnauwkeurigheid
Storingsverschijnsel: Eén SV-1000 verticaal bewerkingscentrum met behulp van het Frank-systeem. Tijdens het bewerken van de drijfstangmal werd plotseling ontdekt dat de voeding van de Z-as abnormaal was, wat resulteerde in een snijfout van minimaal 1 mm (oversnijden in de Z-richting).
Storingsdiagnose: Tijdens het onderzoek is gebleken dat de storing plotseling is ontstaan. De werktuigmachine bevindt zich in de jog-modus en bij handmatige invoer van gegevens werken alle assen normaal en keren ze zonder alarmmeldingen terug naar het referentiepunt. De mogelijkheid van ernstige fouten in het elektrische besturingsgedeelte is uitgesloten. De volgende aspecten moeten één voor één worden gecontroleerd.
Controleer de bewerkingsprogrammasegmenten die worden uitgevoerd wanneer de nauwkeurigheid van de bewerkingsmachine abnormaal is, vooral voor de gereedschapslengtecompensatie, kalibratie en berekening van het bewerkingscoördinatensysteem (G54-G59).
In de jog-modus wordt de Z-as herhaaldelijk verplaatst, en na visuele, tactiele en auditieve diagnose van de bewegingsstatus blijkt dat het bewegingsgeluid van de Z-as abnormaal is, vooral bij snel joggen is het geluid duidelijker. . Op basis hiervan kunnen er verborgen gevaren schuilen in het mechanische aspect.
Controleer de nauwkeurigheid van de Z-as van de werktuigmachine. Verplaats de Z-as met behulp van een met de hand aangedreven pulsgenerator (stel de vergroting in op 1) × In een versnelling van 100, dat wil zeggen dat de motor voor elke veranderingsstap 0,1 mm voedt, en observeer de beweging van de Z-as met een meetklok. Na handhaving van de normale unidirectionele beweging als uitgangspunt voor de voorwaartse beweging, wordt bij elke verandering in de pulsgenerator de werkelijke afstand van de Z-asbeweging van de werktuigmachine d=d1=d{{10 }}d3=...=0.1 mm geeft aan dat de motor goed loopt en dat de positioneringsnauwkeurigheid ook goed is. De verandering in de werkelijke bewegingsverplaatsing van de werktuigmachine kan in vier fasen worden verdeeld:
(1) Machine tool movement distance d1>d=0.1 mm (helling groter dan 1).
(2) Manifested as d1=0.1mm>d2>d3 (helling kleiner dan 1).
(3) Het mechanisme van de werktuigmachine bewoog niet echt en vertoonde de meest standaard omgekeerde speling.
(4) De bewegingsafstand van de werktuigmachine is gelijk aan de ingestelde waarde van de pulsgenerator (met een helling van 1) en keert terug naar de normale beweging van de werktuigmachine.
Ongeacht hoe de tegenspeling wordt gecompenseerd, het kenmerk ervan is dat, afgezien van de compensatie in fase (3), de veranderingen in andere fasen nog steeds bestaan, vooral in fase (1), wat de bewerkingsnauwkeurigheid van de werktuigmachine ernstig beïnvloedt. Tijdens het compensatieproces is gebleken dat hoe groter de tussenruimtecompensatie is, hoe groter de afgelegde afstand tijdens fase (1).
Bij het analyseren van de bovenstaande inspectie wordt aangenomen dat er verschillende mogelijke redenen zijn: ten eerste is er een afwijking in de motor, ten tweede is er een mechanisch defect en ten derde zit er een opening in de schroef. Om de fout verder te diagnosticeren, koppelt u de motor en de schroef volledig los en inspecteert u de motor en de mechanische onderdelen afzonderlijk. Uit het inspectieresultaat blijkt dat de motor normaal draait; Bij de diagnose van het mechanische onderdeel bleek dat er een aanzienlijke opening was in de initiële beweging bij het handmatig draaien van de spindel. Onder normale omstandigheden zou het mogelijk moeten zijn om de ordelijke en soepele beweging van de lagers te voelen.
Storingsafhandeling: Na demontage en inspectie bleek dat het lager inderdaad beschadigd was en dat er kogellagers loslieten. Na vervanging keerde de werktuigmachine terug naar normaal.
B. Onjuiste besturingslogica leidt tot abnormale bewerkingsnauwkeurigheid
Storingsverschijnsel: Een bewerkingscentrum geproduceerd door een machinefabrikant uit Shanghai beschikt over een Frank-systeem. Tijdens het bewerkingsproces werd vastgesteld dat de X-asnauwkeurigheid van de werktuigmachine abnormaal was, met een minimale nauwkeurigheidsfout van 0.008 mm en een maximale nauwkeurigheidsfout van 1,2 mm. Foutdiagnose: Tijdens de inspectie is de werktuigmachine indien nodig ingesteld met het G54-werkstukcoördinatensysteem. Voer in de handmatige gegevensinvoermodus een programma uit in het G54-coördinatensysteem, bijvoorbeeld "GOOG90G54X60. OY70. OF150; M30;". Nadat het standby-bed in werking is gesteld, is de mechanische coördinaatwaarde die op het display wordt weergegeven (X-as) "-1025.243". Noteer deze waarde. Verplaats vervolgens in de handmatige modus de machine naar een andere positie en voer het vorige programmasegment opnieuw uit in de handmatige gegevensinvoermodus. Nadat de werktuigmachine is gestopt, blijkt dat de coördinaatwaarde van de werktuigmachine wordt weergegeven als "-1024.891", wat 0,352 mm afwijkt van de waarde na de vorige uitvoering. Gebruik dezelfde methode om de X-as naar verschillende posities te verplaatsen en herhaaldelijk het programmasegment uit te voeren. De waarden die op de monitor worden weergegeven, zijn allemaal verschillend (onstabiel).
Zorgvuldige inspectie van de X-as met behulp van een meetklok bracht aan het licht dat de werkelijke fout in de mechanische positie consistent was met de fout die door de cijfers werd weergegeven, wat aangeeft dat de oorzaak van de storing een excessieve herhaalde positioneringsfout op de X-as was. Het controleren van de speling en positioneringsnauwkeurigheid van de X-as en het opnieuw compenseren van de foutwaarde hadden geen enkel effect. Daarom wordt vermoed dat er problemen zijn met de roosterliniaal en de systeemparameters. Maar waarom vond zo’n grote fout plaats zonder bijbehorende alarmmeldingen? Bij verdere inspectie bleek dat deze as verticaal staat en wanneer de X-as wordt losgelaten, valt de spilkast naar beneden, waardoor de fout ontstaat.
Foutafhandeling: het PLC-logische besturingsprogramma van de werktuigmachine is gewijzigd, dat wil zeggen dat wanneer de X-as wordt vrijgegeven, eerst het laden van de X-as moet worden ingeschakeld en vervolgens de X-as moet worden vrijgegeven; Bij het vastklemmen van de X-as moet u eerst de X-as vastklemmen en vervolgens de vrijgave verwijderen. Na het afstellen was de storing in de werktuigmachine verholpen.
C. Abnormale bewerkingsnauwkeurigheid veroorzaakt door problemen met de positie van de machine
Foutverschijnsel: een verticale CNC-freesmachine geproduceerd in Hangzhou, uitgerust met het Beijing KND-10M-systeem. Tijdens het joggen of bewerken werden afwijkingen aan de Z-as gevonden.
Foutdiagnose: Bij inspectie bleek dat de Z-as met geluid ongelijkmatig op en neer beweegt en dat er een bepaalde opening is. Wanneer de motor wordt gestart, is er een onstabiel geluid en een ongelijkmatige krachtverdeling in de opwaartse beweging van de Z-as in de jog-modus, en het voelt alsof de motor behoorlijk hevig trilt; Bij het naar beneden bewegen is er geen sprake van een dergelijk duidelijk schudden; Wanneer gestopt, is er geen schudden, wat meer merkbaar is tijdens het bewerkingsproces. Uit analyse blijkt dat er drie redenen zijn voor de storing: ten eerste is de omgekeerde speling van de schroef erg groot; De tweede is de abnormale werking van de Z-asmotor; Het derde probleem is dat de poelie beschadigd raakt door een ongelijkmatige krachtverdeling. Maar één ding om op te merken is dat er geen trillingen zijn bij het stoppen en dat er geen onregelmatige op- en neergaande bewegingen zijn, waardoor het probleem van abnormale motorwerking kan worden uitgesloten. Daarom moet u eerst een diagnose stellen van het mechanische onderdeel. Er zijn tijdens het diagnostische testproces geen afwijkingen gevonden, binnen de tolerantie. Als we de uitsluitingsregel gebruiken, is het enige resterende probleem de riem. Bij inspectie van de riem bleek dat deze net vervangen was. Bij zorgvuldige inspectie van de riem bleek echter dat er aan de binnenkant van de riem verschillende mate van schade was, die duidelijk werd veroorzaakt door ongelijkmatige kracht. Wat was de reden hiervoor? Bij de diagnose bleek dat er een probleem was met de plaatsing van de motor, dat wil zeggen dat de hoek en positie van de klemming asymmetrisch waren, wat resulteerde in een ongelijkmatige kracht.
Foutafhandeling: Installeer de motor gewoon opnieuw, lijn hem uit met de hoek, meet de afstand (tussen de motor en het Z-aslager) en zorg ervoor dat de lengte aan beide zijden van de riem gelijk is. Op deze manier worden de ongelijkmatige op en neer gaande beweging van de Z-as, evenals geluid en trillingen, geëlimineerd en keert de bewerking op de Z-as terug naar normaal.
D. Systeemparameters niet geoptimaliseerd, motor draait abnormaal
De systeemparameters die een abnormale bewerkingsnauwkeurigheid veroorzaken, omvatten voornamelijk de invoereenheid van de machine, nulafwijking, omgekeerde speling, enz. Het Frank CNC-systeem heeft bijvoorbeeld twee soorten invoereenheden: metrisch en imperiaal. Tijdens het reparatieproces van werktuigmachines heeft lokale hantering vaak invloed op de veranderingen in nulpuntverschuiving en speling. Nadat de storing is opgelost, moeten er tijdig aanpassingen en wijzigingen worden aangebracht; Aan de andere kant kunnen ernstige mechanische slijtage of losse verbindingsposities ook veranderingen in de gemeten waarden van parameters veroorzaken, en overeenkomstige aanpassingen zijn nodig om te voldoen aan de eisen van de nauwkeurigheid van de bewerking van werktuigmachines.
Foutverschijnsel: een verticale CNC-freesmachine geproduceerd in Hangzhou, uitgerust met het Beijing KND-10M-systeem. Tijdens het bewerkingsproces werd vastgesteld dat de nauwkeurigheid van de X-as abnormaal was.
Foutdiagnose: Bij inspectie bleek dat er een bepaalde opening in de X-as zit en dat er een onstabiel fenomeen is bij het starten van de motor. Als je de X-asmotor met je hand aanraakt, voel je dat de motor behoorlijk hard trekt, maar als hij stopt, is het trekken niet duidelijk, vooral niet in de jogmodus. Uit analyse blijkt dat er twee redenen zijn voor de storing: ten eerste is er een grote speling tussen de spindels; Het tweede probleem is de abnormale werking van de X-asmotor.
Foutafhandeling: gebruik de parameterfunctie van het KND-10M-systeem om fouten in de motor op te lossen. Compenseer eerst de bestaande gaten, pas vervolgens de parameters van het servosysteem en de parameters van de pulsonderdrukkingsfunctie aan, elimineer de trillingen van de X-asmotor en herstel de bewerkingsnauwkeurigheid van de werktuigmachine naar normaal.
