Diminuzione improvvisa della precisione della macchina utensile? 4 principi diagnostici e 5 metodi diagnostici

1, Le cause di errori anomali di precisione della lavorazione
Le cause dei difetti anomali di precisione della lavorazione sono altamente nascoste e difficili da diagnosticare. Si possono riassumere cinque ragioni principali: il gruppo di avanzamento della macchina utensile è stato modificato o cambiato; Offset anomalo dello zero di ciascun asse della macchina utensile; Gioco assiale inverso anomalo; Stato di funzionamento anomalo del motore, ovvero parti elettriche e di controllo anomale; Guasti meccanici, come viti, cuscinetti, giunti e altri componenti. Inoltre, anche la programmazione dei programmi di lavorazione, la scelta degli utensili da taglio e i fattori umani possono portare ad una precisione di lavorazione anomala.
2, Principi per la diagnosi dei guasti delle macchine utensili CNC
1. La macchina utensile CNC esterna ed interna è una macchina utensile che integra componenti meccanici, idraulici ed elettrici, quindi il verificarsi dei suoi guasti si rifletterà in modo completo anche su questi tre fattori. Il personale di manutenzione deve prima ispezionare uno per uno dall'esterno verso l'interno e cercare di evitare aperture e smontaggi casuali, altrimenti si amplierà il guasto, si causerà la perdita di precisione della macchina utensile e si ridurranno le prestazioni.
In generale, i guasti meccanici sono più facili da rilevare, mentre la diagnosi dei guasti nei sistemi CNC è più difficile. Prima di procedere alla risoluzione dei problemi, prestare innanzitutto attenzione all'eliminazione dei guasti meccanici, che spesso possono ottenere il doppio del risultato con la metà dello sforzo.
3. Prima statico, poi dinamico. Nello stato statico della macchina utensile quando è spenta, dopo aver compreso, osservato, testato, analizzato e confermato che si tratta di un guasto non distruttivo, la macchina utensile può essere accesa; In condizioni operative, condurre osservazioni dinamiche, ispezioni e test per identificare i guasti. Per i guasti distruttivi, il pericolo deve essere eliminato prima di poter applicare l'alimentazione.
4. Quando più errori sono intrecciati e nascosti e non c'è modo di iniziare al momento, i problemi facili dovrebbero essere risolti prima e quelli più difficili dovrebbero essere risolti in seguito. Spesso, dopo aver risolto problemi semplici, anche quelli più difficili possono diventare più facili.
3, metodo di diagnosi dei guasti per macchine utensili CNC
1. Metodo intuitivo: (osservare, annusare, interrogare, tagliare) chiedere informazioni su malfunzionamenti della macchina utensile, condizioni di lavorazione, ecc; Controllare: - le informazioni sugli allarmi del CRT, le spie di allarme, la deformazione, il fumo, la bruciatura dei condensatori e di altri componenti e l'intervento dei dispositivi di protezione; Suono anomalo durante l'ascolto; Odore - I componenti elettrici emanano odore di bruciato e altri odori sgradevoli; Riscaldamento al tocco, vibrazioni, scarso contatto, ecc.
2. Metodo di ispezione dei parametri: i parametri sono generalmente memorizzati nella RAM. A volte, una tensione della batteria insufficiente, un'interruzione di corrente prolungata del sistema o un'interferenza esterna possono causare perdita o confusione dei parametri. I parametri rilevanti devono essere controllati e calibrati in base alle caratteristiche del guasto.
3. Metodo di isolamento: per alcuni guasti difficili da distinguere tra la parte CNC, il servosistema o la parte meccanica, viene spesso utilizzato il metodo di isolamento.
4. Metodo di scambio dello stesso tipo: sostituire il modello sospettato di essere difettoso con una scheda di backup con la stessa funzione oppure scambiare modelli o unità con la stessa funzione.
5. Il metodo di test del programma funzionale prevede la scrittura di alcuni piccoli programmi con tutte le istruzioni di G, M, S, T e altre funzioni. Durante la diagnosi dei guasti, questi programmi possono essere eseguiti per determinare la mancanza di funzionalità.
4, Esempio di diagnosi e gestione di errori di precisione di lavorazione anomali
1. Guasto meccanico che comporta una precisione di lavorazione anomala
Fenomeno di guasto: un centro di lavoro verticale SV-1000 che utilizza il sistema Frank. Durante la lavorazione dello stampo della biella, si è scoperto improvvisamente che l'avanzamento dell'asse Z era anomalo, con conseguente errore di taglio di almeno 1 mm (taglio eccessivo nella direzione Z).
Diagnosi del guasto: Durante l'indagine si è constatato che il guasto si è verificato all'improvviso. La macchina utensile è in modalità jog e, con l'immissione manuale dei dati, tutti gli assi funzionano normalmente e ritornano al punto di riferimento senza alcuna richiesta di allarme. È stata esclusa la possibilità di guasti gravi nella parte di controllo elettrico. I seguenti aspetti dovrebbero essere controllati uno per uno.
Controllare i segmenti del programma di lavorazione in esecuzione quando la precisione della macchina utensile è anomala, in particolare per la compensazione della lunghezza dell'utensile, la calibrazione e il calcolo del sistema di coordinate di lavorazione (G54-G59).
In modalità jog, l'asse Z viene spostato ripetutamente e, dopo la diagnosi visiva, tattile e uditiva del suo stato di movimento, si riscontra che il rumore del movimento dell'asse Z è anomalo, soprattutto quando si fa jogging velocemente, il rumore è più pronunciato . Sulla base di ciò, potrebbero esserci dei pericoli nascosti nell'aspetto meccanico.
Check the Z-axis accuracy of the machine tool. Move the Z-axis using a hand cranked pulse generator (set its magnification to 1) × At a gear of 100, that is, for each step of change, the motor feeds 0.1mm, and observe the movement of the Z-axis with a dial gauge. After maintaining normal unidirectional motion as the starting point for forward motion, with each change in the pulse generator, the actual distance of the Z-axis movement of the machine tool d=d1=d2=d3=...=0.1mm indicates that the motor is running well and the positioning accuracy is also good. When it comes to the actual movement displacement of the machine tool, it can be divided into four stages: (1) the machine tool movement distance d1>d=0.1mm (slope greater than 1); (2) Manifested as d1=0.1mm>d2>d3 (pendenza inferiore a 1); (3) Il meccanismo della macchina utensile in realtà non si è mosso e ha mostrato il gioco in retromarcia più standard; (4) La distanza di movimento della macchina utensile è uguale al valore impostato del generatore di impulsi (con una pendenza di 1) e ritorna al normale movimento della macchina utensile. Indipendentemente da come viene compensato il gioco inverso, la sua caratteristica è che, fatta eccezione per la compensazione nella fase (3), esistono ancora modifiche nelle altre fasi, soprattutto nella fase (1), che incidono gravemente sulla precisione di lavorazione della macchina utensile. Durante il processo di compensazione si è constatato che maggiore è la compensazione del gap, maggiore è la distanza percorsa durante la fase (1).
Analizzando l'ispezione di cui sopra, si ritiene che possano esserci diverse ragioni: in primo luogo, c'è un'anomalia nel motore, in secondo luogo, c'è un malfunzionamento meccanico e, in terzo luogo, c'è uno spazio nella vite. Per diagnosticare ulteriormente il guasto, scollegare completamente il motore e la vite e ispezionare separatamente il motore e le parti meccaniche. Il risultato dell'ispezione mostra che il motore funziona normalmente; Nella diagnosi della parte meccanica è stato riscontrato un notevole divario nel movimento iniziale durante la rotazione manuale della vite di comando. In circostanze normali dovrebbe essere possibile percepire il movimento ordinato e regolare dei cuscinetti.
Gestione dei guasti: dopo lo smontaggio e l'ispezione, si è constatato che il cuscinetto era effettivamente danneggiato e che alcuni cuscinetti a sfera cadevano. Dopo la sostituzione, la macchina utensile è tornata alla normalità.
2. Logica di controllo impropria che porta ad una precisione di lavorazione anomala
Fenomeno di guasto: un centro di lavoro prodotto da un produttore di macchine utensili di Shanghai ha un sistema Frank. Durante il processo di lavorazione, è stato riscontrato che la precisione dell'asse X della macchina utensile era anomala, con un errore di precisione minimo di 0.008 mm e un errore di precisione massimo di 1,2 mm. Diagnosi degli errori: Durante l'ispezione, la macchina utensile è stata impostata come richiesto con il sistema di coordinate pezzo G54. Nella modalità di immissione manuale dei dati, eseguire un programma nel sistema di coordinate G54, ovvero "GOOG90G54X60. OY70. OF150; M30;". Dopo che il letto di standby è in funzione, il valore delle coordinate meccaniche visualizzato sul display è (asse X) "-1025.243". Registra questo valore. Quindi, in modalità manuale, spostare la macchina utensile in qualsiasi altra posizione ed eseguire nuovamente il segmento di programma precedente in modalità di immissione dati manuale. Dopo l'arresto della macchina utensile, si rileva che il valore delle coordinate della macchina utensile viene visualizzato come "-1024.891", che è diverso di 0,352 mm dal valore dopo l'esecuzione precedente. Utilizzando lo stesso metodo, spostare l'asse X in posizioni diverse ed eseguire ripetutamente il segmento del programma. I valori visualizzati sul monitor sono tutti diversi (instabili). Un'attenta ispezione dell'asse X utilizzando un comparatore ha rivelato che l'errore effettivo nella posizione meccanica era coerente con l'errore visualizzato dai numeri, indicando che la causa del malfunzionamento era un eccessivo errore di posizionamento ripetuto sull'asse X. Il controllo del gioco inverso e della precisione di posizionamento dell'asse X e la compensazione del relativo valore di errore non hanno avuto alcun effetto. Pertanto, si sospetta che ci siano problemi con il righello del reticolo e i parametri del sistema. Ma perché si è verificato un errore così grave senza corrispondenti messaggi di allarme? Un'ulteriore ispezione ha rivelato che questo asse è verticale e quando l'asse X viene rilasciato, la scatola del mandrino cade, causando l'errore.
Gestione degli errori: il programma di controllo logico PLC della macchina utensile è stato modificato, ovvero, quando l'asse X viene rilasciato, abilitare prima il caricamento dell'asse X, quindi rilasciare l'asse X; Quando si blocca l'asse X, bloccare prima l'asse X e poi rimuovere l'abilitazione. Dopo la regolazione, il malfunzionamento della macchina utensile è stato risolto.
3. Precisione di lavorazione anomala causata da problemi di posizione della macchina utensile
Fenomeno di guasto: una fresatrice CNC verticale prodotta a Hangzhou, dotata del sistema KND-10M di Pechino. Durante lo spostamento o la lavorazione, sono state rilevate anomalie sull'asse Z.
Diagnosi dei guasti: durante l'ispezione, è stato riscontrato che l'asse Z si muove in modo non uniforme su e giù con rumore e che è presente un certo spazio. Quando il motore viene avviato, si avverte un rumore instabile e una distribuzione non uniforme della forza nel movimento verso l'alto dell'asse Z in modalità jog e si ha la sensazione che il motore tremi piuttosto violentemente; Quando ci si sposta verso il basso, non si verifica uno scuotimento così evidente; Quando è fermo, non si verificano vibrazioni, cosa che è più evidente durante il processo di lavorazione. L'analisi suggerisce che ci sono tre ragioni per il malfunzionamento: in primo luogo, il gioco inverso della vite è molto grande; Il secondo è il funzionamento anomalo del motore dell'asse Z; Il terzo problema è che la puleggia è danneggiata a causa di una distribuzione non uniforme della forza. Ma una cosa da notare è che non si verificano vibrazioni durante l'arresto e movimenti irregolari su e giù, quindi è possibile escludere il problema di un funzionamento anomalo del motore. Pertanto, diagnosticare prima la parte meccanica e non sono state riscontrate anomalie durante il processo di test diagnostico, entro i limiti di tolleranza. Usando la regola di esclusione, l’unico problema rimasto è con la cintura. Durante l'ispezione della cinghia, si è constatato che era appena stata sostituita. Tuttavia, dopo un'attenta ispezione della cintura, si è riscontrato che all'interno della cintura erano presenti danni di vario grado, chiaramente causati da una forza irregolare. Qual è stata la ragione di ciò? Nella diagnosi è stato riscontrato che c'era un problema con il posizionamento del motore, cioè l'angolo e la posizione del bloccaggio erano asimmetrici, con conseguente forza irregolare.
Gestione dei guasti: basta reinstallare il motore, allinearlo con l'angolo, misurare la distanza (tra il motore e il cuscinetto dell'asse Z) e assicurarsi che la lunghezza su entrambi i lati della cinghia sia uniforme. In questo modo, il movimento irregolare su e giù dell'asse Z, così come il rumore e le vibrazioni, vengono eliminati e la lavorazione dell'asse Z ritorna alla normalità.
4. Parametri di sistema non ottimizzati, motore che funziona in modo anomalo
I parametri di sistema che causano una precisione di lavorazione anomala includono principalmente l'unità di avanzamento della macchina, l'offset zero, il gioco inverso, ecc. Ad esempio, il sistema Frank CNC ha due tipi di unità di avanzamento: metriche e imperiali. Nel processo di riparazione della macchina utensile, la gestione locale spesso influisce sulle modifiche dello spostamento zero e della distanza. Una volta risolto il guasto, è necessario apportare tempestivamente aggiustamenti e modifiche; D'altro canto, anche una forte usura meccanica o posizioni di collegamento allentate possono causare cambiamenti nei valori misurati dei parametri e sono necessarie modifiche corrispondenti per soddisfare i requisiti di precisione di lavorazione della macchina utensile.
Fenomeno di guasto: una fresatrice CNC verticale prodotta a Hangzhou, dotata del sistema KND-10M di Pechino. Durante il processo di lavorazione, si è riscontrato che la precisione dell'asse X era anomala.
Diagnosi del guasto: durante l'ispezione è stato riscontrato un certo spazio nell'asse X e un fenomeno di instabilità all'avvio del motore. Quando tocchi il motore dell'asse X con la mano, senti che il motore sta tirando con forza, ma quando si ferma, la trazione non è evidente, soprattutto in modalità jog. L'analisi suggerisce che ci sono due ragioni per il malfunzionamento: in primo luogo, c'è un grande gioco tra le viti di comando; Il secondo problema è il funzionamento anomalo del motore dell'asse X.
Gestione dei guasti: utilizzare la funzione parametrica del sistema KND-10M per eseguire il debug del motore. Innanzitutto, compensare gli spazi esistenti, quindi regolare i parametri del servosistema e i parametri della funzione di soppressione degli impulsi, eliminare la vibrazione del motore dell'asse X e ripristinare la precisione di lavorazione della macchina utensile alla normalità.