Le cause di una precisione di lavorazione anomala sono altamente nascoste e difficili da diagnosticare. Oggi ho riassunto 4 principali principi diagnostici e 5 principali metodi diagnostici. Vediamo se li conosci tutti.
1. Cause di precisione di lavorazione anomala
Cinque ragioni principali: l'unità di avanzamento della macchina utensile è stata modificata o cambiata; lo spostamento dello zero di ciascun asse della macchina utensile è anomalo; il gioco assiale inverso è anomalo; lo stato di funzionamento del motore è anomalo, ovvero le parti elettriche e di controllo sono anomale; guasti meccanici, come viti, cuscinetti, giunti di alberi e altri componenti. Inoltre, anche la preparazione del programma di lavorazione, la scelta degli utensili e i fattori umani possono portare ad una precisione di lavorazione anomala.
2. Principi di diagnosi dei guasti delle macchine utensili a controllo numerico
1. Le macchine utensili CNC prima esterne e poi interne sono macchine utensili che integrano meccanica, idraulica ed elettrica, quindi il verificarsi dei loro guasti si rifletterà anche su queste tre. Il personale addetto alla manutenzione deve prima controllare uno per uno dall'esterno verso l'interno e cercare di evitare l'apertura e lo smontaggio a piacimento, altrimenti si amplierà il guasto, si farà perdere precisione alla macchina utensile e si ridurranno le prestazioni.
2. Prima meccanico, poi elettrico In generale, i guasti meccanici sono più facili da rilevare, mentre la diagnosi dei guasti del sistema 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. Innanzitutto, nello stato statico della macchina utensile spenta, attraverso la comprensione, l'osservazione, il test e l'analisi, confermare che si tratta di un guasto non distruttivo, quindi accendere la macchina utensile; in condizioni operative, vengono effettuate osservazioni dinamiche, ispezioni e test per individuare guasti. Per i guasti distruttivi il pericolo deve essere eliminato prima della messa in tensione.
4. Prima semplice, poi complesso. Quando più errori sono intrecciati e coperti, ed è difficile iniziare in questo momento, dovrebbero essere risolti prima i problemi facili e poi quelli più difficili. Spesso, una volta risolti i problemi semplici, anche i problemi difficili possono diventare facili.
3. Metodi di diagnosi dei guasti per macchine utensili a controllo numerico
1. Metodo intuitivo: (guardare, annusare, chiedere e sentire) Ask - fenomeni di guasto della macchina utensile, condizioni di lavorazione, ecc.; Guarda: informazioni sull'allarme CRT, spia di allarme, deformazione, fumo e componenti bruciati come condensatori, intervento delle protezioni, ecc.; Ascolta: suoni anormali; Odore: odore di bruciato di componenti elettrici e altri odori; Tocco: calore, 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 dell'alimentazione del sistema a lungo termine o un'interferenza esterna possono causare perdita o confusione dei parametri. I parametri rilevanti devono essere controllati e corretti in base alle caratteristiche del guasto.
3. Metodo di isolamento: alcuni guasti sono difficili da distinguere se sono causati dalla parte CNC, dal servosistema o dalla parte meccanica. Viene spesso utilizzato il metodo di isolamento.
4. Metodo di scambio dello stesso tipo Sostituire il modello sospetto difettoso con una scheda di ricambio con la stessa funzione oppure scambiare modelli o unità con la stessa funzione.
5. Metodo di test del programma funzionale Scrivere alcuni piccoli programmi per tutte le istruzioni delle funzioni G, M, S e T. Durante la diagnosi degli errori, questi programmi possono essere eseguiti per determinare la mancanza di funzioni.
(Fonte immagine: Angke Machine Tool)
IV. Esempi di diagnosi ed trattamento di anomalie di precisione della lavorazione
1. Il guasto meccanico porta ad una precisione di lavorazione anomala
Fenomeno di errore: un centro di lavoro verticale SV-1000 utilizza il sistema Frank. Durante la lavorazione dello stampo della biella, si è riscontrato improvvisamente che l'avanzamento dell'asse Z era anomalo, causando un errore di taglio di almeno 1 mm (sovrataglio nella direzione Z).
Diagnosi del guasto: durante l'indagine si è appreso che il guasto si è verificato all'improvviso. La macchina utensile avanzava lentamente e ciascun asse funzionava normalmente in modalità di immissione manuale dei dati e il punto di riferimento veniva restituito normalmente, senza alcuna richiesta di allarme, ed era esclusa la possibilità di guasti gravi nella parte di controllo elettrico. I seguenti aspetti dovrebbero essere controllati uno per uno.
Controllare il segmento del programma di lavorazione in esecuzione quando la precisione della macchina utensile è anomala, in particolare la compensazione della lunghezza dell'utensile e la calibrazione e il calcolo del sistema di coordinate di lavorazione (G54-G59).
Nella modalità inching, sposta ripetutamente l'asse Z e diagnostica il suo stato di movimento attraverso la vista, il tatto e l'udito. Si è riscontrato che il rumore del movimento dell'asse Z era anomalo, in particolare l'avanzamento rapido, e il rumore era più evidente. Da ciò si può dedurre che nella macchina possano nascondersi dei pericoli.
Controllare la precisione dell'asse Z della macchina utensile. Utilizza un generatore di impulsi a manovella per spostare l'asse Z (imposta il suo ingrandimento su 1×100, ovvero il motore avanza di 0,1 mm per ogni passo) e utilizza un comparatore per osservare il movimento di l'asse Z. Dopo che il movimento unidirezionale rimane normale, il movimento positivo viene preso come punto di partenza. Per ogni passo dell'impulso, la distanza effettiva d dell'asse Z dei movimenti della macchina utensile è d1=d2=d3=……=0.1mm, indicating that the motor runs well and the positioning accuracy is also good. The change in the actual movement displacement of the returning machine tool can be divided into four stages: (1) The machine tool movement distance d1>d=0.1mm (slope greater than 1); (2) It is shown as d1=0.1mm>d2>d3 (pendenza inferiore a 1); (3) Il meccanismo della macchina utensile in realtà non si muove, mostrando il gioco inverso più standard; (4) La distanza di movimento della macchina utensile è uguale al valore della costante dell'impulso (la pendenza è pari a 1) e la macchina utensile ritorna al movimento normale. Indipendentemente da come viene compensato il gioco inverso, le sue caratteristiche sono: fatta eccezione per la compensazione nella fase (3), le modifiche nelle altre fasi si basano su Tuttavia esiste un divario, soprattutto nella fase (1), che influisce seriamente sulla precisione della lavorazione della macchina utensile. Durante la compensazione si è riscontrato che maggiore è la compensazione del gap, maggiore è la distanza percorsa nella fase (1).
L'analisi dell'ispezione di cui sopra mostra che esistono diverse ragioni possibili: la prima è che il motore è anomalo, la seconda è che c'è un guasto meccanico e la terza è che c'è uno spazio nella vite di comando. Per diagnosticare ulteriormente il guasto, il motore e la vite vengono completamente scollegati e vengono controllati rispettivamente il motore e le parti meccaniche. Il risultato dell'ispezione mostra che il motore funziona normalmente; nella diagnosi della parte meccanica si riscontra che quando si gira la vite a mano si ha un ampio senso di vuoto all'inizio del movimento di ritorno. In circostanze normali, si dovrebbe avvertire il movimento ordinato e regolare del cuscinetto.
Gestione dei guasti: Dopo lo smontaggio e l'ispezione, si è constatato che il cuscinetto era effettivamente danneggiato e la sfera era caduta. Dopo la sostituzione, la macchina utensile è tornata alla normalità.
2. Precisione di lavorazione anomala causata da una logica di controllo impropria
Fenomeno di guasto: un centro di lavoro prodotto da un produttore di macchine utensili di Shanghai, il sistema è 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 errori: Durante l'ispezione, la macchina utensile ha impostato il sistema di coordinate pezzo G54 come richiesto. Nella modalità di immissione manuale dei dati, eseguire un programma nel sistema di coordinate G54, ovvero "GOOG90G54X60.OY70.OF150; M30;". Al termine del funzionamento della macchina utensile, il valore della coordinata meccanica 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 in modalità di immissione dati manuale. Dopo l'arresto della macchina utensile, si rileva che il valore delle coordinate della macchina utensile è ora "-1024.891", che è diverso di 0,352 mm dal valore dopo l'ultima esecuzione. Allo stesso modo, spostare l'asse X in posizioni diverse ed eseguire ripetutamente il segmento del programma, ma i valori visualizzati sul display sono diversi (instabili). Utilizzare un comparatore per controllare attentamente l'asse X e scoprire che l'errore effettivo della posizione meccanica è sostanzialmente coerente con l'errore visualizzato dal display digitale. Si ritiene pertanto che la causa del guasto sia che l'errore di posizionamento ripetuto dell'asse X sia troppo grande. Controllare il gioco inverso e la precisione di posizionamento dell'asse X e compensare nuovamente il suo valore di errore, ma non ha alcun effetto. Si sospetta quindi che vi siano problemi con il righello del reticolo e con i parametri del sistema. Ma perché si verifica un errore così grande ma non viene visualizzata alcuna informazione di allarme corrispondente? Un'ulteriore ispezione ha rilevato che questo asse è un asse verticale. 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, l'asse X viene prima caricato, quindi l'asse X viene rilasciato; quando l'asse X è bloccato, l'asse X viene prima bloccato e poi l'abilitazione viene rimossa. Dopo la regolazione, il guasto della macchina utensile è stato risolto.
3. Precisione di lavorazione anomala causata da un problema di posizione della macchina utensile
Fenomeno di guasto: una fresatrice CNC verticale prodotta a Hangzhou, dotata del sistema KND-10M di Pechino. Durante il processo di spostamento o lavorazione, l'asse Z è risultato anomalo.
Diagnosi del guasto: dall'ispezione è emerso che l'asse Z si muoveva su e giù in modo non uniforme e rumoroso e che era presente un certo spazio. Quando il motore si avvia, si avverte un rumore instabile e una forza irregolare quando l'asse Z si sposta verso l'alto in modalità inching e il motore avverte che trema più violentemente; quando si muove verso il basso, non trema in modo così evidente; quando si ferma non trema, cosa più evidente durante la lavorazione. Secondo l'analisi, le ragioni del guasto sono tre: la prima è che il gioco inverso della vite è elevato; il secondo è che il motore dell'asse Z funziona in modo anomalo; il terzo è che la puleggia è danneggiata da una forza irregolare. Ma c'è un problema da notare, cioè non si avverte alcun tremolio quando si ferma e i movimenti su e giù non sono uniformi, quindi si può escludere il problema di un funzionamento anomalo del motore. Pertanto, la parte meccanica viene diagnosticata per prima e non vengono rilevate anomalie durante il processo di test diagnostico, che rientra nella tolleranza. Usando la regola dell'eliminazione, l'unico problema rimasto è la cintura. Durante il test della cinghia, si è constatato che la cinghia era stata sostituita non molto tempo fa, ma dopo un esame accurato della cinghia, si è riscontrato che l'interno della cinghia era danneggiato a vari livelli. È ovvio che è causato da una forza irregolare. Qual è la causa? Durante la diagnosi è stato riscontrato un problema con il posizionamento del motore, ovvero la posizione angolare asimmetrica del bloccaggio causava una forza irregolare.
Gestione dei guasti: basta reinstallare il motore, allineare l'angolo, misurare la distanza (cuscinetti del motore e dell'asse Z) e i due lati (lunghezza) della cinghia dovrebbero essere uniformi. In questo modo, il movimento irregolare su e giù dell'asse Z e il fenomeno del rumore e del jitter vengono eliminati e l'elaborazione dell'asse Z ritorna alla normalità.
4. I parametri del sistema non sono ottimizzati e il motore funziona in modo anomalo
I parametri di sistema che causano una precisione di lavorazione anomala includono principalmente le unità di avanzamento della macchina utensile, l'offset zero, il gioco inverso, ecc. Ad esempio, il sistema Frank CNC ha due unità di avanzamento, metrica e imperiale. Durante la riparazione della macchina utensile, la lavorazione locale spesso influisce sulla modifica dello spostamento zero e della distanza. Dopo aver gestito il guasto, è necessario apportare tempestivamente aggiustamenti e modifiche; d'altro canto, a causa di una forte usura meccanica o di posizioni di collegamento allentate, anche il valore effettivo misurato dei parametri può cambiare. I parametri devono essere modificati di conseguenza per soddisfare i requisiti di precisione di lavorazione della macchina utensile.
Fenomeno di guasto: una fresatrice CNC verticale prodotta a Hangzhou, dotata di un sistema KND-10M di Pechino. Durante l'elaborazione si è riscontrato che la precisione dell'asse X era anomala.
Diagnosi del guasto: dall'ispezione è emerso che c'era un certo spazio nell'asse X e che il motore era instabile all'avvio. Quando ho toccato con la mano il motore dell'asse X, ho sentito che il motore tirava forte, ma non era evidente quando si fermava, soprattutto in modalità inching. Secondo l'analisi, ci sono due ragioni per il guasto: la prima è che il gioco della vite è elevato; l'altro è che il motore dell'asse X funziona in modo anomalo.
Gestione dei guasti: utilizzare la funzione parametrica del sistema KND-10M per eseguire il debug del motore. Innanzitutto, compensare il divario esistente, quindi regolare i parametri del servosistema e i parametri della funzione di soppressione degli impulsi, eliminare il jitter del motore dell'asse X e ripristinare la precisione di lavorazione della macchina utensile alla normalità.
