Độ chính xác của máy công cụ giảm đột ngột? 4 nguyên tắc chẩn đoán và 5 phương pháp chẩn đoán

1, Nguyên nhân gây ra lỗi độ chính xác gia công bất thường
Nguyên nhân của các lỗi về độ chính xác gia công bất thường rất bí mật và khó chẩn đoán. Có thể tóm tắt năm lý do chính: bộ phận cấp liệu của máy công cụ đã bị sửa đổi hoặc thay đổi; Độ lệch gốc bất thường của từng trục của máy công cụ; Khe hở ngược trục bất thường; Trạng thái hoạt động của động cơ bất thường, cụ thể là các bộ phận điện và điều khiển bất thường; Các hư hỏng cơ học, chẳng hạn như ốc vít, vòng bi, khớp nối và các bộ phận khác. Ngoài ra, việc lập trình chương trình gia công, lựa chọn dụng cụ cắt và yếu tố con người cũng có thể dẫn đến độ chính xác gia công bất thường.
2, Nguyên tắc chẩn đoán lỗi máy công cụ CNC
1. Máy công cụ CNC bên ngoài và bên trong là máy công cụ tích hợp các bộ phận cơ khí, thủy lực và điện nên việc xảy ra lỗi của nó cũng sẽ được phản ánh toàn diện bởi 3 yếu tố này. Nhân viên bảo trì trước tiên phải kiểm tra từng cái một từ ngoài vào trong, cố gắng tránh mở và tháo rời ngẫu nhiên, nếu không sẽ mở rộng lỗi, khiến máy công cụ mất độ chính xác và giảm hiệu suất.
Nói chung, lỗi cơ học dễ phát hiện hơn, trong khi chẩn đoán lỗi trong hệ thống CNC khó hơn. Trước khi khắc phục sự cố, trước tiên hãy chú ý đến việc loại bỏ các lỗi cơ học, thường có thể đạt được kết quả gấp đôi với một nửa công sức.
3. Tĩnh trước, sau động. Ở trạng thái tĩnh của máy công cụ khi tắt nguồn, sau khi hiểu, quan sát, kiểm tra, phân tích và xác nhận rằng đó là lỗi không phá hủy, máy công cụ có thể được bật nguồn; Trong điều kiện vận hành, tiến hành quan sát, kiểm tra và thử nghiệm động để xác định lỗi. Đối với các lỗi phá hoại, mối nguy hiểm phải được loại bỏ trước khi cấp nguồn.
4. Khi nhiều lỗi đan xen và che đậy, hiện tại không có cách nào bắt đầu, thì những vấn đề dễ dàng nên giải quyết trước, những vấn đề khó khăn hơn nên giải quyết sau. Thông thường, sau khi giải được những bài toán đơn giản, những bài toán khó hơn cũng có thể trở nên dễ dàng hơn.
3, Phương pháp chẩn đoán lỗi máy công cụ CNC
1. Phương pháp trực quan: (quan sát, ngửi, đặt câu hỏi, cắt) hỏi về các trục trặc của máy công cụ, điều kiện gia công, v.v; Kiểm tra - Thông tin cảnh báo CRT, đèn báo cảnh báo, biến dạng, bốc khói, cháy tụ điện và các bộ phận khác, ngắt thiết bị bảo vệ; Âm thanh bất thường khi nghe; Mùi - Linh kiện điện có mùi khét và các mùi khó chịu khác; Cảm ứng nóng, rung, tiếp xúc kém, v.v.
2. Phương pháp kiểm tra tham số: Các tham số thường được lưu trữ trong RAM. Đôi khi, điện áp pin không đủ, hệ thống mất điện trong thời gian dài hoặc sự can thiệp từ bên ngoài có thể gây ra mất thông số hoặc nhầm lẫn. Các thông số liên quan cần được kiểm tra và hiệu chỉnh dựa trên đặc điểm lỗi.
3. Phương pháp cách ly: Đối với một số lỗi khó phân biệt giữa bộ phận CNC, hệ thống servo hay bộ phận cơ khí thì phương pháp cách ly thường được sử dụng.
4. Phương pháp hoán đổi cùng loại: Thay thế mẫu bị nghi ngờ bị lỗi bằng bảng dự phòng có cùng chức năng hoặc trao đổi mẫu hoặc thiết bị có cùng chức năng.
5. Phương pháp kiểm tra chương trình chức năng bao gồm việc viết một số chương trình nhỏ với tất cả các hướng dẫn của G, M, S, T và các chức năng khác. Khi chẩn đoán lỗi, các chương trình này có thể được chạy để xác định tình trạng thiếu chức năng.
4, Ví dụ về chẩn đoán và xử lý các lỗi về độ chính xác gia công bất thường
1. Lỗi cơ học dẫn đến độ chính xác gia công không bình thường
Hiện tượng lỗi: Một trung tâm gia công đứng SV{0}} sử dụng hệ thống Frank. Trong quá trình gia công khuôn thanh truyền, bất ngờ phát hiện nguồn cấp dữ liệu trục Z không bình thường, dẫn đến sai số cắt ít nhất là 1mm (cắt quá mức theo hướng Z).
Chẩn đoán lỗi: Trong quá trình điều tra phát hiện lỗi xảy ra đột ngột. Máy công cụ ở chế độ chạy bộ và khi nhập dữ liệu thủ công, tất cả các trục hoạt động bình thường và quay trở lại điểm tham chiếu mà không có bất kỳ lời nhắc cảnh báo nào. Khả năng xảy ra lỗi cứng ở bộ phận điều khiển điện đã được loại trừ. Các khía cạnh sau đây cần được kiểm tra từng cái một.
Kiểm tra các phân đoạn chương trình gia công đang chạy khi độ chính xác của máy công cụ không bình thường, đặc biệt đối với việc bù chiều dài dao, hiệu chỉnh và tính toán hệ tọa độ gia công (G54-G59).
Ở chế độ chạy bộ, trục Z được di chuyển nhiều lần và sau khi chẩn đoán thị giác, xúc giác và thính giác về trạng thái chuyển động của nó, người ta thấy rằng tiếng ồn chuyển động của trục Z là bất thường, đặc biệt là khi chạy bộ nhanh, tiếng ồn sẽ rõ rệt hơn . Dựa trên điều này, có thể có những mối nguy hiểm tiềm ẩn ở khía cạnh cơ học.
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 (độ dốc nhỏ hơn 1); (3) Cơ cấu máy công cụ không thực sự chuyển động và thể hiện khe hở lùi tiêu chuẩn nhất; (4) Khoảng cách di chuyển của máy công cụ bằng giá trị cài đặt của bộ tạo xung (có độ dốc là 1) và nó trở về chuyển động bình thường của máy công cụ. Cho dù khe hở ngược được bù như thế nào thì đặc điểm của nó là, ngoại trừ việc bù ở giai đoạn (3), những thay đổi ở các giai đoạn khác vẫn tồn tại, đặc biệt là ở giai đoạn (1), ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác gia công của máy công cụ. Trong quá trình bù, người ta nhận thấy rằng bù khoảng cách càng lớn thì quãng đường di chuyển trong giai đoạn (1) càng lớn.
Phân tích việc kiểm tra trên, người ta cho rằng có một số nguyên nhân có thể xảy ra: thứ nhất là động cơ có bất thường, thứ hai là trục trặc cơ học, thứ ba là có khe hở ở trục vít. Để chẩn đoán thêm lỗi, hãy ngắt kết nối hoàn toàn động cơ và vít, đồng thời kiểm tra riêng động cơ và các bộ phận cơ khí. Kết quả kiểm tra cho thấy động cơ hoạt động bình thường; Khi chẩn đoán bộ phận cơ khí, người ta nhận thấy có một khe hở đáng kể trong chuyển động ban đầu khi vặn vít me bằng tay. Trong trường hợp bình thường, có thể cảm nhận được chuyển động trật tự và trơn tru của vòng bi.
Xử lý lỗi: Sau khi tháo và kiểm tra thì phát hiện ổ trục quả thực đã bị hỏng và có ổ bi rơi ra ngoài. Sau khi thay thế, máy công cụ trở lại bình thường.
2. Logic điều khiển không đúng dẫn đến độ chính xác gia công không bình thường
Hiện tượng lỗi: Một trung tâm gia công do nhà sản xuất máy công cụ Thượng Hải sản xuất có hệ thống Frank. Trong quá trình gia công, người ta nhận thấy độ chính xác trục X của máy công cụ là bất thường, với sai số chính xác tối thiểu là 0.008mm và sai số chính xác tối đa là 1,2mm. Chẩn đoán lỗi: Trong quá trình kiểm tra, máy công cụ đã được thiết lập hệ tọa độ phôi G54 theo yêu cầu. Ở chế độ nhập dữ liệu thủ công, chạy chương trình trong hệ tọa độ G54, tức là "GOOG90G54X60. OY70. OF150; M30;". Sau khi giường chờ chạy, giá trị tọa độ cơ học hiển thị trên màn hình là (trục X) "-1025.243". Ghi lại giá trị này. Sau đó, ở chế độ thủ công, di chuyển máy công cụ đến bất kỳ vị trí nào khác và chạy lại đoạn chương trình trước đó ở chế độ nhập dữ liệu thủ công. Sau khi máy công cụ dừng, người ta thấy giá trị tọa độ của máy công cụ được hiển thị là "-1024.891", chênh lệch 0,352mm so với giá trị sau lần thực hiện trước đó. Sử dụng cùng một phương pháp, di chuyển trục X đến các vị trí khác nhau và thực hiện lặp lại phân đoạn chương trình. Các giá trị hiển thị trên màn hình đều khác nhau (không ổn định). Việc kiểm tra cẩn thận trục X bằng đồng hồ đo cho thấy lỗi thực tế ở vị trí cơ khí phù hợp với lỗi được hiển thị bằng các con số, cho thấy nguyên nhân của sự cố là do lỗi định vị lặp đi lặp lại quá mức trên trục X. Việc kiểm tra độ hở ngược và độ chính xác định vị của trục X và bù lại giá trị lỗi của nó không có tác dụng gì. Do đó, người ta nghi ngờ rằng có vấn đề với thước đo cách tử và các thông số hệ thống. Nhưng tại sao lại xảy ra lỗi lớn như vậy mà không có thông báo cảnh báo tương ứng? Kiểm tra kỹ hơn cho thấy trục này thẳng đứng và khi trục X được thả ra, hộp trục quay rơi xuống gây ra lỗi.
Xử lý lỗi: Chương trình điều khiển logic PLC của máy công cụ đã được sửa đổi, nghĩa là khi trục X được nhả ra, hãy cho phép tải trục X trước, sau đó nhả trục X; Khi kẹp trục X, trước tiên hãy kẹp trục X rồi tháo thiết bị kích hoạt. Sau khi điều chỉnh, trục trặc của máy công cụ đã được giải quyết.
3. Độ chính xác gia công bất thường do vấn đề về vị trí máy công cụ
Hiện tượng lỗi: Máy phay CNC đứng được sản xuất tại Hàng Châu, được trang bị hệ thống KND{0}}M Bắc Kinh. Trong quá trình chạy bộ hoặc gia công, các bất thường trên trục Z đã được phát hiện.
Chẩn đoán lỗi: Khi kiểm tra thì thấy trục Z di chuyển lên xuống không đều, có tiếng ồn và có khe hở nhất định. Khi khởi động động cơ, có tiếng ồn không ổn định và phân bố lực không đều khi chuyển động đi lên của trục Z ở chế độ chạy bộ và có cảm giác động cơ rung lắc khá nghiêm trọng; Khi di chuyển xuống dưới không thấy hiện tượng rung lắc rõ rệt như vậy; Khi dừng lại không có hiện tượng rung lắc, điều này thể hiện rõ hơn trong quá trình gia công. Phân tích cho thấy có ba nguyên nhân dẫn đến sự cố: thứ nhất, khe hở ngược của trục vít rất lớn; Thứ hai là hoạt động bất thường của động cơ trục Z; Vấn đề thứ ba là ròng rọc bị hư hỏng do lực phân bố không đều. Nhưng có một điều cần lưu ý là không bị rung khi dừng và chuyển động lên xuống không đều nên có thể loại trừ vấn đề động cơ hoạt động bất thường. Do đó, trước tiên hãy chẩn đoán bộ phận cơ khí và không tìm thấy bất thường nào trong quá trình kiểm tra chẩn đoán, trong phạm vi dung sai. Sử dụng quy tắc loại trừ, vấn đề duy nhất còn lại là ở dây đai. Khi kiểm tra dây đai thì phát hiện nó vừa được thay thế. Tuy nhiên, khi kiểm tra cẩn thận dây đai, người ta phát hiện bên trong dây đai có nhiều mức độ hư hỏng khác nhau, nguyên nhân rõ ràng là do lực không đồng đều. Lý do cho điều này là gì? Khi chẩn đoán, người ta phát hiện có vấn đề về vị trí đặt động cơ, tức là góc và vị trí kẹp không đối xứng dẫn đến lực không đồng đều.
Xử lý lỗi: Chỉ cần lắp lại động cơ, căn chỉnh theo góc, đo khoảng cách (giữa động cơ và ổ trục trục Z) và đảm bảo chiều dài hai bên của đai đều nhau. Bằng cách này, chuyển động lên xuống không đều của trục Z cũng như tiếng ồn và rung lắc được loại bỏ và quá trình gia công trục Z trở lại bình thường.
4. Thông số hệ thống không tối ưu, motor chạy bất thường
Các thông số hệ thống gây ra độ chính xác gia công bất thường chủ yếu bao gồm bộ cấp liệu máy, độ lệch 0, khe hở ngược, v.v. Ví dụ, hệ thống Frank CNC có hai loại đơn vị cấp liệu: hệ mét và hệ đo lường Anh. Trong quá trình sửa chữa máy công cụ, việc xử lý cục bộ thường ảnh hưởng đến những thay đổi về độ lệch và khe hở bằng 0. Sau khi khắc phục xong lỗi cần điều chỉnh, sửa đổi kịp thời; Mặt khác, hao mòn cơ học nghiêm trọng hoặc vị trí kết nối lỏng lẻo cũng có thể gây ra thay đổi về giá trị đo được của các thông số và cần có những sửa đổi tương ứng để đáp ứng yêu cầu về độ chính xác gia công máy công cụ.
Hiện tượng lỗi: Máy phay CNC đứng được sản xuất tại Hàng Châu, được trang bị hệ thống KND{0}}M Bắc Kinh. Trong quá trình gia công, người ta nhận thấy độ chính xác của trục X là bất thường.
Chẩn đoán lỗi: Khi kiểm tra phát hiện trục X có khe hở nhất định và có hiện tượng không ổn định khi động cơ khởi động. Khi dùng tay chạm vào mô tơ trục X, bạn có cảm giác mô tơ kéo khá mạnh, tuy nhiên khi dừng lại thì lực kéo không rõ rệt, nhất là ở chế độ chạy bộ. Phân tích cho thấy có hai nguyên nhân dẫn đến sự cố: thứ nhất là có phản ứng dữ dội lớn giữa các vít me; Vấn đề thứ hai là hoạt động bất thường của động cơ trục X.
Xử lý lỗi: Sử dụng chức năng tham số của hệ thống KND{0}}M để gỡ lỗi động cơ. Đầu tiên, bù đắp những khoảng trống hiện có, sau đó điều chỉnh các tham số hệ thống servo và các tham số chức năng triệt xung, loại bỏ độ rung của động cơ trục X và khôi phục độ chính xác gia công của máy công cụ về bình thường.