Nguyên nhân của độ chính xác gia công bất thường rất khó được che giấu và khó chẩn đoán. Hôm nay, tôi đã tóm tắt 4 nguyên tắc chẩn đoán chính và 5 phương pháp chẩn đoán chính. Hãy xem liệu bạn có biết tất cả chúng không.
1. Nguyên nhân dẫn đến độ chính xác gia công bất thường
Năm lý do chính: bộ phận cấp liệu của máy công cụ đã được sửa đổi hoặc thay đổi; độ lệch 0 của mỗi trục của máy công cụ là bất thường; độ hở dọc trục là bất thường; trạng thái hoạt động của động cơ là bất thường, nghĩa là các bộ phận điện và điều khiển không bình thường; hỏng hóc cơ học, chẳng hạn như ốc vít, vòng bi, khớp nối trục và các bộ phận khác. Ngoài ra, việc chuẩn bị chương trình gia công, lựa chọn công cụ và yếu tố con người cũng có thể dẫn đến độ chính xác gia công bất thường.
2. Nguyên lý chẩn đoán lỗi máy công cụ CNC
1. Máy công cụ CNC bên ngoài trước, sau đó là máy công cụ CNC bên trong là những máy công cụ tích hợp cơ khí, thủy lực và điện nên việc xảy ra lỗi của chúng cũng sẽ được phản ánh bởi ba điều này. Nhân viên bảo trì trước tiên nên kiểm tra từng cái một từ bên ngoài vào bên trong, cố gắng tránh việc mở và tháo rời theo ý muốn, nếu không sẽ mở rộng lỗi, làm cho máy công cụ mất đi độ chính xác và giảm hiệu suất.
2. Đầu tiên là cơ khí, sau đó là điện Nói chung, lỗi cơ học dễ phát hiện hơn, trong khi việc chẩn đoán lỗi hệ thống CNC khó khăn 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. Đầu tiên, ở trạng thái tĩnh của máy công cụ bị tắt nguồn, thông qua tìm hiểu, quan sát, kiểm tra và phân tích, xác nhận rằng đó là lỗi không phá hủy, sau đó bật nguồn máy công cụ; trong điều kiện vận hành, việc quan sát, kiểm tra và thử nghiệm động được thực hiện để tìm ra lỗi. Đối với các lỗi phá hoại, mối nguy hiểm phải được loại bỏ trước khi bật nguồn.
4. Đơn giản trước, sau phức tạp. Khi nhiều lỗi đan xen và che đậy, khó bắt đầu vào lúc này, thì những vấn đề dễ dàng nên được giải quyết trước, những vấn đề khó khăn hơn mới đến. Thường thì sau khi những vấn đề đơn giản được giải quyết, những vấn đề khó khăn cũng có thể trở nên dễ dàng.
3. Phương pháp chẩn đoán lỗi máy công cụ CNC
1. Phương pháp trực quan: (nhìn, ngửi, hỏi và cảm nhận) Hỏi - hiện tượng lỗi máy công cụ, điều kiện gia công, v.v.; Nhìn - Thông tin cảnh báo CRT, đèn báo cảnh báo, biến dạng, khói và các bộ phận bị cháy như tụ điện, ngắt bộ phận bảo vệ, v.v.; Nghe - âm thanh bất thường; Mùi - mùi cháy của linh kiện điện và các mùi khác; Cảm ứng - nhiệt, 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 sẽ gây ra mất thông số hoặc nhầm lẫn. Các thông số liên quan cần được kiểm tra và sửa chữa theo đặc điểm lỗi.
3. Phương pháp cách ly: Một số lỗi rất khó phân biệt là do bộ phận CNC, hệ thống servo hay bộ phận cơ khí gây ra. 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 thử chương trình hàm Viết một số chương trình nhỏ cho tất cả các lệnh của hàm G, M, S, T. Khi chẩn đoán lỗi, các chương trình này có thể được chạy để xác định tình trạng thiếu chức năng.
(Nguồn hình ảnh: Máy công cụ Angke)
IV. Ví dụ chẩn đoán và điều trị độ chính xác gia công bất thường
1. Lỗi cơ học dẫn đến độ chính xác gia công không bình thường
Hiện tượng lỗi: Trung tâm gia công đứng SV{0}} sử dụng hệ thống Frank. Trong quá trình xử lý khuôn thanh kết nối, người ta bất ngờ phát hiện nguồn cấp dữ liệu trục Z không bình thường, gây ra lỗi cắt ít nhất 1mm (cắt quá mức theo hướng Z).
Chẩn đoán lỗi: Trong quá trình điều tra được biết lỗi xảy ra đột ngột. Máy công cụ đang nhích dần và mỗi trục hoạt động bình thường ở chế độ nhập dữ liệu thủ công và điểm tham chiếu được trả về bình thường mà không có bất kỳ lời nhắc cảnh báo nào và 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 phân đoạn chương trình gia công đang chạy khi độ chính xác của máy công cụ không bình thường, đặc biệt là bù chiều dài dao cũng như việc hiệu chỉnh và tính toán hệ tọa độ gia công (G54-G59).
Ở chế độ nhích, liên tục di chuyển trục Z và chẩn đoán trạng thái chuyển động của nó thông qua thị giác, xúc giác và thính giác. Người ta nhận thấy tiếng ồn chuyển động của trục Z là bất thường, đặc biệt là tiếng nhích nhanh và tiếng ồn rõ ràng hơn. Từ đó có thể nhận định rằng có thể có những nguy hiểm tiềm ẩn trong máy móc.
Kiểm tra độ chính xác trục Z của máy công cụ. Sử dụng bộ tạo xung quay tay để di chuyển trục Z (đặt độ phóng đại của nó thành 1×100, nghĩa là động cơ tiến 0,1 mm cho mỗi bước) và sử dụng chỉ báo quay số để quan sát chuyển động của trục Z. Sau khi chuyển động một chiều vẫn bình thường, chuyển động dương được lấy làm điểm xuất phát. Đối với mỗi bước của bộ tạo xung, khoảng cách thực tế d của trục Z của máy công cụ di chuyển là 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 (độ dốc nhỏ hơn 1); (3) Cơ cấu máy công cụ không thực sự chuyển động, thể hiện khe hở ngược tiêu chuẩn nhất; (4) Khoảng cách di chuyển của máy công cụ bằng giá trị hằng số của bộ tạo xung (độ dốc bằng 1) và máy công cụ trở lại chuyển động bình thường. 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 đều dựa trên Tuy nhiên, vẫn tồn tại khoảng cách, đặc biệt là ở giai đoạn (1), ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác gia công của máy công cụ. Người ta nhận thấy trong quá trình bù trừ rằng bù khoảng cách càng lớn thì khoảng cách di chuyển trong giai đoạn (1) càng lớn.
Phân tích kiểm tra trên cho thấy có một số nguyên nhân có thể xảy ra: một là động cơ không bình thường, thứ hai là lỗi cơ học, thứ ba là vít me có khe hở. Để chẩn đoán thêm lỗi, động cơ và vít dẫn được ngắt hoàn toàn, đồng thời kiểm tra động cơ và các bộ phận cơ khí tương ứng. Kết quả kiểm tra cho thấy động cơ hoạt động bình thường; Trong chẩn đoán bộ phận cơ khí, người ta nhận thấy rằng khi quay vít me bằng tay, khi bắt đầu chuyển động quay trở lại sẽ có cảm giác trống rỗng rất lớn. Trong trường hợp bình thường, phải cảm nhận được chuyển động có trật tự và trơn tru của ổ trục.
Xử lý lỗi: Sau khi tháo và kiểm tra thì phát hiện ổ trục quả thực đã bị hỏng và bi rơi ra ngoài. Sau khi thay thế, máy công cụ trở lại bình thường.
2. Độ chính xác gia công bất thường do logic điều khiển không đúng
Hiện tượng lỗi: Một trung tâm gia công được sản xuất bởi một nhà sản xuất máy công cụ ở Thượng Hải, hệ thống là 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 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, cụ thể là "GOOG90G54X60.OY70.OF150; M30;". Sau khi máy công cụ chạy xong, 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, hãy đưa máy công cụ đến bất kỳ vị trí nào khác và chạy lại đoạn chương trình vừa mới ở chế độ nhập dữ liệu thủ công. Sau khi máy công cụ dừng, người ta nhận thấy giá trị tọa độ của máy công cụ hiện là "-1024.891", khác 0,352mm so với giá trị sau lần thực hiện cuối cùng. Theo cách tương tự, di chuyển trục X đến các vị trí khác nhau và thực hiện lặp lại phân đoạn chương trình, nhưng các giá trị hiển thị trên màn hình là khác nhau (không ổn định). Sử dụng chỉ báo quay số để kiểm tra cẩn thận trục X và thấy rằng lỗi thực tế của vị trí cơ học về cơ bản phù hợp với lỗi hiển thị trên màn hình kỹ thuật số. Vì vậy, người ta cho rằng nguyên nhân xảy ra lỗi là do lỗi định vị lặp lại của trục X quá lớn. Kiểm tra độ hở ngược và độ chính xác định vị của trục X và bù lại giá trị lỗi của nó, nhưng nó không có tác dụng. Vì vậy, người ta nghi ngờ rằng có vấn đề với thước đo cách tử và các thông số hệ thống. Nhưng tại sao lại có sai số lớn như vậy mà lại không xuất hiện thông tin cảnh báo tương ứng? Kiểm tra sâu hơn thì thấy trục này là trục thẳng đứng. Khi trục X được nhả ra, hộp trục sẽ 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, trục X được tải trước, sau đó trục X được nhả ra; khi trục X được kẹp, trục X trước tiên được kẹp và sau đó khả năng kích hoạt sẽ bị loại bỏ. Sau khi điều chỉnh, lỗi 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 sản xuất tại Hàng Châu, được trang bị hệ thống KND{0}}M Bắc Kinh. Trong quá trình chạy bộ hoặc gia công, trục Z được phát hiện có biểu hiện bất thường.
Chẩn đoán lỗi: Kiểm tra thấy trục Z di chuyển lên xuống không đều, có tiếng ồn và có khe hở nhất định. Khi động cơ khởi động, có tiếng ồn không ổn định và lực không đều khi trục Z di chuyển lên trên ở chế độ nhích và động cơ có cảm giác rung lắc mạnh hơn; khi nó di chuyển xuống dưới, nó không rung chuyển rõ ràng; khi dừng lại, nó không rung lắc, điều này thể hiện rõ hơn trong quá trình xử lý. Theo phân tích, có ba nguyên nhân dẫn đến sự cố: một là khe hở ngược của trục vít lớn; thứ hai là động cơ trục Z hoạt động không bình thường; thứ ba là ròng rọc bị hư do lực không đều. Nhưng có một vấn đề cần lưu ý đó là khi dừng xe không bị rung lắc, chuyển động lên xuống không đều nên có thể loại trừ vấn đề động cơ hoạt động bất thường. Do đó, phần cơ học được chẩn đoán trước tiên và không tìm thấy bất thường nào trong quá trình kiểm tra chẩn đoán, nằm trong mức cho phép. Áp dụng quy tắc loại trừ, vấn đề duy nhất còn lại là chiếc thắt lưng. Khi kiểm tra dây đai thì phát hiện dây đai mới được thay cách đây không lâu, nhưng khi kiểm tra kỹ dây đai thì phát hiện mặt trong của dây đai bị hư hỏng ở nhiều mức độ khác nhau. Rõ ràng là do lực không đồng đều gây ra. Nguyên nhân là gì? Trong quá trình chẩn đoán, người ta phát hiện có vấn đề về vị trí đặt động cơ, tức là vị trí góc kẹp không đối xứng gây ra lực không đồng đều.
Xử lý lỗi: Chỉ cần lắp lại động cơ, căn chỉnh góc, đo khoảng cách (vòng bi của động cơ và trục Z), hai bên (chiều dài) của dây đai phải đồng đều. Bằng cách này, chuyển động lên xuống không đồng đều của trục Z cũng như hiện tượng nhiễu và giật hình được loại bỏ và quá trình xử lý trục Z trở lại bình thường.
4. Các thông số hệ thống không được tối ưu, động cơ chạy bất thường
Các tham số hệ thống gây ra độ chính xác xử lý bất thường chủ yếu bao gồm các đơn vị cấp liệu máy công cụ, bù điểm 0, khe hở ngược, v.v. Ví dụ: hệ thống Frank CNC có hai đơn vị cấp liệu là hệ mét và hệ đo lường Anh. Trong quá trình sửa chữa máy công cụ, quá trình xử lý cục bộ thường ảnh hưởng đến sự thay đổi độ lệch và khe hở bằng 0. Sau khi xử lý lỗi cần có những điều chỉnh, sửa đổi kịp thời; mặt khác, do hao mòn cơ học nghiêm trọng hoặc vị trí kết nối lỏng lẻo, giá trị đo thực tế của các thông số cũng có thể thay đổi. Các thông số cần được sửa đổi cho phù hợp 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 xử lý, người ta nhận thấy độ chính xác của trục X là bất thường.
Chẩn đoán lỗi: Kiểm tra phát hiện có một khe hở nhất định trên trục X và động cơ không ổn định khi khởi động. Khi dùng tay chạm vào mô tơ trục X, tôi có cảm giác mô tơ đang kéo mạnh nhưng không rõ khi nào nó dừng lại, nhất là ở chế độ nhích dần. Theo phân tích, có hai nguyên nhân dẫn đến hư hỏng: một là do phản lực trục vít lớn; còn lại là động cơ trục X hoạt động không bình thường.
Xử lý lỗi: Sử dụng chức năng tham số của hệ thống KND{0}}M để gỡ lỗi động cơ. Đầu tiên, bù khoảng trống hiện có, sau đó điều chỉnh các tham số hệ thống servo và các tham số chức năng triệt xung, loại bỏ hiện tượng giật của động cơ trục X và khôi phục độ chính xác gia công của máy công cụ về bình thường.
