Die Ursachen für eine abnormale Bearbeitungsgenauigkeit sind weitgehend verborgen und schwer zu diagnostizieren. Heute habe ich vier wichtige Diagnoseprinzipien und fünf wichtige Diagnosemethoden zusammengefasst. Mal sehen, ob du sie alle kennst.
1. Ursachen für abnormale Bearbeitungsgenauigkeit
Fünf Hauptgründe: Die Vorschubeinheit der Werkzeugmaschine wurde modifiziert oder geändert; der Nullpunktversatz jeder Achse der Werkzeugmaschine ist abnormal; das axiale Rückwärtsspiel ist abnormal; der Motorbetriebszustand ist abnormal, d. h. die elektrischen und Steuerteile sind abnormal; mechanische Ausfälle wie Schrauben, Lager, Wellenkupplungen und andere Komponenten. Darüber hinaus können auch die Vorbereitung des Bearbeitungsprogramms, die Auswahl der Werkzeuge und menschliche Faktoren zu einer abnormalen Bearbeitungsgenauigkeit führen.
2. Grundlagen der Fehlerdiagnose von CNC-Werkzeugmaschinen
1. Zuerst extern, dann intern. CNC-Werkzeugmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die Mechanik, Hydraulik und Elektrik integrieren, sodass das Auftreten ihrer Fehler auch von diesen drei reflektiert wird. Das Wartungspersonal sollte zunächst einzeln von außen nach innen prüfen und versuchen, eine Entsiegelung und Demontage nach Belieben zu vermeiden, da sonst der Fehler ausgeweitet wird, die Werkzeugmaschine an Präzision verliert und die Leistung sinkt.
2. Zuerst mechanisch, dann elektrisch Im Allgemeinen sind mechanische Fehler leichter zu erkennen, während die Diagnose von CNC-Systemfehlern schwieriger ist. Achten Sie vor der Fehlersuche zunächst auf die Beseitigung mechanischer Fehler, wodurch sich oft mit halbem Aufwand das doppelte Ergebnis erzielen lässt.
3. Erst statisch, dann dynamisch. Bestätigen Sie zunächst im statischen Zustand der Werkzeugmaschine bei ausgeschalteter Stromversorgung durch Verständnis, Beobachtung, Tests und Analyse, dass es sich um einen zerstörungsfreien Fehler handelt, und schalten Sie dann die Werkzeugmaschine ein. Unter Betriebsbedingungen werden dynamische Beobachtungen, Inspektionen und Tests durchgeführt, um Fehler zu finden. Bei zerstörenden Fehlern muss die Gefahr vor dem Einschalten beseitigt werden.
4. Erst einfach, dann komplex. Wenn mehrere Fehler miteinander verflochten und abgedeckt sind und es im Moment schwierig ist, anzufangen, sollten zuerst die einfachen Probleme gelöst werden und dann die schwierigeren Probleme. Oft werden nach der Lösung der einfachen Probleme auch die schwierigen Probleme einfach.
3. Fehlerdiagnosemethoden für CNC-Werkzeugmaschinen
1. Intuitive Methode: (schauen, riechen, fragen und fühlen) Fragen – Fehlerphänomene bei Werkzeugmaschinen, Bearbeitungsbedingungen usw.; Schauen Sie – CRT-Alarminformationen, Alarmanzeigeleuchte, Verformung, Rauch und verbrannte Komponenten wie Kondensatoren, Auslösung von Schutzvorrichtungen usw.; Hören Sie – ungewöhnliche Geräusche; Geruch – verbrannter Geruch von elektrischen Bauteilen und andere Gerüche; Berührung – Hitze, Vibration, schlechter Kontakt usw.
2. Parameterprüfmethode: Parameter werden normalerweise im RAM gespeichert. Manchmal führen eine unzureichende Batteriespannung, ein längerer Systemstromausfall oder externe Störungen zu Parameterverlust oder Verwirrung. Relevante Parameter sollten entsprechend den Fehlermerkmalen überprüft und korrigiert werden.
3. Isolationsmethode: Bei einigen Fehlern ist es schwierig zu unterscheiden, ob sie durch den CNC-Teil, das Servosystem oder den mechanischen Teil verursacht werden. Oft wird die Isolationsmethode verwendet.
4. Gleichartige Austauschmethode Ersetzen Sie die mutmaßlich fehlerhafte Vorlage durch eine Ersatzplatine mit derselben Funktion oder tauschen Sie Vorlagen oder Einheiten mit derselben Funktion aus.
5. Testmethode für funktionale Programme Schreiben Sie einige kleine Programme für alle Anweisungen der G-, M-, S- und T-Funktionen. Bei der Fehlerdiagnose können diese Programme ausgeführt werden, um fehlende Funktionen festzustellen.
(Bildquelle: Angke Machine Tool)
IV. Diagnose- und Behandlungsbeispiele für abnormale Bearbeitungsgenauigkeit
1. Ein mechanischer Fehler führt zu einer abnormalen Bearbeitungsgenauigkeit
Fehlerphänomen: Ein vertikales Bearbeitungszentrum SV-1000 verwendet das Frank-System. Während der Bearbeitung der Pleuelstangenform wurde plötzlich festgestellt, dass der Vorschub der Z-Achse abnormal war, was zu einem Schnittfehler von mindestens 1 mm führte (Überschnitt in Z-Richtung).
Fehlerdiagnose: Bei der Untersuchung wurde festgestellt, dass der Fehler plötzlich auftrat. Die Werkzeugmaschine befand sich im Tippbetrieb und jede Achse arbeitete normal im manuellen Dateneingabemodus, und der Referenzpunkt wurde normal zurückgegeben, ohne dass es zu Alarmaufforderungen kam, und die Möglichkeit schwerwiegender Fehler im elektrischen Steuerungsteil wurde ausgeschlossen. Die folgenden Aspekte sollten einzeln überprüft werden.
Überprüfen Sie das Bearbeitungsprogrammsegment, das ausgeführt wird, wenn die Genauigkeit der Werkzeugmaschine abnormal ist, insbesondere die Werkzeuglängenkompensation sowie die Kalibrierung und Berechnung des Bearbeitungskoordinatensystems (G54-G59).
Bewegen Sie im Tippmodus wiederholt die Z-Achse und diagnostizieren Sie ihren Bewegungszustand durch Sehen, Fühlen und Hören. Es wurde festgestellt, dass das Geräusch der Z-Achsen-Bewegung abnormal war, insbesondere das schnelle Hineinfahren, und das Geräusch war offensichtlicher. Daraus lässt sich ableiten, dass in der Maschine möglicherweise versteckte Gefahren lauern.
Überprüfen Sie die Z-Achsengenauigkeit der Werkzeugmaschine. Verwenden Sie einen handgekurbelten Impulsgenerator, um die Z-Achse zu bewegen (stellen Sie die Vergrößerung auf 1×100 ein, d. h. der Motor bewegt sich bei jedem Schritt um 0,1 mm vor), und verwenden Sie eine Messuhr, um die Bewegung zu beobachten die Z-Achse. Nachdem die unidirektionale Bewegung normal bleibt, wird die positive Bewegung als Ausgangspunkt genommen. Für jeden Schritt des Impulsgebers beträgt die tatsächliche Entfernung d der Z-Achse der Werkzeugmaschine, die sich bewegt1=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 (Steigung kleiner als 1); (3) Der Werkzeugmaschinenmechanismus bewegt sich nicht wirklich und weist das üblichste Rückwärtsspiel auf; (4) Die Bewegungsdistanz der Werkzeugmaschine entspricht dem konstanten Wert des Impulsgebers (Steigung gleich 1) und die Werkzeugmaschine kehrt zur normalen Bewegung zurück. Unabhängig davon, wie das Rückwärtsspiel kompensiert wird, sind seine Eigenschaften wie folgt: Mit Ausnahme der Kompensation in Stufe (3) basieren die Änderungen in anderen Stufen auf Es besteht jedoch eine Lücke, insbesondere in Stufe (1), die die Bearbeitungsgenauigkeit erheblich beeinträchtigt der Werkzeugmaschine. Bei der Kompensation wurde festgestellt, dass die in Stufe (1) zurückgelegte Strecke umso größer ist, je größer die Lückenkompensation ist.
Die Analyse der oben genannten Inspektion zeigt, dass es dafür mehrere mögliche Gründe gibt: Erstens, dass der Motor abnormal ist, zweitens, dass ein mechanischer Fehler vorliegt, und drittens, dass ein Spalt in der Leitspindel vorhanden ist. Um den Fehler weiter zu diagnostizieren, werden der Motor und die Leitspindel vollständig abgeklemmt und der Motor bzw. die mechanischen Teile überprüft. Das Inspektionsergebnis zeigt, dass der Motor normal läuft; Bei der Diagnose des mechanischen Teils wurde festgestellt, dass beim Drehen der Leitspindel von Hand zu Beginn der Rückbewegung ein großes Gefühl der Leere auftritt. Unter normalen Umständen sollte die geordnete und gleichmäßige Bewegung des Lagers spürbar sein.
Fehlerbehandlung: Nach der Demontage und Inspektion wurde festgestellt, dass das Lager tatsächlich beschädigt war und die Kugel abfiel. Nach dem Austausch funktionierte die Maschine wieder normal.
2. Abnormale Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund falscher Steuerlogik
Fehlerphänomen: Ein Bearbeitungszentrum eines Werkzeugmaschinenherstellers in Shanghai, das System ist Frank. Während des Bearbeitungsprozesses wurde festgestellt, dass die X-Achsen-Genauigkeit der Werkzeugmaschine abnormal war, mit einem minimalen Genauigkeitsfehler von 0.008 mm und einem maximalen Genauigkeitsfehler von 1,2 mm. Fehlerdiagnose: Bei der Inspektion hat die Werkzeugmaschine das G54-Werkstückkoordinatensystem wie erforderlich eingestellt. Führen Sie im manuellen Dateneingabemodus ein Programm im G54-Koordinatensystem aus, nämlich „GOOG90G54X60.OY70.OF150; M30;“. Nachdem die Werkzeugmaschine den Betrieb beendet hat, beträgt der auf dem Display angezeigte mechanische Koordinatenwert (X-Achse) „-1025.243“. Notieren Sie diesen Wert. Fahren Sie dann im manuellen Modus die Werkzeugmaschine in eine beliebige andere Position und führen Sie den Programmabschnitt gerade erneut im manuellen Dateneingabemodus aus. Nachdem die Werkzeugmaschine angehalten hat, wurde festgestellt, dass der Koordinatenwert der Werkzeugmaschine jetzt „-1024.891“ ist, was 0,352 mm vom Wert nach der letzten Ausführung abweicht. Bewegen Sie auf die gleiche Weise die X-Achse an verschiedene Positionen und führen Sie den Programmabschnitt wiederholt aus, aber die auf dem Display angezeigten Werte sind unterschiedlich (instabil). Überprüfen Sie die X-Achse sorgfältig mit einer Messuhr und stellen Sie fest, dass der tatsächliche Fehler der mechanischen Position im Wesentlichen mit dem auf der Digitalanzeige angezeigten Fehler übereinstimmt. Daher wird angenommen, dass die Fehlerursache darin liegt, dass der wiederholte Positionierungsfehler der X-Achse zu groß ist. Überprüfen Sie das Rückwärtsspiel und die Positionierungsgenauigkeit der X-Achse und kompensieren Sie den Fehlerwert erneut, dies hat jedoch keine Auswirkung. Daher wird vermutet, dass es Probleme mit dem Gitterlineal und den Systemparametern gibt. Aber warum gibt es einen so großen Fehler, es erscheinen aber keine entsprechenden Alarminformationen? Eine weitere Untersuchung ergab, dass es sich bei dieser Achse um eine vertikale Achse handelt. Beim Loslassen der X-Achse fällt der Spindelkasten herunter, was den Fehler verursacht.
Fehlerbehandlung: Das SPS-Logiksteuerungsprogramm der Werkzeugmaschine wurde geändert. Das heißt, wenn die X-Achse freigegeben wird, wird zuerst die X-Achse geladen und dann die X-Achse freigegeben. Wenn die X-Achse geklemmt ist, wird zuerst die X-Achse geklemmt und dann die Freigabe entfernt. Nach der Anpassung wurde der Maschinenfehler behoben.
3. Abnormale Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund eines Positionsproblems der Werkzeugmaschine
Fehlerphänomen: Eine in Hangzhou hergestellte vertikale CNC-Fräsmaschine, ausgestattet mit dem Beijing KND-10M-System. Während des Tipp- oder Bearbeitungsprozesses wurde festgestellt, dass die Z-Achse abnormal ist.
Fehlerdiagnose: Bei der Inspektion wurde festgestellt, dass sich die Z-Achse ungleichmäßig und mit Geräuschen auf und ab bewegte und eine gewisse Lücke vorhanden war. Wenn der Motor startet, kommt es zu instabilen Geräuschen und ungleichmäßiger Kraft, wenn sich die Z-Achse im Tippmodus nach oben bewegt, und der Motor spürt, dass er stärker zittert; wenn es sich nach unten bewegt, zittert es nicht so deutlich; Wenn es stoppt, wackelt es nicht, was während der Verarbeitung deutlicher zu erkennen ist. Der Analyse zufolge gibt es drei Gründe für den Fehler: Zum einen ist das Rückwärtsspiel der Schraube zu groß; Das zweite Problem besteht darin, dass der Z-Achsen-Motor nicht ordnungsgemäß funktioniert. Der dritte Grund ist, dass die Riemenscheibe durch ungleichmäßige Krafteinwirkung beschädigt wird. Es gibt jedoch ein Problem zu beachten: Beim Anhalten gibt es kein Zittern und die Auf- und Abbewegungen sind ungleichmäßig, sodass das Problem eines abnormalen Motorbetriebs ausgeschlossen werden kann. Daher wird zuerst der mechanische Teil diagnostiziert und während des Diagnosetests werden keine Anomalien festgestellt, die innerhalb der Toleranz liegen. Nach der Eliminierungsregel bleibt nur noch der Gürtel als Problem übrig. Bei der Prüfung des Riemens stellte sich heraus, dass der Riemen erst vor kurzem ausgetauscht worden war. Bei einer sorgfältigen Prüfung des Riemens stellte sich jedoch heraus, dass die Innenseite des Riemens unterschiedlich stark beschädigt war. Es ist offensichtlich, dass es durch ungleichmäßige Kraft verursacht wird. Was ist die Ursache? Bei der Diagnose wurde festgestellt, dass es ein Problem mit der Platzierung des Motors gab, d. h. die asymmetrische Winkelposition der Klemmung verursachte eine ungleichmäßige Kraft.
Fehlerbehebung: Installieren Sie einfach den Motor wieder, richten Sie den Winkel aus, messen Sie den Abstand (Lager des Motors und der Z-Achse) und die beiden Seiten (Länge) des Riemens sollten gleichmäßig sein. Auf diese Weise werden die ungleichmäßige Auf- und Abbewegung der Z-Achse sowie das Rausch- und Jitter-Phänomen beseitigt und die Z-Achsen-Verarbeitung normalisiert sich wieder.
4. Die Systemparameter sind nicht optimiert und der Motor läuft abnormal
Zu den Systemparametern, die eine abnormale Bearbeitungsgenauigkeit verursachen, gehören hauptsächlich die Vorschubeinheiten der Werkzeugmaschine, der Nullpunktversatz, das Rückwärtsspiel usw. Das Frank CNC-System verfügt beispielsweise über zwei Vorschubeinheiten, metrisch und zöllig. Bei der Reparatur der Werkzeugmaschine wirkt sich die lokale Bearbeitung häufig auf die Änderung von Nullpunktverschiebung und Spiel aus. Nachdem der Fehler behoben wurde, sollten rechtzeitig Anpassungen und Änderungen vorgenommen werden. andererseits kann es durch starke mechanische Abnutzung oder lockere Anschlusspositionen auch zu einer Veränderung des tatsächlichen Messwertes der Parameter kommen. Die Parameter müssen entsprechend geändert werden, um den Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine gerecht zu werden.
Fehlerphänomen: Eine in Hangzhou hergestellte vertikale CNC-Fräsmaschine, ausgestattet mit einem Beijing KND{0}}M-System. Während der Verarbeitung wurde festgestellt, dass die Genauigkeit der X-Achse abnormal war.
Fehlerdiagnose: Bei der Inspektion wurde festgestellt, dass in der X-Achse eine gewisse Lücke vorhanden war und der Motor beim Starten instabil war. Als ich den Motor der Der Analyse zufolge gibt es zwei Gründe für den Ausfall: Zum einen ist das Schraubenspiel groß; Das andere ist, dass der X-Achsen-Motor nicht normal funktioniert.
Fehlerbehandlung: Verwenden Sie die Parameterfunktion des KND-10M-Systems, um den Motor zu debuggen. Kompensieren Sie zunächst die vorhandene Lücke, passen Sie dann die Parameter des Servosystems und der Impulsunterdrückungsfunktion an, beseitigen Sie das Zittern des X-Achsen-Motors und stellen Sie die Bearbeitungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine auf den Normalwert zurück.
