Mengapa presisi peralatan mesin tiba-tiba menurun?

1. Penyebab kesalahan akurasi pemesinan yang tidak normal
Penyebab kesalahan akurasi pemesinan yang tidak normal sangat terselubung dan sulit didiagnosis. Lima alasan utama dapat diringkas: unit umpan peralatan mesin telah dimodifikasi atau diubah; Offset nol yang tidak normal pada setiap sumbu peralatan mesin; Jarak bebas aksial terbalik yang tidak normal; Status pengoperasian motor tidak normal, yaitu bagian kelistrikan dan kontrol tidak normal; Kegagalan mekanis, seperti sekrup, bantalan, kopling, dan komponen lainnya. Selain itu, pemrograman program pemesinan, pemilihan alat pemotong, dan faktor manusia juga dapat menyebabkan keakuratan pemesinan yang tidak normal.
2. Prinsip Diagnosis Kesalahan Peralatan Mesin CNC
Perkakas mesin CNC eksternal dan internal merupakan perkakas mesin yang mengintegrasikan komponen mekanik, hidrolik, dan elektrik, sehingga terjadinya kesalahan juga akan tercermin secara komprehensif oleh ketiga faktor tersebut. Petugas pemeliharaan harus terlebih dahulu memeriksa satu per satu dari luar ke dalam, dan berusaha menghindari pembukaan dan pembongkaran secara acak, jika tidak maka akan memperluas kesalahan, menyebabkan peralatan mesin kehilangan akurasi, dan mengurangi kinerja.
Secara umum, kesalahan mekanis lebih mudah dideteksi, sedangkan diagnosis kesalahan pada sistem CNC lebih sulit. Sebelum mengatasi masalah, pertama-tama perhatikan untuk menghilangkan kesalahan mekanis, yang seringkali dapat mencapai hasil dua kali lipat dengan setengah usaha.
Sebelum menyalakan peralatan mesin, perlu dilakukan observasi, pengujian, analisa dan konfirmasi terlebih dahulu bahwa itu adalah kesalahan non-destruktif ketika peralatan mesin dalam keadaan stasioner dengan daya mati; Dalam kondisi pengoperasian, lakukan observasi dinamis, inspeksi, dan pengujian untuk mengidentifikasi kesalahan. Untuk gangguan destruktif, bahayanya harus dihilangkan sebelum listrik dapat dialirkan.
Ketika banyak kesalahan saling terkait dan ditutupi, dan tidak ada cara untuk memulainya saat ini, masalah yang mudah harus diselesaikan terlebih dahulu, baru kemudian masalah yang sulit harus diselesaikan. Seringkali, setelah memecahkan masalah sederhana, masalah yang lebih sulit juga menjadi lebih mudah.
3. Metode diagnosis kesalahan untuk peralatan mesin CNC
Metode intuitif: (mengamati, mencium, menanya, memotong) menanyakan tentang kerusakan peralatan mesin, kondisi pemrosesan, dll; Periksa - Informasi alarm CRT, lampu indikator alarm, deformasi, asap, pembakaran kapasitor dan komponen lainnya, dan tersandungnya perangkat pelindung; Suara tidak normal saat mendengarkan; Bau - Komponen listrik memiliki bau terbakar dan bau tidak sedap lainnya; Sentuhan pemanasan, getaran, kontak buruk, dll.
Metode pemeriksaan parameter: Parameter biasanya disimpan dalam RAM. Terkadang, tegangan baterai yang tidak mencukupi, kegagalan daya sistem dalam jangka panjang, atau gangguan eksternal dapat menyebabkan hilangnya atau kebingungan parameter. Parameter yang relevan harus diperiksa dan dikalibrasi berdasarkan karakteristik kesalahan.
Metode isolasi: Untuk beberapa kesalahan yang sulit dibedakan antara bagian CNC, sistem servo, atau bagian mekanis, metode isolasi sering digunakan.
Ganti template yang diduga rusak dengan papan cadangan dengan fungsi yang sama, atau tukar template atau unit dengan fungsi yang sama, menggunakan metode pertukaran yang sama.
Metode pengujian program fungsional melibatkan penulisan beberapa program kecil untuk semua instruksi G, M, S, T, dan fungsi lainnya. Saat mendiagnosis kesalahan, program ini dapat dijalankan untuk menentukan kurangnya fungsionalitas.
4. Contoh Diagnosis dan Penanganan Kesalahan Akurasi Pemesinan yang Tidak Normal
A. Kegagalan mekanis yang menyebabkan akurasi pemesinan tidak normal
Fenomena kesalahan: Satu pusat permesinan vertikal SV-1000 menggunakan sistem Frank. Selama pemesinan cetakan batang penghubung, tiba-tiba ditemukan bahwa umpan sumbu Z tidak normal, mengakibatkan kesalahan pemotongan minimal 1 mm (pemotongan berlebih pada arah Z).
Diagnosis kesalahan: Selama penyelidikan, ditemukan bahwa kesalahan terjadi secara tiba-tiba. Perkakas mesin berada dalam mode jog, dan dengan input data manual, semua sumbu beroperasi secara normal dan kembali ke titik referensi tanpa peringatan apa pun. Kemungkinan kesalahan besar pada bagian kontrol kelistrikan telah dikesampingkan. Aspek-aspek berikut harus diperiksa satu per satu.
Periksa segmen program pemesinan yang berjalan ketika keakuratan perkakas mesin tidak normal, terutama untuk kompensasi panjang pahat, kalibrasi, dan perhitungan sistem koordinat pemesinan (G54-G59).
Dalam mode jogging, sumbu Z digerakkan berulang kali, dan setelah diagnosis visual, sentuhan, dan pendengaran terhadap status pergerakannya, ditemukan bahwa kebisingan gerakan sumbu Z tidak normal, terutama saat jogging cepat, kebisingannya lebih terasa. . Berdasarkan hal tersebut, mungkin terdapat bahaya tersembunyi pada aspek mekanis.
Periksa keakuratan sumbu Z pada peralatan mesin. Gerakkan sumbu Z menggunakan generator pulsa engkol tangan (atur perbesarannya ke 1) × Pada roda gigi 100, yaitu, untuk setiap langkah perubahan, motor mengumpan 0,1 mm, dan amati pergerakannya sumbu Z dengan dial gauge. Setelah mempertahankan gerak searah normal sebagai titik awal gerak maju, dengan setiap perubahan pada generator pulsa, jarak sebenarnya dari pergerakan sumbu Z peralatan mesin d=d1=d{{10 }}d3=...=0.1mm menunjukkan bahwa motor berjalan dengan baik dan akurasi posisi juga baik. Perubahan pergerakan aktual perpindahan alat mesin dapat dibagi menjadi empat tahap:
(1) Machine tool movement distance d1>d=0.1mm (kemiringan lebih besar dari 1).
(2) Manifested as d1=0.1mm>d2>d3 (kemiringan kurang dari 1).
(3) Mekanisme peralatan mesin tidak benar-benar bergerak dan memperlihatkan jarak bebas mundur yang paling standar.
(4) Jarak pergerakan peralatan mesin sama dengan nilai yang ditetapkan generator pulsa (dengan kemiringan 1), dan kembali ke pergerakan normal peralatan mesin.
Tidak peduli bagaimana jarak mundur dikompensasi, karakteristiknya adalah, kecuali kompensasi pada tahap (3), masih ada perubahan pada tahap lain, terutama pada tahap (1), yang sangat mempengaruhi keakuratan pemesinan peralatan mesin. Pada proses kompensasi ditemukan bahwa semakin besar gap kompensasi maka semakin besar pula jarak yang ditempuh pada tahap (1).
Berdasarkan pemeriksaan di atas, diperkirakan ada beberapa kemungkinan penyebabnya: pertama, ada kelainan pada motor, kedua, ada kerusakan mekanis, dan ketiga, ada celah pada sekrup. Untuk mendiagnosis kerusakan lebih lanjut, lepaskan sepenuhnya motor dan sekrup, dan periksa motor dan komponen mekanis secara terpisah. Hasil pemeriksaan menunjukkan motor berjalan normal; Pada diagnosa bagian mekanis, ditemukan adanya celah yang signifikan pada gerakan awal saat memutar lead screw secara manual. Dalam keadaan normal, pergerakan bantalan dapat dirasakan secara teratur dan lancar.
Penanganan kesalahan: Setelah dibongkar dan diperiksa, ternyata bearing memang rusak dan ada ball bearing yang lepas. Setelah penggantian, peralatan mesin kembali normal.
B. Logika kontrol yang tidak tepat menyebabkan akurasi pemesinan tidak normal
Fenomena kesalahan: Sebuah pusat permesinan yang diproduksi oleh produsen peralatan mesin Shanghai memiliki sistem Frank. Selama proses pemesinan, ditemukan bahwa keakuratan sumbu X pada peralatan mesin tidak normal, dengan kesalahan akurasi minimum sebesar 0.008mm dan kesalahan akurasi maksimum sebesar 1,2mm. Diagnosis kesalahan: Selama pemeriksaan, peralatan mesin telah diatur dengan sistem koordinat benda kerja G54 sesuai kebutuhan. Dalam mode input data manual, jalankan program dalam sistem koordinat G54, yaitu "GOOG90G54X60.OY70. OF150; M30;". Setelah standby bed berjalan, nilai koordinat mekanis yang ditampilkan pada layar adalah (sumbu X) "-1025.243". Catat nilai ini. Kemudian, dalam mode manual, pindahkan peralatan mesin ke posisi lain dan jalankan kembali segmen program sebelumnya dalam mode input data manual. Setelah perkakas mesin berhenti, ditemukan bahwa nilai koordinat perkakas mesin ditampilkan sebagai "-1024.891", yang berbeda 0,352 mm dari nilai setelah eksekusi sebelumnya. Dengan menggunakan cara yang sama, gerakkan sumbu X ke posisi berbeda dan jalankan segmen program berulang kali. Nilai yang ditampilkan di monitor semuanya berbeda (tidak stabil).
Pemeriksaan yang cermat terhadap sumbu X menggunakan dial gauge mengungkapkan bahwa kesalahan sebenarnya pada posisi mekanis konsisten dengan kesalahan yang ditampilkan oleh angka, yang menunjukkan bahwa penyebab kegagalan fungsi adalah kesalahan penempatan berulang yang berlebihan pada sumbu X. Memeriksa jarak bebas mundur dan keakuratan posisi sumbu X dan mengkompensasi nilai kesalahannya lagi tidak berpengaruh apa pun. Oleh karena itu, diduga ada masalah pada penggaris kisi dan parameter sistem. Namun mengapa kesalahan sebesar itu terjadi tanpa pesan alarm yang sesuai? Pemeriksaan lebih lanjut menunjukkan bahwa sumbu ini vertikal, dan ketika sumbu X dilepaskan, kotak spindel jatuh, menyebabkan kesalahan.
Penanganan kesalahan: Program kontrol logika PLC pada peralatan mesin telah dimodifikasi, yaitu ketika sumbu X dilepaskan, aktifkan pemuatan sumbu X terlebih dahulu, lalu lepaskan sumbu X; Saat menjepit sumbu X, jepit dulu sumbu X lalu lepaskan pengaktifannya. Setelah penyesuaian, kerusakan peralatan mesin teratasi.
C. Akurasi pemesinan yang tidak normal disebabkan oleh masalah posisi perkakas mesin
Fenomena kesalahan: Mesin penggilingan CNC vertikal yang diproduksi di Hangzhou, dilengkapi dengan sistem Beijing KND-10M. Selama jogging atau permesinan, ditemukan kelainan sumbu Z.
Diagnosis kesalahan: Setelah diperiksa, ditemukan bahwa sumbu Z bergerak naik turun secara tidak merata dengan kebisingan, dan terdapat celah tertentu. Saat motor dihidupkan, terdapat kebisingan yang tidak stabil dan distribusi gaya yang tidak merata pada gerakan ke atas sumbu Z dalam mode jog, dan motor terasa bergetar cukup parah; Saat bergerak ke bawah, tidak ada guncangan yang terlihat jelas; Saat dihentikan, tidak ada guncangan, yang lebih terlihat selama proses pemesinan. Analisis menunjukkan bahwa ada tiga penyebab kegagalan fungsi: pertama, jarak bebas sekrup sangat besar; Yang kedua adalah pengoperasian motor sumbu Z yang tidak normal; Masalah ketiga adalah kerusakan katrol karena distribusi gaya yang tidak merata. Namun satu hal yang perlu diperhatikan adalah tidak adanya guncangan saat berhenti dan pergerakan naik turun yang tidak merata, sehingga masalah pengoperasian motor yang tidak normal dapat dikesampingkan. Oleh karena itu, diagnosa terlebih dahulu bagian mekanisnya, dan tidak ditemukan kelainan selama proses pengujian diagnostik, dalam batas toleransi. Dengan menggunakan aturan pengecualian, satu-satunya masalah yang tersisa adalah pada sabuk. Saat diperiksa beltnya ternyata baru saja diganti. Namun, setelah diperiksa dengan cermat, ditemukan bahwa terdapat berbagai tingkat kerusakan di bagian dalam sabuk, yang jelas disebabkan oleh gaya yang tidak merata. Apa alasannya? Dalam diagnosa ditemukan adanya masalah pada penempatan motor yaitu sudut dan posisi penjepit tidak simetris sehingga mengakibatkan gaya yang dihasilkan tidak merata.
Penanganan kesalahan: Cukup pasang kembali motor, sejajarkan dengan sudut, ukur jarak (antara motor dan bantalan sumbu Z), dan pastikan panjang kedua sisi sabuk rata. Dengan cara ini, pergerakan sumbu Z yang tidak rata ke atas dan ke bawah, serta kebisingan dan guncangan, dihilangkan, dan pemesinan sumbu Z kembali normal.
D. Parameter sistem tidak dioptimalkan, motor berjalan tidak normal
Parameter sistem yang menyebabkan keakuratan pemesinan tidak normal terutama mencakup unit umpan mesin, offset titik nol, jarak bebas mundur, dll. Misalnya, sistem Frank CNC memiliki dua jenis unit umpan: metrik dan imperial. Dalam proses perbaikan peralatan mesin, penanganan lokal seringkali mempengaruhi perubahan titik nol dan jarak bebas. Setelah kesalahan teratasi, penyesuaian dan modifikasi tepat waktu harus dilakukan; Di sisi lain, keausan mekanis yang parah atau posisi sambungan yang longgar juga dapat menyebabkan perubahan nilai parameter yang diukur, dan modifikasi yang sesuai diperlukan untuk memenuhi persyaratan akurasi pemesinan peralatan mesin.
Fenomena kesalahan: Mesin penggilingan CNC vertikal yang diproduksi di Hangzhou, dilengkapi dengan sistem Beijing KND-10M. Selama proses pemesinan, ditemukan keakuratan sumbu X yang tidak normal.
Diagnosis kesalahan: Setelah diperiksa, ditemukan adanya celah tertentu pada sumbu X dan terdapat fenomena tidak stabil saat motor dihidupkan. Saat menyentuh motor sumbu X dengan tangan, terasa tarikan motor cukup kuat, namun saat berhenti tarikannya tidak terlihat jelas, apalagi pada mode jog. Analisis menunjukkan bahwa ada dua penyebab kegagalan fungsi: pertama, adanya reaksi balik yang besar antara sekrup utama; Masalah kedua adalah pengoperasian motor sumbu X yang tidak normal.
Penanganan kesalahan: Manfaatkan fungsi parameter sistem KND-10M untuk melakukan debug pada motor. Pertama, kompensasikan celah yang ada, kemudian sesuaikan parameter sistem servo dan parameter fungsi penekanan pulsa, hilangkan getaran motor sumbu X, dan kembalikan keakuratan pemesinan peralatan mesin ke normal.