Analýza a riešenia porúch pri uvoľňovaní nástrojov v obrábacích centrách
Abstrakt: Tento článok podrobne rozoberá bežné poruchy pri uvoľňovaní nástrojov obrábacích centier a ich zodpovedajúce riešenia. Automatický menič nástrojov (ATC) obrábacieho centra má kľúčový vplyv na efektivitu a presnosť spracovania a poruchy uvoľňovania nástrojov sú medzi nimi pomerne časté a zložité problémy. Prostredníctvom hĺbkovej analýzy rôznych príčin porúch, ako sú abnormality v komponentoch, ako je solenoidový ventil uvoľňovania nástrojov, valec udierajúci nástroj do vretena, pružinové dosky a ťažné čeľuste, ako aj problémy súvisiace so zdrojmi vzduchu, tlačidlami a obvodmi, a v kombinácii s príslušnými opatreniami na riešenie problémov, sa snaží pomôcť operátorom a údržbárskemu personálu obrábacích centier rýchlo a presne diagnostikovať a riešiť poruchy uvoľňovania nástrojov, zabezpečiť normálnu a stabilnú prevádzku obrábacích centier a zlepšiť efektivitu výroby a kvalitu spracovania.
I. Úvod
Ako kľúčové zariadenie v oblasti moderného mechanického spracovania výrazne zlepšil automatický menič nástrojov (ATC) obrábacieho centra efektivitu a presnosť spracovania. Kľúčovým článkom v procese automatickej výmeny nástrojov je operácia uvoľňovania nástrojov. Keď sa vyskytne porucha uvoľňovania nástrojov, priamo to povedie k prerušeniu spracovania a ovplyvní priebeh výroby a kvalitu produktu. Preto je veľmi dôležité mať dôkladné pochopenie bežných porúch pri uvoľňovaní nástrojov obrábacích centier a ich riešení.
II. Prehľad typov automatických meničov nástrojov v obrábacích centrách a porúch pri uvoľňovaní nástrojov
V obrábacích centrách sa bežne používajú dva hlavné typy metód výmeny nástrojov pre automatický menič nástrojov (ATC). Jednou z nich je priama výmena nástroja vretenom zo zásobníka nástrojov. Táto metóda je použiteľná pre malé obrábacie centrá, ktoré sa vyznačujú relatívne malým zásobníkom nástrojov, menším počtom nástrojov a relatívne jednoduchými operáciami výmeny nástrojov. Keď sa vyskytnú poruchy, ako je napríklad vypadnutie nástroja, vďaka relatívne nekomplikovanej konštrukcii je ľahké nájsť príčinu problému a včas ju odstrániť. Druhou metódou je spoľahnúť sa na manipulátor, ktorý vykoná výmenu nástrojov medzi vretenom a zásobníkom nástrojov. Z hľadiska konštrukcie a prevádzky je táto metóda pomerne zložitá a zahŕňa koordinovanú spoluprácu viacerých mechanických komponentov a operácií. Preto je pravdepodobnosť a typy porúch počas procesu uvoľňovania nástroja pomerne početné.
Počas používania obrábacích centier je typickým prejavom porúch pri uvoľňovaní nástroja neuvoľnenie nástroja. Táto porucha môže byť spôsobená viacerými dôvodmi a v nasledujúcom texte sa vykoná podrobná analýza rôznych príčin porúch.
Počas používania obrábacích centier je typickým prejavom porúch pri uvoľňovaní nástroja neuvoľnenie nástroja. Táto porucha môže byť spôsobená viacerými dôvodmi a v nasledujúcom texte sa vykoná podrobná analýza rôznych príčin porúch.
III. Analýza príčin porúch pri uvoľňovaní nástrojov
(I) Poškodenie solenoidového ventilu na uvoľnenie nástroja
Solenoidový ventil na uvoľnenie nástroja zohráva kľúčovú úlohu pri riadení smeru prúdenia vzduchu alebo hydraulického oleja počas procesu uvoľnenia nástroja. Ak je solenoidový ventil poškodený, nemusí byť schopný normálne prepínať vzduchový alebo olejový okruh, čo má za následok neschopnosť prenášať energiu potrebnú na uvoľnenie nástroja do príslušných komponentov. Napríklad sa v solenoidovom ventile môžu vyskytnúť problémy, ako je zaseknutie jadra ventilu alebo spálenie elektromagnetickej cievky. Ak je jadro ventilu zaseknuté, solenoidový ventil nebude schopný zmeniť stav zapnutia/vypnutia kanálov vo vnútri ventilu podľa pokynov. Ak sa elektromagnetická cievka vyhorí, priamo to povedie k strate riadiacej funkcie solenoidového ventilu.
(II) Poškodenie valca narážajúceho na nástroj vretena
Valec vretena na udieranie nástroja je dôležitým komponentom, ktorý poskytuje energiu na uvoľnenie nástroja. Poškodenie valca na udieranie nástroja sa môže prejaviť ako únik vzduchu alebo oleja spôsobený starnutím alebo poškodením tesnení, čo má za následok neschopnosť valca na udieranie nástroja vygenerovať dostatočný tlak alebo ťah na dokončenie operácie uvoľnenia nástroja. Okrem toho opotrebovanie alebo deformácia komponentov, ako sú piest a piestna tyč vo vnútri valca na udieranie nástroja, tiež ovplyvní jeho normálny pracovný výkon a sťaží operáciu uvoľnenia nástroja.
(III) Poškodenie pružinových dosiek vretena
Pružinové dosky vretena zohrávajú pomocnú úlohu v procese uvoľňovania nástroja, napríklad poskytujú určitý elastický tlmič pri uťahovaní a uvoľňovaní nástroja. Ak sú pružinové dosky poškodené, nemusia byť schopné poskytnúť primeranú elastickú silu, čo vedie k neplynulému procesu uvoľňovania nástroja. Pružinové dosky sa môžu vyskytnúť v situáciách, ako je zlomenie, deformácia alebo oslabená elasticita. Zlomená pružinová doska nebude schopná normálne fungovať. Deformovaná pružinová doska zmení svoje charakteristiky únosnosti sily a oslabená elasticita môže spôsobiť, že nástroj sa počas procesu uvoľňovania nástroja úplne neoddelí od utiahnutého stavu vretena.
(IV) Poškodenie ťažných čeľustí vretena
Ťažné čeľuste vretena sú komponenty, ktoré sú v priamom kontakte so stopkou nástroja, aby sa dosiahlo utiahnutie a uvoľnenie nástroja. Poškodenie ťažných čeľustí môže byť spôsobené opotrebovaním v dôsledku dlhodobého používania, čo má za následok zníženie presnosti uchytenia medzi ťažnými čeľusťami a stopkou nástroja a neschopnosť účinne uchopiť alebo uvoľniť nástroj. Ťažné čeľuste môžu tiež utrpieť vážne poškodenie, ako je zlomenie alebo deformácia. V takýchto prípadoch sa nástroj nebude dať normálne uvoľniť.
(V) Nedostatočný zdroj vzduchu
V obrábacích centrách vybavených pneumatickým systémom na uvoľňovanie nástrojov je stabilita a dostatočnosť zdroja vzduchu kľúčová pre operáciu uvoľňovania nástroja. Nedostatočný zdroj vzduchu môže byť spôsobený napríklad poruchami vzduchového kompresora, prasknutím alebo zablokovaním vzduchových potrubí a nesprávnym nastavením tlaku zdroja vzduchu. Ak je tlak zdroja vzduchu nedostatočný, nebude schopný poskytnúť dostatočný výkon pre zariadenie na uvoľňovanie nástroja, čo má za následok neschopnosť komponentov, ako je napríklad úderový valec nástroja, normálne fungovať, a tým dôjde k poruche, ktorá neumožňuje uvoľnenie nástroja.
(VI) Slabý kontakt tlačidla na uvoľnenie nástroja
Tlačidlo na uvoľnenie nástroja je ovládací prvok, ktorý používajú operátori na spustenie inštrukcie na uvoľnenie nástroja. Ak má tlačidlo slabý kontakt, môže to viesť k tomu, že signál na uvoľnenie nástroja sa nebude môcť normálne preniesť do riadiaceho systému, a preto nie je možné spustiť operáciu uvoľnenia nástroja. Slabý kontakt tlačidla môže byť spôsobený dôvodmi, ako je oxidácia, opotrebovanie vnútorných kontaktov alebo zlyhanie pružiny.
(VII) Prerušené obvody
Ovládanie uvoľňovania nástroja v obrábacom centre zahŕňa pripojenie elektrických obvodov. Prerušené obvody vedú k prerušeniu riadiacich signálov. Napríklad obvody spájajúce komponenty, ako je solenoidový ventil uvoľňovania nástroja a snímač valca udierajúceho nástroj, môžu byť prerušené v dôsledku dlhodobých vibrácií, opotrebovania alebo ťahania vonkajšími silami. Po prerušení obvodov nemôžu príslušné komponenty prijímať správne riadiace signály a operácia uvoľňovania nástroja sa nedá normálne vykonať.
(VIII) Nedostatok oleja v olejovej nádobke valca úderovej hlavy nástroja
V prípade obrábacích centier vybavených hydraulickým valcom na uchopenie nástrojov bude nedostatok oleja v olejovej nádobe valca na uchopenie nástrojov ovplyvňovať jeho normálnu prevádzku. Nedostatočné množstvo oleja povedie k zlému mazaniu vo vnútri valca na uchopenie nástrojov, zvýši trecí odpor medzi komponentmi a môže tiež spôsobiť, že valec na uchopenie nástrojov nebude schopný vytvoriť dostatočný tlak oleja na pohon piestu, čo ovplyvní plynulý priebeh operácie uvoľňovania nástroja.
(IX) Klieština stopky nástroja zákazníka nespĺňa požadované špecifikácie
Ak upínacia klieština na stopku nástroja, ktorú používa zákazník, nespĺňa požadované špecifikácie obrábacieho centra, môžu sa počas procesu uvoľňovania nástroja vyskytnúť problémy. Napríklad, ak je veľkosť klieštiny príliš veľká alebo príliš malá, môže to spôsobiť, že upínacie čeľuste vretena nebudú schopné správne uchopiť alebo uvoľniť stopku nástroja, alebo môžu počas uvoľňovania nástroja vytvárať abnormálny odpor, čo má za následok, že sa nástroj neuvoľní.
IV. Metódy riešenia problémov pri poruchách uvoľňovania nástrojov
(I) Skontrolujte funkciu solenoidového ventilu a vymeňte ho, ak je poškodený
Najprv pomocou profesionálneho náradia skontrolujte funkčnosť uvoľňovacieho solenoidového ventilu. Môžete sledovať, či jadro solenoidového ventilu funguje normálne pri zapnutí a vypnutí, alebo pomocou multimetra skontrolujte, či je hodnota odporu elektromagnetickej cievky solenoidového ventilu v normálnom rozsahu. Ak sa zistí, že jadro ventilu je zaseknuté, môžete skúsiť solenoidový ventil vyčistiť a udržiavať, aby ste odstránili nečistoty a špinu z jeho povrchu. Ak sa elektromagnetická cievka vyhorí, je potrebné vymeniť nový solenoidový ventil. Pri výmene solenoidového ventilu sa uistite, že ste vybrali produkt s rovnakým alebo kompatibilným modelom ako pôvodný a nainštalujte ho podľa správnych krokov inštalácie.
(II) Skontrolujte funkciu valca úderového nástroja a vymeňte ho, ak je poškodený
V prípade valca s vretenom skontrolujte jeho tesniaci výkon, pohyb piestu atď. Predbežne môžete posúdiť, či sú tesnenia poškodené, pozorovaním, či na vonkajšej strane valca s vretenom uniká vzduch alebo olej. Ak dôjde k úniku, je potrebné valec s vretenom rozobrať a vymeniť tesnenia. Zároveň skontrolujte, či nedošlo k opotrebovaniu alebo deformácii komponentov, ako sú piest a piestna tyč. Ak sa vyskytnú problémy, mali by sa príslušné komponenty včas vymeniť. Pri inštalácii valca s vretenom venujte pozornosť nastaveniu zdvihu a polohy piestu, aby ste sa uistili, že zodpovedá požiadavkám na operáciu uvoľňovania nástroja.
(III) Skontrolujte stupeň poškodenia pružinových dosiek a v prípade potreby ich vymeňte
Pri kontrole pružinových dosiek vretena starostlivo skontrolujte, či nie sú viditeľné známky poškodenia, ako je zlomenie alebo deformácia. Mierne deformované pružinové dosky sa môžete pokúsiť opraviť. Avšak pružinové dosky, ktoré sú zlomené, silne deformované alebo majú oslabenú elasticitu, je potrebné vymeniť za nové. Pri výmene pružinových dosiek venujte pozornosť výberu vhodných špecifikácií a materiálov, aby ich výkon spĺňal požiadavky obrábacieho centra.
(IV) Skontrolujte, či sú čeľuste vreteníka v dobrom stave a vymeňte ich, ak sú poškodené alebo opotrebované.
Pri kontrole ťažných čeľustí vretena najprv skontrolujte, či na ich vzhľade nie sú viditeľné známky opotrebovania, zlomenia atď. Potom pomocou špeciálnych nástrojov zmerajte presnosť uchytenia medzi ťažnými čeľusťami a stopkou nástroja, napríklad či nie je medzera príliš veľká. Ak sú ťažné čeľuste opotrebované, dajú sa opraviť. Napríklad presnosť povrchu sa dá obnoviť brúsením a inými procesmi. V prípade ťažných čeľustí, ktoré sú zlomené alebo silne opotrebované a nedajú sa opraviť, je potrebné vymeniť ich za nové. Po výmene ťažných čeľustí by sa malo vykonať ladenie, aby sa zabezpečilo, že dokážu správne uchopiť a uvoľniť nástroj.
(V) Skontrolujte stupeň poškodenia tlačidla a v prípade poškodenia ho vymeňte.
V prípade tlačidla na uvoľnenie nástroja rozoberte puzdro tlačidla a skontrolujte oxidáciu a opotrebovanie vnútorných kontaktov, ako aj elasticitu pružiny. Ak sú kontakty oxidované, môžete použiť brúsny papier na jemné vyleštenie a odstránenie oxidovej vrstvy. Ak sú kontakty silne opotrebované alebo pružina zlyhá, malo by sa tlačidlo vymeniť za nové. Pri inštalácii tlačidla sa uistite, že je pevne nainštalované, že sa ovláda normálne a že dokáže presne prenášať signál o uvoľnení nástroja do riadiaceho systému.
(VI) Skontrolujte, či nie sú obvody prerušené
Skontrolujte pozdĺž nástroja na uvoľnenie riadiacich obvodov, či nie sú nejaké prerušené obvody. V prípade podozrenia na prerušené časti môžete na vykonanie testu kontinuity použiť multimeter. Ak sa zistí, že sú obvody prerušené, zistite presnú polohu prerušenia, odrežte poškodenú časť obvodu a potom ich spojte vhodnými nástrojmi na spájanie vodičov, ako je zváranie alebo krimpovanie. Po pripojení použite izolačné materiály, ako je izolačná páska, na izoláciu spojov obvodov, aby ste predišli skratu a iným problémom.
(VII) Naplňte olej do olejovej nádoby valca s údermi nástroja
Ak je porucha spôsobená nedostatkom oleja v olejovej nádobke valca úderu nástroja, najskôr nájdite polohu olejovej nádobky valca úderu nástroja. Potom použite predpísaný typ hydraulického oleja na pomalé doplnenie oleja do olejovej nádobky, pričom sledujte hladinu oleja v olejovej nádobke a neprekračujte hornú hranicu stupnice olejovej nádobky. Po naplnení oleja spustite obrábacie centrum a vykonajte niekoľko testov uvoľnenia nástroja, aby sa olej úplne precirkuloval vo vnútri valca úderu nástroja a aby sa zabezpečilo, že valec úderu nástroja funguje normálne.
(VIII) Nainštalujte klieštiny, ktoré spĺňajú normu
Ak sa zistí, že klieština stopky nástroja zákazníka nespĺňa požadované špecifikácie, mal by byť zákazník včas informovaný a mal by byť požiadaný o výmenu klieštiny stopky nástroja, ktorá spĺňa štandardné špecifikácie obrábacieho centra. Po výmene klieštiny otestujte inštaláciu nástroja a operáciu uvoľnenia nástroja, aby sa zabezpečilo, že sa už nevyskytnú poruchy uvoľnenia nástroja spôsobené problémami s klieštinou.
V. Preventívne opatrenia pre poruchy pri uvoľňovaní nástrojov
Okrem toho, že je možné včas odstrániť poruchy uvoľňovania nástrojov v prípade ich vzniku, prijatie preventívnych opatrení môže účinne znížiť pravdepodobnosť ich vzniku.
(I) Pravidelná údržba
Vypracujte primeraný plán údržby obrábacieho centra a pravidelne kontrolujte, čistite, mazajte a nastavujte komponenty súvisiace s uvoľňovaním nástroja. Napríklad pravidelne kontrolujte prevádzkový stav solenoidového ventilu uvoľňovania nástroja a čistite jadro ventilu; kontrolujte tesnenia a stav oleja valca udierajúceho nástroj a včas vymeňte starnúce tesnenia a doplňte olej; kontrolujte opotrebovanie ťažných čeľustí vretena a pružín a vykonajte potrebné opravy alebo výmeny.
(II) Správna prevádzka a používanie
Operátori by mali absolvovať odborné školenie a byť oboznámení s prevádzkovými postupmi obrábacieho centra. Počas prevádzky správne používajte tlačidlo na uvoľnenie nástroja a vyhýbajte sa nesprávnej obsluhe. Napríklad nestláčajte tlačidlo na uvoľnenie nástroja násilím, keď sa nástroj otáča, aby ste predišli poškodeniu komponentov na uvoľnenie nástroja. Zároveň venujte pozornosť správnej inštalácii stopky nástroja a uistite sa, že klieština stopky nástroja spĺňa požadované špecifikácie.
(III) Kontrola životného prostredia
Udržujte pracovné prostredie obrábacieho centra čisté, suché a na vhodnej teplote. Zabráňte vniknutiu nečistôt, ako je prach a vlhkosť, do vnútra zariadenia na uvoľnenie nástroja, aby ste predišli hrdzaveniu, korózii alebo zablokovaniu komponentov. Regulujte teplotu pracovného prostredia v povolenom rozsahu obrábacieho centra, aby ste predišli zníženiu výkonu alebo poškodeniu komponentov v dôsledku príliš vysokých alebo príliš nízkych teplôt.
VI. Záver
Poruchy uvoľňovania nástrojov v obrábacích centrách sú jedným z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich normálnu prevádzku obrábacích centier. Prostredníctvom podrobnej analýzy bežných príčin porúch uvoľňovania nástrojov vrátane poškodenia komponentov, ako je solenoidový ventil uvoľňovania nástrojov, valec udierania nástrojov vretena, pružinové dosky a ťažné čeľuste, ako aj problémov súvisiacich so zdrojmi vzduchu, tlačidlami a obvodmi, a v kombinácii s príslušnými metódami riešenia problémov pre rôzne príčiny porúch, ako je detekcia a výmena poškodených komponentov, doplnenie oleja a nastavenie obvodov, a v kombinácii s preventívnymi opatreniami pre poruchy uvoľňovania nástrojov, ako je pravidelná údržba, správna prevádzka a používanie a kontrola prostredia, je možné efektívne zlepšiť spoľahlivosť uvoľňovania nástrojov v obrábacích centrách, znížiť pravdepodobnosť porúch, zabezpečiť efektívnu a stabilnú prevádzku obrábacích centier a zlepšiť efektivitu výroby a kvalitu výrobkov mechanického spracovania. Operátori a údržbári obrábacích centier by mali mať hlboké znalosti o týchto príčinách porúch a riešeniach, aby mohli rýchlo a presne diagnostikovať a riešiť poruchy uvoľňovania nástrojov v praxi a poskytovať silnú podporu výrobe a spracovateľským podnikom.