Analýza a riešenia problému nepravidelného pohybu súradníc obrábacích strojov v obrábacích centrách
V oblasti mechanického spracovania zohráva stabilná prevádzka obrábacích centier kľúčovú úlohu v kvalite výrobkov a efektívnosti výroby. Z času na čas sa však vyskytujú poruchy spôsobené nepravidelným pohybom súradníc obrábacích centier, ktoré spôsobujú obsluhe veľa problémov a môžu viesť aj k vážnym výrobným nehodám. Nasledujúci text sa bude podrobne venovať súvisiacim problémom s nepravidelným pohybom súradníc obrábacích centier a ponúkne praktické riešenia.
I. Fenomén a popis problému
Za normálnych okolností, keď obrábacie centrum spustí program po navigácii do východiskovej polohy pri spustení, súradnice a poloha obrábacieho stroja môžu zostať správne. Avšak po dokončení operácie navigácie do východiskovej polohy, ak je obrábací stroj ovládaný manuálne alebo ručným kolesom, na displeji súradníc obrobku a súradníc obrábacieho stroja sa objavia odchýlky. Napríklad v terénnom experimente sa po navigácii do východiskovej polohy pri spustení os X obrábacieho stroja manuálne posunie o 10 mm a potom sa v režime MDI vykoná inštrukcia G55G90X0. Často sa zistí, že skutočná poloha obrábacieho stroja je nekonzistentná s očakávanou polohou súradníc. Táto nekonzistentnosť sa môže prejaviť ako odchýlky v hodnotách súradníc, chyby v smere pohybu obrábacieho stroja alebo úplná odchýlka od prednastavenej trajektórie.
II. Analýza možných príčin porúch
(I) Faktory mechanickej montáže
Presnosť mechanickej montáže priamo ovplyvňuje presnosť referenčných bodov obrábacieho stroja. Ak počas montáže obrábacieho stroja nie sú prevodové komponenty každej súradnicovej osi správne nainštalované, napríklad ak sú medzery v uložení medzi skrutkou a maticou alebo ak je inštalácia vodiacej lišty nerovnobežná alebo kolmá, počas prevádzky obrábacieho stroja sa môžu vyskytnúť ďalšie odchýlky posunutia, čo spôsobí posun referenčných bodov. Tento posun sa nemusí počas operácie navádzania obrábacieho stroja úplne korigovať, čo môže viesť k javu nepravidelného pohybu súradníc v následných manuálnych alebo automatických operáciách.
(II) Chyby parametrov a programovania
- Kompenzácia nástroja a nastavenie súradníc obrobku: Nesprávne nastavenie hodnôt kompenzácie nástroja spôsobí odchýlky medzi skutočnou polohou nástroja počas obrábania a naprogramovanou polohou. Napríklad, ak je hodnota kompenzácie polomeru nástroja príliš veľká alebo príliš malá, nástroj sa pri rezaní obrobku odchýli od vopred určenej trajektórie obrysu. Podobne je jedným z bežných dôvodov aj nesprávne nastavenie súradníc obrobku. Keď operátori nastavujú súradnicový systém obrobku a hodnota nulového posunu je nepresná, všetky obrábacie inštrukcie založené na tomto súradnicovom systéme spôsobia, že sa obrábací stroj presunie do nesprávnej polohy, čo bude mať za následok chaotické zobrazenie súradníc.
- Chyby programovania: Nedbanlivosť počas procesu programovania môže tiež viesť k abnormálnym súradniciam obrábacieho stroja. Napríklad chyby pri zadávaní hodnôt súradníc pri písaní programov, nesprávne použitie formátov inštrukcií alebo neprimeraná programovacia logika spôsobená nepochopením procesu obrábania. Napríklad pri programovaní kruhovej interpolácie, ak sú súradnice stredu kružnice vypočítané nesprávne, obrábací stroj sa pri vykonávaní tohto segmentu programu bude pohybovať po nesprávnej dráhe, čo spôsobí, že sa súradnice obrábacieho stroja odchýlia od normálneho rozsahu.
(III) Nesprávne prevádzkové postupy
- Chyby v režimoch spustenia programu: Keď sa program resetuje a potom sa priamo spustí z medziľahlej sekcie bez úplného zohľadnenia aktuálneho stavu obrábacieho stroja a jeho predchádzajúcej trajektórie pohybu, môže to viesť k chaosu v súradnicovom systéme obrábacieho stroja. Keďže program beží na základe určitej logiky a počiatočných podmienok počas procesu operácie, násilné spustenie z medziľahlej sekcie môže túto kontinuitu narušiť a znemožniť obrábaciemu stroju správne vypočítať aktuálnu polohu súradníc.
- Priame spustenie programu po špeciálnych operáciách: Ak sa po vykonaní špeciálnych operácií, ako napríklad „Zablokovanie obrábacieho stroja“, „Manuálna absolútna hodnota“ a „Vloženie ručného kolieska“, nevykoná príslušný reset súradníc alebo potvrdenie stavu a program sa spustí priamo na obrábanie, je tiež ľahké spôsobiť problém s nepravidelným pohybom súradníc. Napríklad operácia „Zablokovanie obrábacieho stroja“ môže zastaviť pohyb osí obrábacieho stroja, ale zobrazenie súradníc obrábacieho stroja sa bude stále meniť podľa pokynov programu. Ak sa program spustí priamo po odomknutí, obrábací stroj sa môže pohybovať podľa nesprávnych rozdielov súradníc; po manuálnom pohybe obrábacieho stroja v režime „Manuálna absolútna hodnota“, ak nasledujúci program správne nespracuje posunutie súradníc spôsobené manuálnym pohybom, povedie to k chaosu v súradniciach; ak sa synchronizácia súradníc nevykoná správne pri prepnutí späť do automatickej prevádzky po operácii „Vloženie ručného kolieska“, objavia sa aj abnormálne súradnice obrábacieho stroja.
(IV) Vplyv modifikácie parametrov NC
Pri úprave NC parametrov, ako je zrkadlenie, prevod medzi metrickým a imperiálnym systémom atď., ak sú operácie nesprávne alebo vplyv úpravy parametrov na súradnicový systém obrábacieho stroja nie je úplne pochopený, môže to viesť k nepravidelnému pohybu súradníc obrábacieho stroja. Napríklad pri vykonávaní operácie zrkadlenia, ak nie je správne nastavená os zrkadlenia a súvisiace pravidlá transformácie súradníc, obrábací stroj sa pri vykonávaní nasledujúcich programov bude pohybovať podľa nesprávnej logiky zrkadlenia, čím sa skutočná obrábacia poloha stane úplne opačnou ako očakávaná a zobrazenie súradníc obrábacieho stroja bude tiež chaotické.
III. Riešenia a protiopatrenia
(I) Riešenia problémov s mechanickou montážou
Pravidelne kontrolujte a udržiavajte mechanické prevodové komponenty obrábacieho stroja vrátane skrutiek, vodiacich líšt, spojok atď. Skontrolujte, či je medzera medzi skrutkou a maticou v rozumnom rozsahu. Ak je medzera príliš veľká, možno ju vyriešiť nastavením predpätia skrutky alebo výmenou opotrebovaných dielov. V prípade vodiacej lišty zabezpečte presnosť jej montáže, skontrolujte rovinnosť, rovnobežnosť a kolmosť povrchu vodiacej lišty a v prípade odchýlok vykonajte včasné úpravy alebo opravy.
Počas montáže obrábacieho stroja prísne dodržiavajte požiadavky montážneho procesu a používajte vysoko presné meracie nástroje na detekciu a kalibráciu presnosti montáže každej súradnicovej osi. Napríklad použite laserový interferometer na meranie a kompenzáciu chyby rozstupu skrutky a použite elektronickú vodováhu na nastavenie roviny a kolmosti vodiacej lišty, aby ste zabezpečili vysokú presnosť a stabilitu obrábacieho stroja počas počiatočnej montáže.
Počas montáže obrábacieho stroja prísne dodržiavajte požiadavky montážneho procesu a používajte vysoko presné meracie nástroje na detekciu a kalibráciu presnosti montáže každej súradnicovej osi. Napríklad použite laserový interferometer na meranie a kompenzáciu chyby rozstupu skrutky a použite elektronickú vodováhu na nastavenie roviny a kolmosti vodiacej lišty, aby ste zabezpečili vysokú presnosť a stabilitu obrábacieho stroja počas počiatočnej montáže.
(II) Oprava chýb parametrov a programovania
V prípade chýb v kompenzácii nástroja a nastavení súradníc obrobku by operátori mali pred obrábaním starostlivo skontrolovať hodnoty kompenzácie nástroja a parametre nastavenia súradnicového systému obrobku. Polomer a dĺžku nástroja je možné presne zmerať pomocou nástrojov, ako sú prednastavovače nástrojov, a správne hodnoty je možné zadať do riadiaceho systému obrábacieho stroja. Pri nastavovaní súradnicového systému obrobku by sa mali použiť vhodné metódy nastavenia nástroja, ako napríklad skúšobné nastavenie rezného nástroja a nastavenie nástroja na vyhľadávanie hrán, aby sa zabezpečila presnosť hodnoty nulového posunu. Počas procesu písania programu opakovane kontrolujte časti týkajúce sa hodnôt súradníc a inštrukcií kompenzácie nástroja, aby sa predišlo chybám pri zadávaní.
Pokiaľ ide o programovanie, posilniť školenia a zdokonaľovanie zručností programátorov, aby mali hlboké pochopenie procesu obrábania a systému inštrukcií obrábacieho stroja. Pri písaní zložitých programov vykonávať dostatočnú analýzu procesu a plánovanie dráhy a opakovane overovať výpočty kľúčových súradníc a používanie inštrukcií. Simulačný softvér možno použiť na simuláciu chodu napísaných programov, aby sa včas odhalili možné programovacie chyby a znížili riziká počas skutočnej prevádzky na obrábacom stroji.
Pokiaľ ide o programovanie, posilniť školenia a zdokonaľovanie zručností programátorov, aby mali hlboké pochopenie procesu obrábania a systému inštrukcií obrábacieho stroja. Pri písaní zložitých programov vykonávať dostatočnú analýzu procesu a plánovanie dráhy a opakovane overovať výpočty kľúčových súradníc a používanie inštrukcií. Simulačný softvér možno použiť na simuláciu chodu napísaných programov, aby sa včas odhalili možné programovacie chyby a znížili riziká počas skutočnej prevádzky na obrábacom stroji.
(III) Štandardizovať prevádzkové postupy
Prísne dodržiavajte prevádzkové špecifikácie obrábacieho stroja. Po resetovaní programu, ak je potrebné spustiť program z medziľahlej sekcie, je potrebné najprv potvrdiť aktuálnu súradnicovú polohu obrábacieho stroja a vykonať potrebné operácie nastavenia súradníc alebo inicializácie podľa logiky a procesných požiadaviek programu. Napríklad, obrábací stroj je možné najprv manuálne presunúť do bezpečnej polohy a potom vykonať operáciu návratu do pôvodnej polohy alebo resetovať súradnicový systém obrobku, aby sa zabezpečilo, že obrábací stroj je v správnom počiatočnom stave pred spustením programu.
Po vykonaní špeciálnych operácií, ako sú „Zamknutie obrábacieho stroja“, „Manuálna absolútna hodnota“ a „Vloženie ručného kolieska“, by sa mali najskôr vykonať zodpovedajúce operácie resetovania súradníc alebo obnovenia stavu. Napríklad po odomknutí „Zamknutia obrábacieho stroja“ by sa mala najskôr vykonať operácia návratu do pôvodnej polohy alebo by sa obrábací stroj mal manuálne presunúť do známej správnej polohy a potom sa môže spustiť program; po manuálnom presunutí obrábacieho stroja v režime „Manuálna absolútna hodnota“ by sa mali hodnoty súradníc v programe zodpovedajúcim spôsobom opraviť podľa veľkosti pohybu alebo by sa súradnice obrábacieho stroja mali pred spustením programu resetovať na správne hodnoty; po dokončení operácie „Vloženie ručného kolieska“ je potrebné zabezpečiť, aby sa prírastky súradníc ručného kolieska dali správne prepojiť s inštrukciami súradníc v programe, aby sa predišlo skokom alebo odchýlkam súradníc.
Po vykonaní špeciálnych operácií, ako sú „Zamknutie obrábacieho stroja“, „Manuálna absolútna hodnota“ a „Vloženie ručného kolieska“, by sa mali najskôr vykonať zodpovedajúce operácie resetovania súradníc alebo obnovenia stavu. Napríklad po odomknutí „Zamknutia obrábacieho stroja“ by sa mala najskôr vykonať operácia návratu do pôvodnej polohy alebo by sa obrábací stroj mal manuálne presunúť do známej správnej polohy a potom sa môže spustiť program; po manuálnom presunutí obrábacieho stroja v režime „Manuálna absolútna hodnota“ by sa mali hodnoty súradníc v programe zodpovedajúcim spôsobom opraviť podľa veľkosti pohybu alebo by sa súradnice obrábacieho stroja mali pred spustením programu resetovať na správne hodnoty; po dokončení operácie „Vloženie ručného kolieska“ je potrebné zabezpečiť, aby sa prírastky súradníc ručného kolieska dali správne prepojiť s inštrukciami súradníc v programe, aby sa predišlo skokom alebo odchýlkam súradníc.
(IV) Opatrná prevádzka úpravy parametrov NC
Pri úprave NC parametrov musia mať operátori dostatočné odborné znalosti a skúsenosti a musia plne rozumieť významu každého parametra a vplyvu úpravy parametrov na prevádzku obrábacieho stroja. Pred úpravou parametrov si zálohujte pôvodné parametre, aby sa dali v prípade problémov včas obnoviť. Po úprave parametrov vykonajte sériu testovacích behov, ako sú napríklad skúšobné behy a jednokrokové behy, aby ste zistili, či je stav pohybu obrábacieho stroja a zobrazenie súradníc normálne. Ak sa zistia abnormality, okamžite zastavte prevádzku, obnovte obrábací stroj do pôvodného stavu podľa zálohovaných parametrov a potom starostlivo skontrolujte proces a obsah úpravy parametrov, aby ste zistili problémy a vykonali ich opravy.
Stručne povedané, nepravidelný pohyb súradníc obrábacích strojov v obrábacích centrách je zložitý problém zahŕňajúci viacero faktorov. Počas každodenného používania obsluhy by si mala prehĺbiť znalosti a zvládnutie mechanickej štruktúry obrábacích strojov, nastavenia parametrov, programovacích špecifikácií a prevádzkových postupov. Ak sa stretne s problémom nepravidelného pohybu súradníc, mala by ho pokojne analyzovať, vychádzať z vyššie uvedených možných príčin, postupne kontrolovať a prijímať zodpovedajúce riešenia, aby sa zabezpečilo, že sa obrábací stroj môže vrátiť do normálnej prevádzky, zlepšiť kvalitu obrábania a efektivitu výroby. Výrobcovia obrábacích strojov a technici údržby by zároveň mali neustále zlepšovať svoju technickú úroveň, optimalizovať procesy návrhu a montáže obrábacích strojov a poskytovať používateľom stabilnejšie a spoľahlivejšie obrábacie zariadenia a dokonalé služby technickej podpory.