Analýza a řešení problému nepravidelného pohybu souřadnic obráběcích strojů v obráběcích centrech
V oblasti mechanického zpracování hraje stabilní provoz obráběcích center zásadní roli v kvalitě výrobků a efektivitě výroby. Čas od času se však vyskytují poruchy způsobené nepravidelným pohybem souřadnic obráběcího stroje, které způsobují obsluze mnoho problémů a mohou také vést k vážným výrobním nehodám. Následující text bude podrobně rozebrán souvisejícími problémy s nepravidelným pohybem souřadnic obráběcího stroje v obráběcích centrech a nabídne praktická řešení.
I. Jev a popis problému
Za normálních okolností, když obráběcí centrum po spuštění spustí program, mohou souřadnice a poloha obráběcího stroje zůstat správné. Pokud je však po dokončení operace najetí do výchozí polohy obráběcího stroje ovládán ručně nebo ručním kolem, objeví se v zobrazení souřadnic obrobku a souřadnic obráběcího stroje odchylky. Například v terénním experimentu se po spuštění osy X obráběcího stroje ručně posune o 10 mm a poté se v režimu MDI provede instrukce G55G90X0. Často se zjistí, že skutečná poloha obráběcího stroje je v rozporu s očekávanou polohou souřadnic. Tato nekonzistence se může projevit odchylkami v hodnotách souřadnic, chybami ve směru pohybu obráběcího stroje nebo úplnou odchylkou od přednastavené trajektorie.
II. Analýza možných příčin poruch
(I) Faktory mechanické montáže
Přesnost mechanické montáže přímo ovlivňuje přesnost referenčních bodů obráběcího stroje. Pokud během montáže obráběcího stroje nejsou převodové komponenty každé souřadnicové osy správně nainstalovány, například v mezerách v uložení mezi šroubem a maticí nebo v případech, kdy je vodicí lišta nerovnoběžná nebo kolmá, mohou se během provozu obráběcího stroje vyskytnout další odchylky posunutí, což způsobí posun referenčních bodů. Tento posun se nemusí během najíždění obráběcího stroje zcela korigovat, což může vést k jevu nepravidelného pohybu souřadnic v následných manuálních nebo automatických operacích.
(II) Chyby parametrů a programování
- Kompenzace nástroje a nastavení souřadnic obrobku: Nesprávné nastavení hodnot korekce nástroje způsobí odchylky mezi skutečnou polohou nástroje během obrábění a naprogramovanou polohou. Například pokud je hodnota korekce poloměru nástroje příliš velká nebo příliš malá, nástroj se při řezání obrobku odchýlí od předem stanovené trajektorie obrysu. Podobně je jedním z běžných důvodů také nesprávné nastavení souřadnic obrobku. Pokud je hodnota nulového posunu nepřesná, všechny obráběcí instrukce založené na tomto souřadnicovém systému způsobí, že se obráběcí stroj přesune do nesprávné polohy, což má za následek chaotické zobrazení souřadnic.
- Chyby programování: Nedbalost během programovacího procesu může také vést k abnormálním souřadnicím obráběcího stroje. Například chyby při zadávání hodnot souřadnic při psaní programů, nesprávné použití formátů instrukcí nebo nepřiměřená programovací logika způsobená nepochopením obráběcího procesu. Například při programování kruhové interpolace, pokud jsou souřadnice středu kružnice vypočítány nesprávně, obráběcí stroj se při provádění tohoto segmentu programu bude pohybovat po nesprávné dráze, což způsobí, že se souřadnice obráběcího stroje odchýlí od normálního rozsahu.
(III) Nesprávné provozní postupy
- Chyby v režimech běhu programu: Pokud je program resetován a poté přímo spuštěn z mezilehlé sekce bez plného zohlednění aktuálního stavu obráběcího stroje a jeho předchozí trajektorie pohybu, může to vést k chaosu v souřadnicovém systému obráběcího stroje. Protože program běží na základě určité logiky a počátečních podmínek během operačního procesu, může násilné spuštění z mezilehlé sekce narušit tuto kontinuitu a znemožnit obráběcímu stroji správně vypočítat aktuální souřadnicovou polohu.
- Přímé spuštění programu po speciálních operacích: Pokud po provedení speciálních operací, jako je „Zablokování obráběcího stroje“, „Ruční absolutní hodnota“ a „Vložení ručního kola“, neprovedete odpovídající reset souřadnic nebo nepotvrzení stavu a program se spustí přímo pro obrábění, může snadno dojít k problému s nepravidelným pohybem souřadnic. Například operace „Zablokování obráběcího stroje“ může zastavit pohyb os obráběcího stroje, ale zobrazení souřadnic obráběcího stroje se bude stále měnit podle pokynů programu. Pokud se program po odemčení spustí přímo, obráběcí stroj se může pohybovat podle nesprávných rozdílů souřadnic; pokud po ručním pohybu obráběcího stroje v režimu „Ruční absolutní hodnota“ následující program správně nezpracuje posun souřadnic způsobený ručním pohybem, povede to k chaosu souřadnic; pokud se synchronizace souřadnic neprovede správně při přepnutí zpět do automatického provozu po operaci „Vložení ručního kola“, objeví se také abnormální souřadnice obráběcího stroje.
(IV) Vliv modifikace parametrů NC
Při úpravě NC parametrů, jako je zrcadlení, převod mezi metrickým a imperiálním systémem atd., pokud jsou operace provedeny nesprávně nebo není plně pochopen dopad úpravy parametrů na souřadnicový systém obráběcího stroje, může to také vést k nepravidelnému pohybu souřadnic obráběcího stroje. Například při provádění operace zrcadlení, pokud není osa zrcadlení a související pravidla transformace souřadnic nastavena správně, bude se obráběcí stroj při provádění následných programů pohybovat podle nesprávné logiky zrcadlení, čímž se skutečná obráběná poloha stane zcela opačnou než očekávaná, a zobrazení souřadnic obráběcího stroje bude také chaotické.
III. Řešení a protiopatření
(I) Řešení problémů s mechanickou montáží
Pravidelně kontrolujte a udržujte mechanické převodové komponenty obráběcího stroje, včetně šroubů, vodicích lišt, spojek atd. Zkontrolujte, zda je mezera mezi šroubem a maticí v rozumném rozsahu. Pokud je mezera příliš velká, lze ji vyřešit úpravou předpětí šroubu nebo výměnou opotřebovaných dílů. U vodicí lišty zajistěte její přesnost montáže, zkontrolujte rovinnost, rovnoběžnost a kolmost povrchu vodicí lišty a v případě odchylek proveďte včasné seřízení nebo opravy.
Během montáže obráběcího stroje striktně dodržujte požadavky montážního procesu a používejte vysoce přesné měřicí nástroje k detekci a kalibraci přesnosti montáže každé souřadnicové osy. Například použijte laserový interferometr k měření a kompenzaci chyby stoupání šroubu a použijte elektronickou vodováhu k nastavení rovinnosti a kolmosti vodicí lišty, abyste zajistili vysokou přesnost a stabilitu obráběcího stroje během počáteční montáže.
Během montáže obráběcího stroje striktně dodržujte požadavky montážního procesu a používejte vysoce přesné měřicí nástroje k detekci a kalibraci přesnosti montáže každé souřadnicové osy. Například použijte laserový interferometr k měření a kompenzaci chyby stoupání šroubu a použijte elektronickou vodováhu k nastavení rovinnosti a kolmosti vodicí lišty, abyste zajistili vysokou přesnost a stabilitu obráběcího stroje během počáteční montáže.
(II) Oprava chyb parametrů a programování
V případě chyb v korekci nástroje a nastavení souřadnic obrobku by operátoři měli před obráběním pečlivě zkontrolovat hodnoty korekce nástroje a parametry nastavení souřadnicového systému obrobku. Poloměr a délku nástroje lze přesně změřit pomocí nástrojů, jako jsou přednastavovače nástrojů, a správné hodnoty lze zadat do řídicího systému obráběcího stroje. Při nastavování souřadnicového systému obrobku by měly být použity vhodné metody nastavení nástroje, jako je zkušební nastavení řezného nástroje a nastavení vyhledávače hran, aby se zajistila přesnost hodnoty nulového posunutí. Během procesu psaní programu opakovaně kontrolujte části týkající se hodnot souřadnic a instrukcí korekce nástroje, aby se předešlo chybám při zadávání.
Pokud jde o programování, posílit školení a zvyšování dovedností programátorů, aby měli hluboké znalosti o procesu obrábění a instrukčním systému obráběcího stroje. Při psaní složitých programů provádět dostatečnou analýzu procesu a plánování trasy a opakovaně ověřovat výpočty klíčových souřadnic a použití instrukcí. Simulační software lze použít k simulaci běhu napsaných programů, aby se předem odhalily možné programovací chyby a snížila rizika během skutečného provozu na obráběcím stroji.
Pokud jde o programování, posílit školení a zvyšování dovedností programátorů, aby měli hluboké znalosti o procesu obrábění a instrukčním systému obráběcího stroje. Při psaní složitých programů provádět dostatečnou analýzu procesu a plánování trasy a opakovaně ověřovat výpočty klíčových souřadnic a použití instrukcí. Simulační software lze použít k simulaci běhu napsaných programů, aby se předem odhalily možné programovací chyby a snížila rizika během skutečného provozu na obráběcím stroji.
(III) Standardizace provozních postupů
Přísně dodržujte provozní specifikace obráběcího stroje. Pokud je po resetování programu nutné spustit program z mezilehlé sekce, je nutné nejprve potvrdit aktuální souřadnicovou polohu obráběcího stroje a provést potřebné úpravy souřadnic nebo inicializační operace podle logiky a procesních požadavků programu. Například obráběcí stroj lze nejprve ručně přesunout do bezpečné polohy a poté provést operaci najetí do výchozí polohy nebo resetovat souřadnicový systém obrobku, aby se zajistilo, že obráběcí stroj je ve správném počátečním stavu před spuštěním programu.
Po provedení speciálních operací, jako je „Zablokování obráběcího stroje“, „Ruční absolutní hodnota“ a „Vložení ručního kola“, by měly být nejprve provedeny odpovídající operace resetování souřadnic nebo obnovení stavu. Například po odemčení „Zablokování obráběcího stroje“ by měla být nejprve provedena operace návratu do výchozí polohy nebo by měl být obráběcí stroj ručně přesunut do známé správné polohy a poté lze program spustit; po ručním přesunutí obráběcího stroje v režimu „Ruční absolutní hodnota“ by měly být hodnoty souřadnic v programu odpovídajícím způsobem opraveny podle velikosti pohybu nebo by měly být souřadnice obráběcího stroje resetovány na správné hodnoty před spuštěním programu; po dokončení operace „Vložení ručního kola“ je nutné zajistit, aby přírůstky souřadnic ručního kola mohly být správně propojeny s instrukcemi souřadnic v programu, aby se zabránilo skokům nebo odchylkám souřadnic.
Po provedení speciálních operací, jako je „Zablokování obráběcího stroje“, „Ruční absolutní hodnota“ a „Vložení ručního kola“, by měly být nejprve provedeny odpovídající operace resetování souřadnic nebo obnovení stavu. Například po odemčení „Zablokování obráběcího stroje“ by měla být nejprve provedena operace návratu do výchozí polohy nebo by měl být obráběcí stroj ručně přesunut do známé správné polohy a poté lze program spustit; po ručním přesunutí obráběcího stroje v režimu „Ruční absolutní hodnota“ by měly být hodnoty souřadnic v programu odpovídajícím způsobem opraveny podle velikosti pohybu nebo by měly být souřadnice obráběcího stroje resetovány na správné hodnoty před spuštěním programu; po dokončení operace „Vložení ručního kola“ je nutné zajistit, aby přírůstky souřadnic ručního kola mohly být správně propojeny s instrukcemi souřadnic v programu, aby se zabránilo skokům nebo odchylkám souřadnic.
(IV) Opatrné používání úpravy parametrů NC
Při úpravě NC parametrů musí mít operátoři dostatečné odborné znalosti a zkušenosti a plně rozumět významu každého parametru a dopadu úpravy parametrů na provoz obráběcího stroje. Před úpravou parametrů si zálohujte původní parametry, aby je bylo možné v případě problémů včas obnovit. Po úpravě parametrů proveďte řadu zkušebních běhů, jako jsou zkušební běhy a jednokrokové běhy, abyste zjistili, zda je stav pohybu obráběcího stroje a zobrazení souřadnic normální. Pokud se zjistí abnormality, okamžitě zastavte operaci, obnovte obráběcí stroj do původního stavu podle záložních parametrů a poté pečlivě zkontrolujte proces a obsah úpravy parametrů, abyste zjistili problémy a provedli nápravu.
Stručně řečeno, nepravidelný pohyb souřadnic obráběcích strojů v obráběcích centrech je složitý problém zahrnující řadu faktorů. Během každodenního používání obráběcích strojů by si operátoři měli prohloubit znalosti a zvládnutí mechanické struktury obráběcích strojů, nastavení parametrů, programovacích specifikací a provozních postupů. Pokud se setkají s problémem nepravidelného pohybu souřadnic, měli by jej klidně analyzovat, vycházet z výše uvedených možných příčin, postupně kontrolovat a přijímat odpovídající řešení, aby zajistili, že se obráběcí stroj může vrátit do normálního provozu, zlepšit kvalitu obrábění a efektivitu výroby. Výrobci obráběcích strojů a technici údržby by zároveň měli neustále zlepšovat svou technickou úroveň, optimalizovat procesy návrhu a montáže obráběcích strojů a poskytovat uživatelům stabilnější a spolehlivější obráběcí zařízení a perfektní služby technické podpory.