Analiza i rozwiązania problemu nieregularnego ruchu współrzędnych obrabiarek w centrach obróbkowych
W dziedzinie obróbki mechanicznej, stabilna praca centrów obróbkowych odgrywa kluczową rolę w jakości produktu i wydajności produkcji. Jednakże, awarie wynikające z nieregularnego ruchu współrzędnych obrabiarki zdarzają się od czasu do czasu, powodując wiele problemów dla operatorów i mogąc prowadzić do poważnych wypadków produkcyjnych. Poniżej przedstawiono dogłębną dyskusję na temat powiązanych zagadnień nieregularnego ruchu współrzędnych obrabiarki w centrach obróbkowych oraz przedstawiono praktyczne rozwiązania.
I. Zjawisko i opis problemu
W normalnych warunkach, gdy obrabiarka wykonuje program po powrocie do pozycji bazowej na starcie, współrzędne i położenie obrabiarki mogą pozostać poprawne. Jednakże, po zakończeniu powrotu do pozycji bazowej, jeśli obrabiarka jest obsługiwana ręcznie lub za pomocą pokrętła, na wyświetlaczu współrzędnych przedmiotu obrabianego i obrabiarki pojawią się odchylenia. Na przykład, w eksperymencie terenowym, po powrocie do pozycji bazowej na starcie, oś X obrabiarki jest ręcznie przesuwana o 10 mm, a następnie wykonywana jest instrukcja G55G90X0 w trybie MDI. Często okazuje się, że rzeczywiste położenie obrabiarki jest niezgodne z oczekiwanym położeniem współrzędnych. Ta niezgodność może objawiać się odchyleniami wartości współrzędnych, błędami w kierunku ruchu obrabiarki lub całkowitym odchyleniem od zadanej trajektorii.
II. Analiza możliwych przyczyn usterek
(I) Czynniki montażu mechanicznego
Dokładność montażu mechanicznego ma bezpośredni wpływ na dokładność punktów odniesienia obrabiarki. Jeśli podczas montażu obrabiarki elementy przekładni każdej osi współrzędnych nie zostaną prawidłowo zamontowane, na przykład wystąpią luzy w pasowaniu śruby i nakrętki lub problemy z montażem szyny prowadzącej, które nie będą równoległe lub prostopadłe, podczas pracy obrabiarki mogą wystąpić dodatkowe odchylenia przemieszczenia, powodując przesunięcie punktów odniesienia. Przesunięcie to może nie zostać całkowicie skorygowane podczas operacji bazowania obrabiarki, co może prowadzić do zjawiska nieregularnego ruchu współrzędnych w kolejnych operacjach ręcznych lub automatycznych.
(II) Błędy parametrów i programowania
- Kompensacja narzędzia i ustawienie współrzędnych przedmiotu obrabianego: Nieprawidłowe ustawienie wartości kompensacji narzędzia spowoduje odchylenia między rzeczywistym położeniem narzędzia podczas obróbki a położeniem zaprogramowanym. Na przykład, jeśli wartość kompensacji promienia narzędzia jest zbyt duża lub zbyt mała, narzędzie będzie odchylać się od zadanej trajektorii konturu podczas obróbki przedmiotu obrabianego. Podobnie, nieprawidłowe ustawienie współrzędnych przedmiotu obrabianego jest jedną z częstych przyczyn. Gdy operatorzy ustawiają układ współrzędnych przedmiotu obrabianego, jeśli wartość przesunięcia zerowego jest niedokładna, wszystkie instrukcje obróbki oparte na tym układzie współrzędnych spowodują, że narzędzie obrabiarki przesunie się do niewłaściwej pozycji, co doprowadzi do chaotycznego wyświetlania współrzędnych.
- Błędy programowania: Zaniedbania w procesie programowania mogą również prowadzić do nieprawidłowych współrzędnych obrabiarki. Na przykład, błędy wprowadzania wartości współrzędnych podczas pisania programów, nieprawidłowe użycie formatów instrukcji lub nieuzasadniona logika programowania spowodowana niezrozumieniem procesu obróbki. Na przykład, podczas programowania interpolacji kołowej, jeśli współrzędne środka okręgu zostaną obliczone nieprawidłowo, obrabiarka będzie poruszać się po niewłaściwej ścieżce podczas wykonywania tego segmentu programu, powodując odchylenie współrzędnych obrabiarki od normalnego zakresu.
(III) Niewłaściwe procedury operacyjne
- Błędy w trybach działania programu: Resetowanie programu, a następnie bezpośrednie uruchomienie go z sekcji pośredniej bez pełnego uwzględnienia aktualnego stanu obrabiarki i jej poprzedniej trajektorii ruchu, może prowadzić do chaosu w układzie współrzędnych obrabiarki. Ponieważ program działa w oparciu o określoną logikę i warunki początkowe podczas procesu operacyjnego, wymuszone uruchomienie z sekcji pośredniej może zakłócić tę ciągłość i uniemożliwić obrabiarce prawidłowe obliczenie aktualnego położenia współrzędnych.
- Bezpośrednie uruchomienie programu po operacjach specjalnych: Po wykonaniu operacji specjalnych, takich jak „Blokada obrabiarki”, „Ręczna wartość bezwzględna” i „Wstawienie pokrętła”, jeśli odpowiednie resetowanie współrzędnych lub potwierdzenie statusu nie zostanie wykonane, a program zostanie uruchomiony bezpośrednio w celu obróbki, łatwo jest również spowodować problem nieregularnego ruchu współrzędnych. Na przykład operacja „Blokada obrabiarki” może zatrzymać ruch osi obrabiarki, ale wyświetlanie współrzędnych obrabiarki nadal będzie się zmieniać zgodnie z instrukcjami programu. Jeśli program zostanie uruchomiony bezpośrednio po odblokowaniu, obrabiarka może poruszać się zgodnie z nieprawidłowymi różnicami współrzędnych; po ręcznym przesunięciu obrabiarki w trybie „Ręczna wartość bezwzględna”, jeśli kolejny program nie obsługuje poprawnie przesunięcia współrzędnych spowodowanego ruchem ręcznym, doprowadzi to do chaosu współrzędnych; jeśli synchronizacja współrzędnych nie zostanie wykonana prawidłowo po przełączeniu z powrotem do operacji automatycznej po operacji „Wstawienie pokrętła”, pojawią się również nieprawidłowe współrzędne obrabiarki.
(IV) Wpływ modyfikacji parametrów NC
Podczas modyfikacji parametrów NC, takich jak odbicie lustrzane, konwersja między systemami metrycznymi i imperialnymi itp., jeśli operacje są nieprawidłowe lub wpływ modyfikacji parametrów na układ współrzędnych obrabiarki nie jest w pełni zrozumiały, może to również prowadzić do nieregularnego ruchu współrzędnych obrabiarki. Na przykład, podczas wykonywania operacji odbicia lustrzanego, jeśli oś odbicia lustrzanego i powiązane z nią reguły transformacji współrzędnych nie są poprawnie ustawione, obrabiarka będzie poruszać się zgodnie z nieprawidłową logiką odbicia lustrzanego podczas wykonywania kolejnych programów, co spowoduje, że rzeczywista pozycja obróbki będzie całkowicie odwrotna do oczekiwanej, a wyświetlanie współrzędnych obrabiarki stanie się chaotyczne.
III. Rozwiązania i środki zaradcze
(I) Rozwiązania problemów z montażem mechanicznym
Regularnie sprawdzaj i konserwuj mechaniczne elementy przekładni obrabiarki, w tym śruby, szyny prowadzące, sprzęgła itp. Sprawdź, czy szczelina między śrubą a nakrętką mieści się w rozsądnym zakresie. Jeśli szczelina jest zbyt duża, można ją rozwiązać, regulując napięcie wstępne śruby lub wymieniając zużyte części. W przypadku szyny prowadzącej, upewnij się, że jest ona dokładnie zamontowana, sprawdź płaskość, równoległość i prostopadłość powierzchni szyny, a w przypadku odchyleń dokonuj terminowych regulacji lub napraw.
Podczas montażu obrabiarki należy ściśle przestrzegać wymagań procesu montażu i używać precyzyjnych narzędzi pomiarowych do pomiaru i kalibracji dokładności montażu każdej osi współrzędnych. Na przykład, należy użyć interferometru laserowego do pomiaru i kompensacji błędu skoku śruby oraz poziomicy elektronicznej do regulacji poziomowania i prostopadłości szyny prowadzącej, aby zapewnić obrabiarce wysoką dokładność i stabilność podczas początkowego montażu.
Podczas montażu obrabiarki należy ściśle przestrzegać wymagań procesu montażu i używać precyzyjnych narzędzi pomiarowych do pomiaru i kalibracji dokładności montażu każdej osi współrzędnych. Na przykład, należy użyć interferometru laserowego do pomiaru i kompensacji błędu skoku śruby oraz poziomicy elektronicznej do regulacji poziomowania i prostopadłości szyny prowadzącej, aby zapewnić obrabiarce wysoką dokładność i stabilność podczas początkowego montażu.
(II) Korekta błędów parametrów i programowania
W przypadku błędów w kompensacji narzędzia i ustawieniu współrzędnych przedmiotu obrabianego, operatorzy powinni dokładnie sprawdzić wartości kompensacji narzędzia oraz parametry ustawień układu współrzędnych przedmiotu obrabianego przed rozpoczęciem obróbki. Promień i długość narzędzia można dokładnie zmierzyć za pomocą narzędzi, takich jak nastawniki narzędzi, a prawidłowe wartości można wprowadzić do układu sterowania obrabiarki. Podczas ustawiania układu współrzędnych przedmiotu obrabianego należy zastosować odpowiednie metody ustawiania narzędzi, takie jak ustawienie próbne narzędzia skrawającego i ustawienie narzędzia z czujnikiem krawędzi, aby zapewnić dokładność wartości przesunięcia zerowego. Jednocześnie, podczas pisania programu, należy wielokrotnie sprawdzać części, w których występują wartości współrzędnych i instrukcje kompensacji narzędzia, aby uniknąć błędów wejściowych.
W zakresie programowania, należy wzmocnić szkolenia i doskonalenie umiejętności programistów, aby zapewnić im dogłębną wiedzę na temat procesu obróbki skrawaniem oraz systemu instrukcji obrabiarki. Podczas pisania złożonych programów należy przeprowadzać odpowiednią analizę procesu i planowanie ścieżek oraz regularnie weryfikować kluczowe obliczenia współrzędnych i użycie instrukcji. Oprogramowanie symulacyjne może być używane do symulacji działania zapisanych programów, aby z wyprzedzeniem wykryć ewentualne błędy programistyczne i ograniczyć ryzyko podczas rzeczywistej pracy na obrabiarce.
W zakresie programowania, należy wzmocnić szkolenia i doskonalenie umiejętności programistów, aby zapewnić im dogłębną wiedzę na temat procesu obróbki skrawaniem oraz systemu instrukcji obrabiarki. Podczas pisania złożonych programów należy przeprowadzać odpowiednią analizę procesu i planowanie ścieżek oraz regularnie weryfikować kluczowe obliczenia współrzędnych i użycie instrukcji. Oprogramowanie symulacyjne może być używane do symulacji działania zapisanych programów, aby z wyprzedzeniem wykryć ewentualne błędy programistyczne i ograniczyć ryzyko podczas rzeczywistej pracy na obrabiarce.
(III) Standaryzacja procedur operacyjnych
Należy ściśle przestrzegać specyfikacji roboczych obrabiarki. Po zresetowaniu programu, jeśli konieczne jest rozpoczęcie pracy od sekcji pośredniej, należy najpierw potwierdzić aktualne położenie współrzędnych obrabiarki i przeprowadzić niezbędne operacje regulacji współrzędnych lub inicjalizacji, zgodnie z logiką i wymaganiami procesowymi programu. Na przykład, obrabiarkę można najpierw ręcznie przesunąć do pozycji bezpiecznej, a następnie wykonać operację powrotu do pozycji bazowej lub zresetować układ współrzędnych przedmiotu obrabianego, aby upewnić się, że obrabiarka znajduje się w prawidłowym stanie początkowym przed uruchomieniem programu.
Po wykonaniu operacji specjalnych, takich jak „Blokada obrabiarki”, „Ręczna wartość bezwzględna” i „Wstawienie pokrętła”, należy najpierw wykonać odpowiednie operacje resetowania współrzędnych lub przywracania stanu. Na przykład, po odblokowaniu „Blokady obrabiarki” należy najpierw wykonać operację powrotu do pozycji bazowej lub ręcznie ustawić obrabiarkę w znanej, prawidłowej pozycji, a następnie uruchomić program; po ręcznym przesunięciu obrabiarki w trybie „Ręczna wartość bezwzględna” wartości współrzędnych w programie należy odpowiednio skorygować zgodnie z wartością ruchu lub przywrócić współrzędne obrabiarki do prawidłowych wartości przed uruchomieniem programu; po zakończeniu operacji „Wstawienie pokrętła” należy upewnić się, że przyrosty współrzędnych pokrętła są poprawnie powiązane z instrukcjami współrzędnych w programie, aby uniknąć skoków lub odchyleń współrzędnych.
Po wykonaniu operacji specjalnych, takich jak „Blokada obrabiarki”, „Ręczna wartość bezwzględna” i „Wstawienie pokrętła”, należy najpierw wykonać odpowiednie operacje resetowania współrzędnych lub przywracania stanu. Na przykład, po odblokowaniu „Blokady obrabiarki” należy najpierw wykonać operację powrotu do pozycji bazowej lub ręcznie ustawić obrabiarkę w znanej, prawidłowej pozycji, a następnie uruchomić program; po ręcznym przesunięciu obrabiarki w trybie „Ręczna wartość bezwzględna” wartości współrzędnych w programie należy odpowiednio skorygować zgodnie z wartością ruchu lub przywrócić współrzędne obrabiarki do prawidłowych wartości przed uruchomieniem programu; po zakończeniu operacji „Wstawienie pokrętła” należy upewnić się, że przyrosty współrzędnych pokrętła są poprawnie powiązane z instrukcjami współrzędnych w programie, aby uniknąć skoków lub odchyleń współrzędnych.
(IV) Ostrożne postępowanie przy modyfikacji parametrów NC
Podczas modyfikacji parametrów NC operatorzy muszą posiadać odpowiednią wiedzę i doświadczenie zawodowe oraz w pełni rozumieć znaczenie każdego parametru i wpływ modyfikacji parametrów na działanie obrabiarki. Przed modyfikacją parametrów należy wykonać kopię zapasową oryginalnych parametrów, aby można je było przywrócić w razie wystąpienia problemów. Po modyfikacji parametrów należy przeprowadzić serię przebiegów testowych, takich jak próby na sucho i przebiegi krok po kroku, aby sprawdzić, czy stan ruchu obrabiarki i wyświetlanie współrzędnych są prawidłowe. W przypadku stwierdzenia nieprawidłowości należy natychmiast przerwać pracę, przywrócić stan pierwotny obrabiarki zgodnie z parametrami z kopii zapasowej, a następnie dokładnie sprawdzić proces i treść modyfikacji parametrów, aby zidentyfikować problemy i wprowadzić poprawki.
Podsumowując, nieregularny ruch współrzędnych obrabiarki w centrach obróbkowych to złożony problem, na który wpływa wiele czynników. Podczas codziennego użytkowania obrabiarek operatorzy powinni pogłębiać swoją wiedzę i doskonalić znajomość konstrukcji mechanicznej obrabiarek, ustawień parametrów, specyfikacji programowania i procedur obsługi. W przypadku napotkania problemu nieregularnego ruchu współrzędnych, powinni go spokojnie przeanalizować, zaczynając od możliwych przyczyn wymienionych powyżej, stopniowo weryfikując i podejmując odpowiednie rozwiązania, aby zapewnić powrót obrabiarki do normalnej pracy, poprawić jakość obróbki i wydajność produkcji. Jednocześnie producenci obrabiarek i technicy utrzymania ruchu powinni również stale podnosić poziom techniczny, optymalizować procesy projektowania i montażu obrabiarek oraz zapewniać użytkownikom bardziej stabilny i niezawodny sprzęt obróbczy oraz doskonałe usługi wsparcia technicznego.