Les causes d’une précision d’usinage anormale sont très cachées et difficiles à diagnostiquer. Aujourd’hui, j’ai résumé 4 grands principes de diagnostic et 5 grandes méthodes de diagnostic. Voyons si vous les connaissez tous.
1. Causes d'une précision d'usinage anormale
Cinq raisons principales : l'unité d'alimentation de la machine-outil a été modifiée ou changée ; le décalage zéro de chaque axe de la machine-outil est anormal ; le jeu axial inverse est anormal ; l'état de fonctionnement du moteur est anormal, c'est-à-dire que les pièces électriques et de commande sont anormales ; pannes mécaniques, telles que vis, roulements, accouplements d'arbre et autres composants. De plus, la préparation du programme d'usinage, la sélection des outils et les facteurs humains peuvent également conduire à une précision d'usinage anormale.
2. Principes de diagnostic des défauts des machines-outils CNC
1. Les machines-outils CNC externes d'abord, puis internes sont des machines-outils qui intègrent la mécanique, l'hydraulique et l'électrique, de sorte que l'apparition de leurs défauts sera également reflétée par ces trois éléments. Le personnel de maintenance doit d'abord vérifier un par un de l'extérieur vers l'intérieur et essayer d'éviter le descellement et le démontage à volonté, sinon cela augmenterait le défaut, ferait perdre la précision de la machine-outil et réduirait les performances.
2. Mécaniques d'abord, puis électriques D'une manière générale, les pannes mécaniques sont plus faciles à détecter, tandis que le diagnostic des pannes du système CNC est plus difficile. Avant le dépannage, veillez d’abord à éliminer les défauts mécaniques, ce qui permet souvent d’obtenir un résultat deux fois supérieur avec deux fois moins d’effort.
3. Statique d’abord, puis dynamique. Tout d'abord, dans l'état statique de la machine-outil avec mise hors tension, par la compréhension, l'observation, les tests et l'analyse, confirmez qu'il s'agit d'un défaut non destructif, puis mettez la machine-outil sous tension ; dans les conditions de fonctionnement, une observation dynamique, une inspection et des tests sont effectués pour détecter les défauts. Pour les défauts destructeurs, le danger doit être éliminé avant la mise sous tension.
4. Simple d’abord, puis complexe. Lorsque plusieurs défauts sont entrelacés et couverts et qu'il est difficile de démarrer pour le moment, les problèmes faciles doivent être résolus en premier, puis les problèmes les plus difficiles. Souvent, une fois les problèmes simples résolus, les problèmes difficiles peuvent également devenir faciles.
3. Méthodes de diagnostic des défauts pour les machines-outils CNC
1. Méthode intuitive : (regarder, sentir, demander et ressentir) Demander - phénomènes de défauts de machines-outils, conditions de traitement, etc. ; Regardez - informations d'alarme CRT, voyant d'alarme, déformation, fumée et composants brûlés tels que condensateurs, déclenchement des protecteurs, etc. ; Écoutez - sons anormaux ; Odeur - odeur de brûlé des composants électriques et autres odeurs ; Toucher – chaleur, vibrations, mauvais contact, etc.
2. Méthode d'inspection des paramètres : les paramètres sont généralement stockés dans la RAM. Parfois, une tension de batterie insuffisante, une panne de courant prolongée du système ou des interférences externes entraîneront une perte ou une confusion des paramètres. Les paramètres pertinents doivent être vérifiés et corrigés en fonction des caractéristiques du défaut.
3. Méthode d'isolement : Certains défauts sont difficiles à distinguer s'ils sont causés par la pièce CNC, le système d'asservissement ou la pièce mécanique. La méthode d'isolement est souvent utilisée.
4. Méthode d'échange du même type Remplacez le modèle défectueux suspecté par une carte de rechange avec la même fonction, ou échangez des modèles ou des unités avec la même fonction.
5. Méthode de test de programme fonctionnel Écrivez quelques petits programmes pour toutes les instructions des fonctions G, M, S et T. Lors du diagnostic des défauts, ces programmes peuvent être exécutés pour déterminer le manque de fonctions.
(Source de l'image : Angke Machine-Outil)
IV. Exemples de diagnostic et de traitement d'une précision d'usinage anormale
1. Une défaillance mécanique entraîne une précision d’usinage anormale
Phénomène de défaut : Un centre d'usinage vertical SV-1000 utilise le système Frank. Lors du traitement du moule de bielle, il a été soudainement constaté que l'avance sur l'axe Z était anormale, provoquant une erreur de coupe d'au moins 1 mm (surcoupe dans la direction Z).
Diagnostic de panne : Au cours de l'enquête, il a été appris que la panne s'était produite soudainement. La machine-outil progressait lentement et chaque axe fonctionnait normalement en mode de saisie manuelle des données, et le point de référence était renvoyé normalement, sans aucune invite d'alarme, et la possibilité de défauts graves dans la partie de commande électrique était exclue. Les aspects suivants doivent être vérifiés un par un.
Vérifiez le segment du programme d'usinage en cours d'exécution lorsque la précision de la machine-outil est anormale, en particulier la compensation de longueur d'outil, ainsi que l'étalonnage et le calcul du système de coordonnées d'usinage (G54-G59).
En mode pouce, déplacez à plusieurs reprises l'axe Z et diagnostiquez son état de mouvement par la vue, le toucher et l'ouïe. Il a été constaté que le bruit du mouvement de l'axe Z était anormal, en particulier l'avancée rapide, et que le bruit était plus évident. On peut en déduire qu’il peut y avoir des dangers cachés dans les machines.
Vérifiez la précision de l'axe Z de la machine-outil. Utilisez un générateur d'impulsions à manivelle pour déplacer l'axe Z (réglez son grossissement sur 1 × 1 0 0, c'est-à-dire que le moteur avance de 0,1 mm pour chaque pas) et utilisez un indicateur à cadran pour observer le mouvement de l'axe Z. Une fois que le mouvement unidirectionnel reste normal, le mouvement positif est pris comme point de départ. Pour chaque étape du pulseur, la distance réelle d de l'axe Z des mouvements de la machine-outil est d1=d2=d3=……=0.1mm, indicating that the motor runs well and the positioning accuracy is also good. The change in the actual movement displacement of the returning machine tool can be divided into four stages: (1) The machine tool movement distance d1>d=0.1mm (slope greater than 1); (2) It is shown as d1=0.1mm>d2>d3 (pente inférieure à 1) ; (3) Le mécanisme de la machine-outil ne bouge pas réellement, montrant le jeu inverse le plus standard ; (4) La distance de mouvement de la machine-outil est égale à la valeur constante du pulseur (la pente est égale à 1) et la machine-outil revient au mouvement normal. Quelle que soit la manière dont le jeu inverse est compensé, ses caractéristiques sont les suivantes : à l'exception de la compensation dans l'étape (3), les modifications dans les autres étapes sont basées sur Cependant, l'écart existe, notamment dans l'étape (1), ce qui affecte sérieusement la précision de l'usinage. de la machine-outil. Il a été constaté lors de la compensation que plus la compensation de l'écart est grande, plus la distance parcourue dans l'étape (1) est grande.
L'analyse de l'inspection ci-dessus montre qu'il existe plusieurs raisons possibles : la première est que le moteur est anormal, la deuxième est qu'il y a un défaut mécanique et la troisième est qu'il y a un espace dans la vis mère. Afin de diagnostiquer davantage le défaut, le moteur et la vis mère sont complètement déconnectés et le moteur et les pièces mécaniques sont vérifiés respectivement. Le résultat de l'inspection montre que le moteur fonctionne normalement ; lors du diagnostic de la partie mécanique, on constate que lorsque la vis mère est tournée à la main, il y a une grande sensation de vide au début du mouvement de retour. Dans des circonstances normales, le mouvement ordonné et fluide du roulement doit être ressenti.
Traitement des défauts : Après démontage et inspection, il s'est avéré que le roulement était effectivement endommagé et que la bille était tombée. Après remplacement, la machine-outil est revenue à la normale.
2. Précision d'usinage anormale causée par une logique de contrôle inappropriée
Phénomène de défaut : Un centre d'usinage produit par un fabricant de machines-outils de Shanghai, le système est Frank. Au cours du processus d'usinage, il a été constaté que la précision de l'axe X de la machine-outil était anormale, avec une erreur de précision minimale de 0,008 mm et une erreur de précision maximale de 1,2 mm. Diagnostic des défauts : lors de l'inspection, la machine-outil a réglé le système de coordonnées de la pièce G54 comme requis. En mode de saisie manuelle des données, exécutez un programme dans le système de coordonnées G54, à savoir "GOOG90G54X60.OY70.OF150; M30;". Une fois le fonctionnement de la machine-outil terminé, la valeur des coordonnées mécaniques affichées sur l'écran est (axe X) "-1025.243". Enregistrez cette valeur. Ensuite, en mode manuel, déplacez la machine-outil vers n'importe quelle autre position et exécutez à nouveau le segment de programme tout à l'heure en mode de saisie manuelle des données. Après l'arrêt de la machine-outil, on constate que la valeur des coordonnées de la machine-outil est désormais "-1024.891", ce qui est différent de 0,352 mm de la valeur après la dernière exécution. De la même manière, déplacez l'axe X vers différentes positions et exécutez le segment de programme à plusieurs reprises, mais les valeurs affichées sur l'écran sont différentes (instables). Utilisez un indicateur à cadran pour vérifier soigneusement l'axe X et constater que l'erreur réelle de la position mécanique est fondamentalement cohérente avec l'erreur affichée par l'affichage numérique. Par conséquent, on pense que la cause du défaut est que l’erreur de positionnement répétée de l’axe X est trop importante. Vérifiez le jeu inverse et la précision du positionnement de l'axe X et compensez à nouveau sa valeur d'erreur, mais cela n'a aucun effet. Par conséquent, on soupçonne qu’il y a des problèmes avec la règle du réseau et les paramètres du système. Mais pourquoi y a-t-il une erreur aussi importante, mais aucune information d’alarme correspondante n’apparaît ? Une inspection plus approfondie a révélé que cet axe est un axe vertical. Lorsque l'axe X est relâché, le boîtier de broche tombe, provoquant l'erreur.
Traitement des défauts : le programme de contrôle logique PLC de la machine-outil a été modifié, c'est-à-dire que lorsque l'axe X est relâché, l'axe X est d'abord chargé, puis l'axe X est relâché ; lorsque l'axe X est bloqué, l'axe X est d'abord bloqué, puis l'activation est supprimée. Après réglage, la panne de la machine-outil a été résolue.
3. Précision d'usinage anormale causée par un problème de position de la machine-outil
Phénomène de défaut : une fraiseuse CNC verticale produite à Hangzhou, équipée du système Beijing KND-10M. Pendant le processus de jogging ou d'usinage, l'axe Z s'est avéré anormal.
Diagnostic des défauts : l'inspection a révélé que l'axe Z montait et descendait de manière inégale et avec du bruit, et qu'il y avait un certain écart. Lorsque le moteur démarre, il y a un bruit instable et une force inégale lorsque l'axe Z se déplace vers le haut en mode progressif, et le moteur a l'impression qu'il tremble plus sévèrement ; quand il descend, il ne tremble pas de façon aussi évidente ; lorsqu'il s'arrête, il ne tremble pas, ce qui est plus évident lors du traitement. Selon l'analyse, il y a trois raisons à l'échec : la première est que le jeu inverse de la vis est important ; la seconde est que le moteur de l’axe Z fonctionne anormalement ; la troisième est que la poulie est endommagée par une force inégale. Mais il y a un problème à noter, c'est qu'il n'y a pas de secousses lorsqu'il s'arrête et que les mouvements de haut en bas sont inégaux, de sorte que le problème d'un fonctionnement anormal du moteur peut être exclu. Par conséquent, la pièce mécanique est diagnostiquée en premier et aucune anomalie n'est détectée au cours du processus de test de diagnostic, ce qui se situe dans la tolérance. En utilisant la règle d’élimination, le seul problème qui reste est la ceinture. Lors du test de la courroie, il a été constaté qu'elle venait d'être remplacée il n'y a pas longtemps, mais lors d'un test minutieux de la courroie, il a été constaté que l'intérieur de la courroie était endommagé à des degrés divers. Il est évident que cela est dû à une force inégale. Quelle est la cause ? Lors du diagnostic, il a été constaté qu'il y avait un problème avec le placement du moteur, c'est-à-dire que la position angulaire asymétrique du serrage provoquait une force inégale.
Traitement des défauts : réinstallez simplement le moteur, alignez l'angle, mesurez la distance (roulements du moteur et axe Z), et les deux côtés (longueur) de la courroie doivent être uniformes. De cette façon, le mouvement irrégulier de haut en bas de l'axe Z ainsi que le phénomène de bruit et de gigue sont éliminés, et le traitement de l'axe Z revient à la normale.
4. Les paramètres du système ne sont pas optimisés et le moteur fonctionne anormalement
Les paramètres du système qui provoquent une précision de traitement anormale incluent principalement les unités d'alimentation de la machine-outil, le décalage du zéro, le jeu inversé, etc. Par exemple, le système CNC Frank dispose de deux unités d'alimentation, métrique et impériale. Lors de la réparation de la machine-outil, le traitement local affecte souvent le changement du décalage d'origine et du jeu. Une fois le défaut traité, des ajustements et des modifications doivent être effectués en temps opportun ; d'autre part, en raison d'une usure mécanique importante ou de positions de connexion lâches, la valeur réelle mesurée des paramètres peut également changer. Les paramètres doivent être modifiés en conséquence pour répondre aux exigences de précision du traitement des machines-outils.
Phénomène de défaut : une fraiseuse CNC verticale produite à Hangzhou, équipée d'un système Beijing KND-10M. Au cours du traitement, il a été constaté que la précision de l’axe X était anormale.
Diagnostic des défauts : l'inspection a révélé qu'il y avait un certain écart dans l'axe X et que le moteur était instable au démarrage. Lorsque j'ai touché le moteur de l'axe X avec ma main, j'ai senti que le moteur tirait fortement, mais ce n'était pas évident lorsqu'il s'arrêtait, surtout en mode inching. Selon l'analyse, il y a deux raisons à l'échec : l'une est que le jeu des vis est important ; l'autre est que le moteur de l'axe X fonctionne anormalement.
Gestion des défauts : utilisez la fonction de paramètre du système KND-10M pour déboguer le moteur. Tout d'abord, compensez l'écart existant, puis ajustez les paramètres du système d'asservissement et les paramètres de la fonction de suppression d'impulsions, éliminez la gigue du moteur de l'axe X et restaurez la précision d'usinage de la machine-outil à la normale.
