Analiza in rešitve problema neenakomernega premikanja koordinat obdelovalnih strojev v obdelovalnih centrih
Na področju mehanske obdelave ima stabilno delovanje obdelovalnih centrov ključno vlogo pri kakovosti izdelkov in učinkovitosti proizvodnje. Vendar pa občasno pride do okvar zaradi neenakomernega premikanja koordinat obdelovalnih strojev, kar povzroča številne težave operaterjem in lahko privede tudi do resnih proizvodnih nesreč. V nadaljevanju bomo podrobno obravnavali vprašanja, povezana z neenakomernim premikanjem koordinat obdelovalnih strojev v obdelovalnih centrih, in ponudili praktične rešitve.
I. Pojav in opis problema
V normalnih okoliščinah, ko obdelovalni center po zagonu izvaja program v smeri nazaj, lahko koordinate in položaj obdelovalnega stroja ostanejo pravilni. Če pa se obdelovalni stroj po končani operaciji vračanja v prvotno stanje ali se upravlja ročno, se bodo na prikazu koordinat obdelovanca in koordinat obdelovalnega stroja pojavila odstopanja. Na primer, v terenskem poskusu se po zagonu vračanja v prvotno stanje os X obdelovalnega stroja ročno premakne za 10 mm, nato pa se v načinu MDI izvede ukaz G55G90X0. Pogosto se ugotovi, da dejanski položaj obdelovalnega stroja ni skladen s pričakovanim položajem koordinat. Ta neskladnost se lahko kaže kot odstopanja v vrednostih koordinat, napake v smeri gibanja obdelovalnega stroja ali popolno odstopanje od prednastavljene poti.
II. Analiza možnih vzrokov okvar
(I) Dejavniki mehanske montaže
Natančnost mehanske montaže neposredno vpliva na natančnost referenčnih točk obdelovalnega stroja. Če med postopkom montaže obdelovalnega stroja komponente prenosa vsake koordinatne osi niso pravilno nameščene, na primer zaradi vrzeli v prileganju med vijakom in matico ali težav z namestitvijo vodilne tirnice, ki ni vzporedna ali pravokotna, se lahko med delovanjem obdelovalnega stroja pojavijo dodatna odstopanja premika, kar povzroči premik referenčnih točk. Ta premik se med postopkom vračanja obdelovalnega stroja v prvotno točko morda ne bo popolnoma odpravil, kar bo nato privedlo do pojava neenakomernega premika koordinat v nadaljnjih ročnih ali samodejnih operacijah.
(II) Napake parametrov in programiranja
- Kompenzacija orodja in nastavitev koordinat obdelovanca: Nepravilna nastavitev vrednosti kompenzacije orodja bo povzročila odstopanja med dejanskim položajem orodja med obdelovalnim postopkom in programiranim položajem. Če je na primer vrednost kompenzacije polmera orodja prevelika ali premajhna, bo orodje pri rezanju obdelovanca odstopalo od vnaprej določene konturne poti. Podobno je tudi napačna nastavitev koordinat obdelovanca eden od pogostih razlogov. Ko operaterji nastavijo koordinatni sistem obdelovanca in je vrednost ničelnega odmika netočna, bodo vsa navodila za obdelavo, ki temeljijo na tem koordinatnem sistemu, povzročila, da se bo stroj premaknil v napačen položaj, kar bo povzročilo kaotičen prikaz koordinat.
- Napake pri programiranju: Malomarnost med programiranjem lahko povzroči tudi nepravilne koordinate strojnega orodja. Na primer, napake pri vnosu koordinatnih vrednosti pri pisanju programov, nepravilna uporaba formatov ukazov ali nerazumna programska logika, ki jo povzročajo nerazumevanje procesa obdelave. Na primer, pri programiranju krožne interpolacije, če so koordinate središča kroga izračunane napačno, se bo strojno orodje pri izvajanju tega programskega segmenta premaknilo po napačni poti, zaradi česar bodo koordinate strojnega orodja odstopale od normalnega območja.
(III) Nepravilni postopki delovanja
- Napake v načinih izvajanja programa: Ko se program ponastavi in nato neposredno zažene iz vmesnega odseka, ne da bi se v celoti upoštevalo trenutno stanje obdelovalnega stroja in njegova prejšnja trajektorija gibanja, lahko to povzroči kaos v koordinatnem sistemu obdelovalnega stroja. Ker se program med postopkom delovanja izvaja na podlagi določene logike in začetnih pogojev, lahko prisilni zagon iz vmesnega odseka prekine to kontinuiteto in onemogoči, da bi obdelovalni stroj pravilno izračunal trenutni koordinatni položaj.
- Neposredno izvajanje programa po posebnih operacijah: Če po izvedbi posebnih operacij, kot so »Zaklepanje obdelovalnega stroja«, »Ročna absolutna vrednost« in »Vstavljanje ročnega kolesa«, ne izvedete ustrezne ponastavitve koordinat ali potrditve stanja in se program neposredno zažene za obdelavo, lahko pride do težav z neenakomernim premikanjem koordinat. Na primer, operacija »Zaklepanje obdelovalnega stroja« lahko ustavi premikanje osi obdelovalnega stroja, vendar se bo prikaz koordinat obdelovalnega stroja še vedno spreminjal v skladu z navodili programa. Če se program po odklepanju zažene neposredno, se lahko obdelovalni stroj premakne glede na napačne razlike v koordinatah; če po ročnem premikanju obdelovalnega stroja v načinu »Ročna absolutna vrednost« naslednji program ne obravnava pravilno odmika koordinat, ki ga povzroči ročno premikanje, bo to povzročilo kaos v koordinatah; če sinhronizacija koordinat ni pravilno izvedena, se bodo po preklopu nazaj v samodejno delovanje po operaciji »Vstavljanje ročnega kolesa« pojavile tudi nenormalne koordinate obdelovalnega stroja.
(IV) Vpliv spremembe parametrov NC
Pri spreminjanju NC-parametrov, kot so zrcaljenje, pretvorba med metričnim in imperialnim sistemom itd., če so operacije nepravilne ali če vpliv spremembe parametrov na koordinatni sistem strojnega orodja ni v celoti razumljen, lahko to povzroči tudi neenakomerno premikanje koordinat strojnega orodja. Na primer, če pri izvajanju operacije zrcaljenja os zrcaljenja in povezana pravila za pretvorbo koordinat niso pravilno nastavljena, se bo strojno orodje pri izvajanju naslednjih programov premikalo po napačni logiki zrcaljenja, zaradi česar bo dejanski položaj obdelave popolnoma nasproten pričakovanemu, prikaz koordinat strojnega orodja pa bo prav tako kaotičen.
III. Rešitve in protiukrepi
(I) Rešitve težav z mehansko montažo
Redno pregledujte in vzdržujte mehanske prenosne komponente obdelovalnega stroja, vključno z vijaki, vodilnimi tirnicami, sklopkami itd. Preverite, ali je razmik med vijakom in matico v razumnem območju. Če je razmik prevelik, ga lahko odpravite z nastavitvijo prednapetosti vijaka ali zamenjavo obrabljenih delov. Pri vodilni tirnici zagotovite natančnost namestitve, preverite ravnost, vzporednost in pravokotnost površine vodilne tirnice ter pravočasno prilagodite ali popravite, če pride do odstopanj.
Med postopkom montaže obdelovalnega stroja strogo upoštevajte zahteve postopka montaže in uporabljajte visoko natančna merilna orodja za zaznavanje in kalibracijo natančnosti montaže vsake koordinatne osi. Na primer, za merjenje in kompenzacijo napake nagiba vijaka uporabite laserski interferometer, za nastavitev ravnosti in pravokotnosti vodilne tirnice pa uporabite elektronsko libelo, da zagotovite visoko natančnost in stabilnost obdelovalnega stroja med začetno montažo.
Med postopkom montaže obdelovalnega stroja strogo upoštevajte zahteve postopka montaže in uporabljajte visoko natančna merilna orodja za zaznavanje in kalibracijo natančnosti montaže vsake koordinatne osi. Na primer, za merjenje in kompenzacijo napake nagiba vijaka uporabite laserski interferometer, za nastavitev ravnosti in pravokotnosti vodilne tirnice pa uporabite elektronsko libelo, da zagotovite visoko natančnost in stabilnost obdelovalnega stroja med začetno montažo.
(II) Popravljanje napak parametrov in programiranja
Za napake pri kompenzaciji orodja in nastavitvi koordinat obdelovanca morajo operaterji pred obdelavo skrbno preveriti vrednosti kompenzacije orodja in parametre nastavitve koordinatnega sistema obdelovanca. Polmer in dolžino orodja je mogoče natančno izmeriti z orodji, kot so prednastavitve orodij, pravilne vrednosti pa je mogoče vnesti v krmilni sistem stroja. Pri nastavitvi koordinatnega sistema obdelovanca je treba uporabiti ustrezne metode nastavitve orodja, kot sta poskusna nastavitev rezalnega orodja in nastavitev orodja za iskanje robov, da se zagotovi natančnost vrednosti ničelnega odmika. Medtem je treba med pisanjem programa večkrat preveriti dele, ki vključujejo vrednosti koordinat in navodila za kompenzacijo orodja, da se izognemo napakam pri vnosu.
Kar zadeva programiranje, okrepite usposabljanje in izpopolnjevanje veščin programerjev, da bodo imeli poglobljeno razumevanje procesa obdelave in sistema ukazov obdelovalnega stroja. Pri pisanju kompleksnih programov izvedite zadostno analizo procesa in načrtovanje poti ter večkrat preverite izračune ključnih koordinat in uporabo ukazov. Simulacijska programska oprema se lahko uporabi za simulacijo delovanja napisanih programov, da se vnaprej odkrijejo morebitne programske napake in zmanjšajo tveganja med dejanskim delovanjem na obdelovalnem stroju.
Kar zadeva programiranje, okrepite usposabljanje in izpopolnjevanje veščin programerjev, da bodo imeli poglobljeno razumevanje procesa obdelave in sistema ukazov obdelovalnega stroja. Pri pisanju kompleksnih programov izvedite zadostno analizo procesa in načrtovanje poti ter večkrat preverite izračune ključnih koordinat in uporabo ukazov. Simulacijska programska oprema se lahko uporabi za simulacijo delovanja napisanih programov, da se vnaprej odkrijejo morebitne programske napake in zmanjšajo tveganja med dejanskim delovanjem na obdelovalnem stroju.
(III) Standardizacija operativnih postopkov
Strogo upoštevajte specifikacije delovanja obdelovalnega stroja. Če je po ponastavitvi programa potrebno začeti z vmesnega odseka, je treba najprej potrditi trenutni koordinatni položaj obdelovalnega stroja in izvesti potrebne operacije prilagajanja koordinat ali inicializacije v skladu z logičnimi in procesnimi zahtevami programa. Na primer, obdelovalni stroj lahko najprej ročno premaknete v varni položaj, nato pa izvedete operacijo hominga ali ponastavite koordinatni sistem obdelovanca, da zagotovite, da je obdelovalni stroj v pravilnem začetnem stanju pred zagonom programa.
Po izvedbi posebnih operacij, kot so »Zaklepanje obdelovalnega stroja«, »Ročna absolutna vrednost« in »Vstavljanje ročnega kolesa«, je treba najprej izvesti ustrezne operacije ponastavitve koordinat ali obnovitve stanja. Na primer, po odklepanju »Zaklepanja obdelovalnega stroja« je treba najprej izvesti operacijo pomika v začetni položaj ali pa obdelovalni stroj ročno premakniti na znan pravilen položaj, nato pa se lahko program zažene; po ročnem premikanju obdelovalnega stroja v načinu »Ročna absolutna vrednost« je treba vrednosti koordinat v programu ustrezno popraviti glede na količino premika ali pa ponastaviti koordinate obdelovalnega stroja na pravilne vrednosti, preden se program zažene; po zaključku operacije »Vstavljanje ročnega kolesa« je treba zagotoviti, da se lahko koraki koordinat ročnega kolesa pravilno povežejo z navodili za koordinate v programu, da se preprečijo skoki ali odstopanja koordinat.
Po izvedbi posebnih operacij, kot so »Zaklepanje obdelovalnega stroja«, »Ročna absolutna vrednost« in »Vstavljanje ročnega kolesa«, je treba najprej izvesti ustrezne operacije ponastavitve koordinat ali obnovitve stanja. Na primer, po odklepanju »Zaklepanja obdelovalnega stroja« je treba najprej izvesti operacijo pomika v začetni položaj ali pa obdelovalni stroj ročno premakniti na znan pravilen položaj, nato pa se lahko program zažene; po ročnem premikanju obdelovalnega stroja v načinu »Ročna absolutna vrednost« je treba vrednosti koordinat v programu ustrezno popraviti glede na količino premika ali pa ponastaviti koordinate obdelovalnega stroja na pravilne vrednosti, preden se program zažene; po zaključku operacije »Vstavljanje ročnega kolesa« je treba zagotoviti, da se lahko koraki koordinat ročnega kolesa pravilno povežejo z navodili za koordinate v programu, da se preprečijo skoki ali odstopanja koordinat.
(IV) Previdno upravljanje spreminjanja parametrov NC
Pri spreminjanju NC parametrov morajo imeti operaterji zadostno strokovno znanje in izkušnje ter v celoti razumeti pomen vsakega parametra in vpliv spremembe parametrov na delovanje stroja. Pred spreminjanjem parametrov varnostno kopirajte prvotne parametre, da jih boste lahko pravočasno obnovili, če se pojavijo težave. Po spreminjanju parametrov izvedite vrsto testnih zagonov, kot so suhi zagoni in enostopenjski zagoni, da preverite, ali sta stanje gibanja stroja in prikaz koordinat normalni. Če odkrijete nepravilnosti, takoj ustavite delovanje, stroj vrnite v prvotno stanje v skladu z varnostno kopiranimi parametri in nato natančno preverite postopek in vsebino spreminjanja parametrov, da ugotovite težave in jih odpravite.
Skratka, neenakomerno gibanje koordinat obdelovalnih strojev v obdelovalnih centrih je kompleksen problem, ki vključuje več dejavnikov. Med vsakodnevno uporabo obdelovalnih strojev bi morali upravljavci okrepiti svoje znanje in obvladovanje mehanske strukture obdelovalnih strojev, nastavitev parametrov, programskih specifikacij in postopkov delovanja. Ko naletijo na težavo z neenakomernim gibanjem koordinat, jo morajo mirno analizirati, začeti z zgoraj navedenimi možnimi vzroki, postopoma preveriti in sprejeti ustrezne rešitve, da zagotovijo, da se obdelovalni stroj lahko vrne v normalno delovanje, izboljša kakovost obdelave in učinkovitost proizvodnje. Hkrati bi morali proizvajalci obdelovalnih strojev in vzdrževalci nenehno izboljševati svojo tehnično raven, optimizirati procese načrtovanja in montaže obdelovalnih strojev ter uporabnikom zagotavljati stabilnejšo in zanesljivejšo obdelovalno opremo ter popolne storitve tehnične podpore.