Методе анализе и елиминације грешака у повратку референтних тачака код ЦНЦ алатних машина
Апстракт: Овај рад детаљно анализира принцип враћања CNC машине алатке на референтну тачку, обухватајући системе затворене петље, полузатворене петље и отворене петље. Кроз конкретне примере, детаљно се разматрају различити облици грешака враћања референтне тачке CNC машина алатки, укључујући дијагнозу грешака, методе анализе и стратегије отклањања, а дати су и предлози за побољшање тачке промене алата обрадне машине алатке.
I. Увод
Ручно враћање референтне тачке је предуслов за успостављање координатног система алатне машине. Прва акција већине CNC машина након покретања је ручно управљање враћањем референтне тачке. Грешке при враћању референтне тачке спречиће обраду програма, а нетачне позиције референтних тачака утицаће на тачност обраде и чак изазвати судар. Стога је веома важно анализирати и елиминисати грешке при враћању референтне тачке.
II. Принципи CNC машина алатки Повратак на референтну тачку
(А) Класификација система
CNC систем затворене петље: Опремљен уређајем за повратну спрегу за детекцију коначног линеарног померања.
CNC систем са полузатвореном петљом: Уређај за мерење положаја је инсталиран на ротирајућем вратилу серво мотора или на крају водећег вијка, а повратни сигнал се узима из угаоног померања.
CNC систем отворене петље: Без уређаја за повратну информацију о положају.
(Б) Методе враћања референтне тачке
Метод мреже за враћање референтне тачке
Метода апсолутне мреже: Користите апсолутни импулсни енкодер или решеткасти лењир за повратак на референтну тачку. Током дебаговања машине, референтна тачка се одређује подешавањем параметара и операцијом враћања на нулу машине. Све док је резервна батерија елемента за повратну спрегу за детекцију ефикасна, информације о положају референтне тачке се бележе сваки пут када се машина покрене и нема потребе за поновним извођењем операције враћања на референтну тачку.
Метода инкременталне мреже: Користите инкрементални енкодер или лењир са решетком за повратак на референтну тачку, а операција повратка на референтну тачку је потребна сваки пут када се машина покрене. Узимајући одређену CNC глодалицу (користећи FANUC 0i систем) као пример, принцип и процес њене методе инкременталне мреже за повратак на нулту тачку су следећи:
Пребаците прекидач за режим рада у положај за „повратак на референтну тачку“, изаберите осу за повратак на референтну тачку и притисните дугме за позитивно померање осе. Оса се креће ка референтној тачки великом брзином.
Када блок за успоравање, који се креће заједно са радним столом, притисне контакт прекидача за успоравање, сигнал успоравања се мења са укљученог (ON) на искључено (OFF). Померање радног стола успорава и наставља да се креће малом брзином померања подешеном параметрима.
Након што блок успоравања отпусти прекидач за успоравање и стање контакта се промени из искљученог у укључено, ЦНЦ систем чека појаву првог сигнала мреже (такође познатог као сигнал за један обртај PCZ) на енкодеру. Чим се овај сигнал појави, кретање радног стола се одмах зауставља. Истовремено, ЦНЦ систем шаље сигнал о завршетку враћања у референтну тачку, а лампица референтне тачке светли, што указује да се оса алатне машине успешно вратила у референтну тачку.
Метода магнетног прекидача за враћање референтне тачке
Систем отворене петље обично користи магнетни индукциони прекидач за позиционирање враћања на референтну тачку. Узимајући одређени ЦНЦ струг као пример, принцип и процес његове методе магнетног прекидача за враћање на референтну тачку су следећи:
Прва два корака су иста као и кораци рада методе мреже за враћање референтне тачке.
Након што блок успоравања отпусти прекидач за успоравање и стање контакта се промени из искљученог у укључено, ЦНЦ систем чека појаву сигнала индукционог прекидача. Чим се овај сигнал појави, кретање радног стола се одмах зауставља. Истовремено, ЦНЦ систем шаље сигнал о завршетку враћања на референтну тачку, а лампица референтне тачке светли, што указује да се алатна машина успешно вратила на референтну тачку осе.
III. Дијагноза грешака и анализа CNC машина алатки, враћајући се на референтну тачку
Када дође до квара у повратку референтне тачке ЦНЦ машине алатке, треба извршити свеобухватну инспекцију према принципу од једноставног до сложеног.
(A) Кварови без аларма
Одступање од фиксне удаљености мреже
Феномен квара: Када се алатна машина покрене и референтна тачка се први пут ручно врати, она одступа од референтне тачке за једну или више растојања мреже, а наредна растојања одступања су сваки пут фиксна.
Анализа узрока: Обично је положај блока успоравања нетачан, дужина блока успоравања је прекратка или је положај прекидача за близину који се користи за референтну тачку неправилан. Ова врста квара се генерално јавља након прве инсталације и отклањања грешака на алатној машини или након великог ремонта.
Решење: Положај блока за успоравање или прекидача за близину може се подесити, а могу се подесити и брзина брзог померања и временска константа брзог померања за враћање референтне тачке.
Одступање од случајне позиције или мали помак
Феномен квара: Одступање од било које позиције референтне тачке, вредност одступања је случајна или мала, а растојање одступања није једнако сваки пут када се изврши операција враћања референтне тачке.
Анализа узрока:
Спољне сметње, као што је лоше уземљење заштитног слоја кабла, а сигнална линија импулсног енкодера је преблизу високонапонског кабла.
Напон напајања који користи импулсни енкодер или решеткасти лењир је пренизак (нижи од 4,75 V) или постоји квар.
Контролна плоча јединице за контролу брзине је неисправна.
Спој између осовине за довод и серво мотора је лабав.
Конектор кабла има лош контакт или је кабл оштећен.
Решење: Треба предузети одговарајуће мере из различитих разлога, као што су побољшање уземљења, провера напајања, замена контролне плоче, затезање спојнице и провера кабла.
(Б) Кварови са алармом
Аларм за прекорачење хода узрокован недостатком акције успоравања
Појава грешке: Када се машински алат врати на референтну тачку, нема успоравања и он се наставља кретати док не додирне гранични прекидач и заустави се због прекорачења хода. Зелено светло за повратак на референтну тачку се не пали, а CNC систем приказује стање „НИЈЕ СПРЕМНО“.
Анализа узрока: Прекидач за успоравање за враћање на референтну тачку откаже, контакт прекидача се не може ресетовати након притиска или је блок успоравања лабав и померен, што доводи до тога да импулс нулте тачке не ради када се алатна машина врати на референтну тачку, а сигнал успоравања се не може унети у ЦНЦ систем.
Решење: Користите функцијско дугме „ослободи прекорачење координатног хода“ да бисте ослободили прекорачење координатног хода машине алатке, вратите машину алатку унутар опсега хода, а затим проверите да ли је прекидач за успоравање за враћање референтне тачке лабав и да ли одговарајућа сигнална линија успоравања прекидача хода има кратак спој или прекинуто коло.
Аларм узрокован непроналажењем референтне тачке након успоравања
Феномен квара: Долази до успоравања током процеса враћања на референтну тачку, али се зауставља док не додирне гранични прекидач и не огласи се аларм, а референтна тачка није пронађена и операција враћања на референтну тачку не успева.
Анализа узрока:
Енкодер (или решеткасти лењир) не шаље сигнал нулте заставице што указује да је референтна тачка враћена током операције враћања референтне тачке.
Враћање нулте ознаке референтне тачке не успева.
Сигнал нулте заставице повратка референтне тачке се губи током преноса или обраде.
Дошло је до кварa хардвера у систему мерења и сигнал нулте заставице повратка референтне тачке није препознат.
Решење: Користите метод праћења сигнала и осцилоскоп да проверите сигнал нулте заставице повратка референтне тачке енкодера како бисте проценили узрок квара и извршили одговарајућу обраду.
Аларм изазван нетачном позицијом референтне тачке
Феномен квара: Долази до успоравања током процеса враћања референтне тачке и појављује се сигнал нулте заставице враћања референтне тачке, а такође долази и до процеса кочења до нуле, али положај референтне тачке је нетачан и операција враћања референтне тачке не успева.
Анализа узрока:
Сигнал нулте заставице повратка референтне тачке је пропуштен, а мерни систем може да пронађе овај сигнал и заустави се тек након што се импулсни енкодер окрене још један обрт, тако да се радни сто заустави на позицији на изабраној удаљености од референтне тачке.
Блок успоравања је преблизу положају референтне тачке, а координатна оса се зауставља када се није померила на задату удаљеност и додирне гранични прекидач.
Због фактора као што су сметње сигнала, лабав блок и пренизак напон сигнала нулте заставице повратка референтне тачке, положај где се радни сто зауставља је нетачан и нема регуларност.
Решење: Обрадити из различитих разлога, као што су подешавање положаја блока за успоравање, елиминисање сметњи сигнала, затезање блока и провера напона сигнала.
Аларм изазван неповратком на референтну тачку због промена параметара
Феномен квара: Када се машински алат врати на референтну тачку, шаље се аларм „није враћено на референтну тачку“ и машински алат не извршава акцију враћања на референтну тачку.
Анализа узрока: Може бити узроковано променом подешених параметара, као што су однос увећања команде (CMR), однос увећања детекције (DMR), брзина брзог померања за враћање референтне тачке, брзина успоравања близу почетка подешена на нулу или су прекидач за брзо увећање и прекидач за увећање померања на командној табли алатне машине подешени на 0%.
Решење: Проверите и исправите релевантне параметре.
IV. Закључак
Грешке у враћању референтне тачке код CNC алатних машина углавном укључују две ситуације: неуспех враћања референтне тачке са алармом и померање референтне тачке без аларма. Код грешака са алармом, CNC систем неће извршити програм обраде, што може избећи стварање великог броја отпадних производа; док се грешка померања референтне тачке без аларма лако игнорише, што може довести до отпадних производа обрађених делова или чак великог броја отпадних производа.
Код машина са обрадивим центрима, пошто многе машине користе референтну тачку координатне осе као тачку промене алата, лако се јављају грешке враћања референтне тачке током дуготрајног рада, посебно грешке померања референтне тачке које нису алармне. Стога се препоручује постављање друге референтне тачке и коришћење инструкције G30 X0 Y0 Z0 са позицијом на одређеној удаљености од референтне тачке. Иако ово доноси одређене потешкоће у пројектовању магазина алата и манипулатора, може значајно смањити стопу отказа враћања референтне тачке и стопу отказа аутоматске промене алата машине алатке, а потребан је само један повратак референтне тачке када се машина алатка покрене.
Апстракт: Овај рад детаљно анализира принцип враћања CNC машине алатке на референтну тачку, обухватајући системе затворене петље, полузатворене петље и отворене петље. Кроз конкретне примере, детаљно се разматрају различити облици грешака враћања референтне тачке CNC машина алатки, укључујући дијагнозу грешака, методе анализе и стратегије отклањања, а дати су и предлози за побољшање тачке промене алата обрадне машине алатке.
I. Увод
Ручно враћање референтне тачке је предуслов за успостављање координатног система алатне машине. Прва акција већине CNC машина након покретања је ручно управљање враћањем референтне тачке. Грешке при враћању референтне тачке спречиће обраду програма, а нетачне позиције референтних тачака утицаће на тачност обраде и чак изазвати судар. Стога је веома важно анализирати и елиминисати грешке при враћању референтне тачке.
II. Принципи CNC машина алатки Повратак на референтну тачку
(А) Класификација система
CNC систем затворене петље: Опремљен уређајем за повратну спрегу за детекцију коначног линеарног померања.
CNC систем са полузатвореном петљом: Уређај за мерење положаја је инсталиран на ротирајућем вратилу серво мотора или на крају водећег вијка, а повратни сигнал се узима из угаоног померања.
CNC систем отворене петље: Без уређаја за повратну информацију о положају.
(Б) Методе враћања референтне тачке
Метод мреже за враћање референтне тачке
Метода апсолутне мреже: Користите апсолутни импулсни енкодер или решеткасти лењир за повратак на референтну тачку. Током дебаговања машине, референтна тачка се одређује подешавањем параметара и операцијом враћања на нулу машине. Све док је резервна батерија елемента за повратну спрегу за детекцију ефикасна, информације о положају референтне тачке се бележе сваки пут када се машина покрене и нема потребе за поновним извођењем операције враћања на референтну тачку.
Метода инкременталне мреже: Користите инкрементални енкодер или лењир са решетком за повратак на референтну тачку, а операција повратка на референтну тачку је потребна сваки пут када се машина покрене. Узимајући одређену CNC глодалицу (користећи FANUC 0i систем) као пример, принцип и процес њене методе инкременталне мреже за повратак на нулту тачку су следећи:
Пребаците прекидач за режим рада у положај за „повратак на референтну тачку“, изаберите осу за повратак на референтну тачку и притисните дугме за позитивно померање осе. Оса се креће ка референтној тачки великом брзином.
Када блок за успоравање, који се креће заједно са радним столом, притисне контакт прекидача за успоравање, сигнал успоравања се мења са укљученог (ON) на искључено (OFF). Померање радног стола успорава и наставља да се креће малом брзином померања подешеном параметрима.
Након што блок успоравања отпусти прекидач за успоравање и стање контакта се промени из искљученог у укључено, ЦНЦ систем чека појаву првог сигнала мреже (такође познатог као сигнал за један обртај PCZ) на енкодеру. Чим се овај сигнал појави, кретање радног стола се одмах зауставља. Истовремено, ЦНЦ систем шаље сигнал о завршетку враћања у референтну тачку, а лампица референтне тачке светли, што указује да се оса алатне машине успешно вратила у референтну тачку.
Метода магнетног прекидача за враћање референтне тачке
Систем отворене петље обично користи магнетни индукциони прекидач за позиционирање враћања на референтну тачку. Узимајући одређени ЦНЦ струг као пример, принцип и процес његове методе магнетног прекидача за враћање на референтну тачку су следећи:
Прва два корака су иста као и кораци рада методе мреже за враћање референтне тачке.
Након што блок успоравања отпусти прекидач за успоравање и стање контакта се промени из искљученог у укључено, ЦНЦ систем чека појаву сигнала индукционог прекидача. Чим се овај сигнал појави, кретање радног стола се одмах зауставља. Истовремено, ЦНЦ систем шаље сигнал о завршетку враћања на референтну тачку, а лампица референтне тачке светли, што указује да се алатна машина успешно вратила на референтну тачку осе.
III. Дијагноза грешака и анализа CNC машина алатки, враћајући се на референтну тачку
Када дође до квара у повратку референтне тачке ЦНЦ машине алатке, треба извршити свеобухватну инспекцију према принципу од једноставног до сложеног.
(A) Кварови без аларма
Одступање од фиксне удаљености мреже
Феномен квара: Када се алатна машина покрене и референтна тачка се први пут ручно врати, она одступа од референтне тачке за једну или више растојања мреже, а наредна растојања одступања су сваки пут фиксна.
Анализа узрока: Обично је положај блока успоравања нетачан, дужина блока успоравања је прекратка или је положај прекидача за близину који се користи за референтну тачку неправилан. Ова врста квара се генерално јавља након прве инсталације и отклањања грешака на алатној машини или након великог ремонта.
Решење: Положај блока за успоравање или прекидача за близину може се подесити, а могу се подесити и брзина брзог померања и временска константа брзог померања за враћање референтне тачке.
Одступање од случајне позиције или мали помак
Феномен квара: Одступање од било које позиције референтне тачке, вредност одступања је случајна или мала, а растојање одступања није једнако сваки пут када се изврши операција враћања референтне тачке.
Анализа узрока:
Спољне сметње, као што је лоше уземљење заштитног слоја кабла, а сигнална линија импулсног енкодера је преблизу високонапонског кабла.
Напон напајања који користи импулсни енкодер или решеткасти лењир је пренизак (нижи од 4,75 V) или постоји квар.
Контролна плоча јединице за контролу брзине је неисправна.
Спој између осовине за довод и серво мотора је лабав.
Конектор кабла има лош контакт или је кабл оштећен.
Решење: Треба предузети одговарајуће мере из различитих разлога, као што су побољшање уземљења, провера напајања, замена контролне плоче, затезање спојнице и провера кабла.
(Б) Кварови са алармом
Аларм за прекорачење хода узрокован недостатком акције успоравања
Појава грешке: Када се машински алат врати на референтну тачку, нема успоравања и он се наставља кретати док не додирне гранични прекидач и заустави се због прекорачења хода. Зелено светло за повратак на референтну тачку се не пали, а CNC систем приказује стање „НИЈЕ СПРЕМНО“.
Анализа узрока: Прекидач за успоравање за враћање на референтну тачку откаже, контакт прекидача се не може ресетовати након притиска или је блок успоравања лабав и померен, што доводи до тога да импулс нулте тачке не ради када се алатна машина врати на референтну тачку, а сигнал успоравања се не може унети у ЦНЦ систем.
Решење: Користите функцијско дугме „ослободи прекорачење координатног хода“ да бисте ослободили прекорачење координатног хода машине алатке, вратите машину алатку унутар опсега хода, а затим проверите да ли је прекидач за успоравање за враћање референтне тачке лабав и да ли одговарајућа сигнална линија успоравања прекидача хода има кратак спој или прекинуто коло.
Аларм узрокован непроналажењем референтне тачке након успоравања
Феномен квара: Долази до успоравања током процеса враћања на референтну тачку, али се зауставља док не додирне гранични прекидач и не огласи се аларм, а референтна тачка није пронађена и операција враћања на референтну тачку не успева.
Анализа узрока:
Енкодер (или решеткасти лењир) не шаље сигнал нулте заставице што указује да је референтна тачка враћена током операције враћања референтне тачке.
Враћање нулте ознаке референтне тачке не успева.
Сигнал нулте заставице повратка референтне тачке се губи током преноса или обраде.
Дошло је до кварa хардвера у систему мерења и сигнал нулте заставице повратка референтне тачке није препознат.
Решење: Користите метод праћења сигнала и осцилоскоп да проверите сигнал нулте заставице повратка референтне тачке енкодера како бисте проценили узрок квара и извршили одговарајућу обраду.
Аларм изазван нетачном позицијом референтне тачке
Феномен квара: Долази до успоравања током процеса враћања референтне тачке и појављује се сигнал нулте заставице враћања референтне тачке, а такође долази и до процеса кочења до нуле, али положај референтне тачке је нетачан и операција враћања референтне тачке не успева.
Анализа узрока:
Сигнал нулте заставице повратка референтне тачке је пропуштен, а мерни систем може да пронађе овај сигнал и заустави се тек након што се импулсни енкодер окрене још један обрт, тако да се радни сто заустави на позицији на изабраној удаљености од референтне тачке.
Блок успоравања је преблизу положају референтне тачке, а координатна оса се зауставља када се није померила на задату удаљеност и додирне гранични прекидач.
Због фактора као што су сметње сигнала, лабав блок и пренизак напон сигнала нулте заставице повратка референтне тачке, положај где се радни сто зауставља је нетачан и нема регуларност.
Решење: Обрадити из различитих разлога, као што су подешавање положаја блока за успоравање, елиминисање сметњи сигнала, затезање блока и провера напона сигнала.
Аларм изазван неповратком на референтну тачку због промена параметара
Феномен квара: Када се машински алат врати на референтну тачку, шаље се аларм „није враћено на референтну тачку“ и машински алат не извршава акцију враћања на референтну тачку.
Анализа узрока: Може бити узроковано променом подешених параметара, као што су однос увећања команде (CMR), однос увећања детекције (DMR), брзина брзог померања за враћање референтне тачке, брзина успоравања близу почетка подешена на нулу или су прекидач за брзо увећање и прекидач за увећање померања на командној табли алатне машине подешени на 0%.
Решење: Проверите и исправите релевантне параметре.
IV. Закључак
Грешке у враћању референтне тачке код CNC алатних машина углавном укључују две ситуације: неуспех враћања референтне тачке са алармом и померање референтне тачке без аларма. Код грешака са алармом, CNC систем неће извршити програм обраде, што може избећи стварање великог броја отпадних производа; док се грешка померања референтне тачке без аларма лако игнорише, што може довести до отпадних производа обрађених делова или чак великог броја отпадних производа.
Код машина са обрадивим центрима, пошто многе машине користе референтну тачку координатне осе као тачку промене алата, лако се јављају грешке враћања референтне тачке током дуготрајног рада, посебно грешке померања референтне тачке које нису алармне. Стога се препоручује постављање друге референтне тачке и коришћење инструкције G30 X0 Y0 Z0 са позицијом на одређеној удаљености од референтне тачке. Иако ово доноси одређене потешкоће у пројектовању магазина алата и манипулатора, може значајно смањити стопу отказа враћања референтне тачке и стопу отказа аутоматске промене алата машине алатке, а потребан је само један повратак референтне тачке када се машина алатка покрене.