Kent u de methoden voor foutanalyse en probleemoplossing voor de referentiepuntretour van de CNC-bewerkingsmachine?

Analyse- en eliminatiemethoden voor referentiepuntretourfouten van CNC-bewerkingsmachines
Samenvatting: In dit artikel wordt het principe van de terugkeer van de CNC-bewerkingsmachine naar het referentiepunt diepgaand geanalyseerd, met aandacht voor gesloten, semi-gesloten en open systemen. Aan de hand van specifieke voorbeelden worden verschillende vormen van fouten bij terugkeer naar het referentiepunt van CNC-bewerkingsmachines in detail besproken, inclusief foutdiagnose, analysemethoden en eliminatiestrategieën. Ook worden er suggesties gedaan voor verbetering van het gereedschapswisselpunt van de bewerkingscentrummachine.
I. Inleiding
De handmatige terugkeer van het referentiepunt is een vereiste voor het instellen van het coördinatensysteem van de machine. De eerste actie van de meeste CNC-bewerkingsmachines na het opstarten is het handmatig bedienen van de terugkeer van het referentiepunt. Fouten in de terugkeer van het referentiepunt verhinderen de programmaverwerking en onnauwkeurige posities van het referentiepunt beïnvloeden de bewerkingsnauwkeurigheid en kunnen zelfs een botsing veroorzaken. Daarom is het zeer belangrijk om fouten in de terugkeer van het referentiepunt te analyseren en te elimineren.
II. Principes van CNC-bewerkingsmachines Terug naar het referentiepunt
(A) Systeemclassificatie
Gesloten CNC-systeem: Uitgerust met een feedbackapparaat voor het detecteren van de uiteindelijke lineaire verplaatsing.
Semi-gesloten CNC-systeem: het positiemeetapparaat wordt op de roterende as van de servomotor of aan het uiteinde van de leidspindel geïnstalleerd en het feedbacksignaal wordt uit de hoekverplaatsing gehaald.
Open-loop CNC-systeem: zonder positiedetectie-feedbackapparaat.
(B) Methoden voor het retourneren van referentiepunten
Rastermethode voor het terugsturen van referentiepunten
Absolute rastermethode: Gebruik een absolute pulsencoder of een roosterliniaal om terug te keren naar het referentiepunt. Tijdens het debuggen van de machine wordt het referentiepunt bepaald door middel van parameterinstelling en de nulpuntretourbewerking van de machine. Zolang de back-upbatterij van het detectiefeedbackelement werkt, wordt de positie-informatie van het referentiepunt elke keer dat de machine wordt gestart, vastgelegd en hoeft de retourbewerking niet opnieuw te worden uitgevoerd.
Incrementele rastermethode: Gebruik een incrementele encoder of een roosterliniaal om terug te keren naar het referentiepunt. De terugkeer naar het referentiepunt is vereist elke keer dat de machine wordt gestart. Neem bijvoorbeeld een specifieke CNC-freesmachine (met het FANUC 0i-systeem). Het principe en proces van de incrementele rastermethode om terug te keren naar het nulpunt zijn als volgt:
Zet de modusschakelaar in de stand "referentiepuntretour", selecteer de as voor de referentiepuntretour en druk op de positieve jogknop van de as. De as beweegt met hoge snelheid naar het referentiepunt.
Wanneer het vertragingsblok, dat samen met de werktafel beweegt, het contact van de vertragingsschakelaar indrukt, verandert het vertragingssignaal van aan (AAN) naar uit (UIT). De werktafelvoeding vertraagt ​​en blijft bewegen met de langzame voedingssnelheid die door de parameters is ingesteld.
Nadat het vertragingsblok de vertragingsschakelaar loslaat en de contactstatus van uit naar aan verandert, wacht het CNC-systeem op het verschijnen van het eerste rastersignaal (ook bekend als het één-omwentelingssignaal PCZ) op de encoder. Zodra dit signaal verschijnt, stopt de beweging van de werktafel onmiddellijk. Tegelijkertijd stuurt het CNC-systeem een ​​signaal voor voltooiing van de terugkeer naar het referentiepunt en gaat het referentiepuntlampje branden, wat aangeeft dat de as van de machine succesvol is teruggekeerd naar het referentiepunt.
Magnetische schakelmethode voor referentiepuntretour
Het open-loop systeem gebruikt meestal een magnetische inductieschakelaar voor de terugkeer naar het referentiepunt. Als we een bepaalde CNC-draaibank als voorbeeld nemen, zijn het principe en het proces van de magnetische schakelaar voor de terugkeer naar het referentiepunt als volgt:
De eerste twee stappen zijn gelijk aan de bedieningsstappen van de rastermethode voor het retourneren van referentiepunten.
Nadat het vertragingsblok de vertragingsschakelaar loslaat en de contactstatus van uit naar aan verandert, wacht het CNC-systeem op het signaal van de inductieschakelaar. Zodra dit signaal verschijnt, stopt de beweging van de werktafel onmiddellijk. Tegelijkertijd stuurt het CNC-systeem een ​​signaal voor de voltooiing van de terugkeer naar het referentiepunt en gaat het referentiepuntlampje branden, wat aangeeft dat de machine succesvol is teruggekeerd naar het referentiepunt van de as.
III. Foutdiagnose en -analyse van CNC-bewerkingsmachines Terug naar het referentiepunt
Wanneer er een fout optreedt in de referentiepuntretour van een CNC-bewerkingsmachine, moet er een uitgebreide inspectie worden uitgevoerd volgens het principe van eenvoudig naar complex.
(A) Storingen zonder alarm
Afwijking van een vaste rasterafstand
Foutverschijnsel: Wanneer de machine wordt gestart en het referentiepunt voor de eerste keer handmatig wordt teruggebracht, wijkt deze met één of meerdere rasterafstanden af ​​van het referentiepunt. De daaropvolgende afwijkingsafstanden worden telkens vastgelegd.
Oorzaakanalyse: Meestal is de positie van het vertragingsblok onjuist, is de lengte van het vertragingsblok te kort of is de positie van de naderingsschakelaar die voor het referentiepunt wordt gebruikt, onjuist. Dit soort fouten treedt meestal op nadat de machine voor het eerst is geïnstalleerd en gedebugd, of na een grote revisie.
Oplossing: De positie van het vertragingsblok of de naderingsschakelaar kan worden aangepast. Ook de snelle invoersnelheid en de snelle invoertijdconstante voor de terugkeer naar het referentiepunt kunnen worden aangepast.
Afwijking van een willekeurige positie of een kleine offset
Foutverschijnsel: Afwijking van een willekeurige positie van het referentiepunt, de afwijkingswaarde is willekeurig of klein en de afwijkingsafstand is niet gelijk elke keer dat de referentiepunt-retourbewerking wordt uitgevoerd.
Oorzaakanalyse:
Externe interferentie, zoals slechte aarding van de afschermingslaag van de kabel en een signaallijn van de pulsgever die te dicht bij de hoogspanningskabel ligt.
De voedingsspanning van de pulsencoder of de roosterliniaal is te laag (lager dan 4,75 V) of er is een storing.
Het bedieningspaneel van de snelheidsregeleenheid is defect.
De koppeling tussen de toevoeras en de servomotor is los.
De kabelconnector maakt slecht contact of de kabel is beschadigd.
Oplossing: Er moeten om verschillende redenen passende maatregelen worden genomen, bijvoorbeeld het verbeteren van de aarding, het controleren van de stroomvoorziening, het vervangen van de printplaat, het vastdraaien van de koppeling en het controleren van de kabel.
(B) Storingen met alarm
Alarm voor te lange reisafstand veroorzaakt door geen vertraging
Storingsverschijnsel: Wanneer de machine terugkeert naar het referentiepunt, vindt er geen vertraging plaats en blijft deze bewegen totdat deze de eindschakelaar raakt en stopt vanwege een te grote verplaatsing. Het groene lampje voor de terugkeer naar het referentiepunt brandt niet en het CNC-systeem geeft de status "NIET KLAAR" aan.
Oorzaakanalyse: De vertragingsschakelaar voor de terugkeer naar het referentiepunt is defect, het schakelcontact kan niet worden gereset nadat het is ingedrukt, of het vertragingsblok zit los en is verplaatst, waardoor de nulpuntpuls niet werkt wanneer de machine terugkeert naar het referentiepunt en het vertragingssignaal niet kan worden ingevoerd in het CNC-systeem.
Oplossing: Gebruik de functieknop “over-reis vrijgeven” om de coördinatenover-reis van de machine vrij te geven, beweeg de machine terug binnen het reisbereik en controleer vervolgens of de vertragingsschakelaar voor de terugkeer van het referentiepunt los zit en of de overeenkomstige vertragingssignaallijn van de reisschakelaar een kortsluiting of een open circuit heeft.
Alarm veroorzaakt door het niet vinden van het referentiepunt na vertraging
Storingsverschijnsel: Er is sprake van vertraging tijdens het terugkeerproces naar het referentiepunt, maar dit stopt totdat de eindschakelaar wordt geraakt en er een alarm afgaat. Het referentiepunt wordt dan niet gevonden en de terugkeer naar het referentiepunt mislukt.
Oorzaakanalyse:
De encoder (of roosterliniaal) zendt geen nulvlagsignaal uit, wat aangeeft dat het referentiepunt is geretourneerd tijdens de referentiepuntretourbewerking.
De nulmarkering van de referentiepuntretour mislukt.
Het nulvlagsignaal van de referentiepuntretour gaat verloren tijdens de transmissie of verwerking.
Er is sprake van een hardwarestoring in het meetsysteem en het nulvlagsignaal van de referentiepuntretour wordt niet herkend.
Oplossing: Gebruik de signaalvolgmethode en gebruik een oscilloscoop om het nulvlagsignaal van de referentiepuntretour van de encoder te controleren om de oorzaak van de fout te bepalen en de bijbehorende verwerking uit te voeren.
Alarm veroorzaakt door onjuiste referentiepuntpositie
Foutverschijnsel: Er is sprake van vertraging tijdens het terugkeerproces naar het referentiepunt en het nulvlagsignaal van de terugkeer naar het referentiepunt verschijnt. Er vindt ook een proces van remmen naar nul plaats, maar de positie van het referentiepunt is onnauwkeurig en de terugkeerbewerking naar het referentiepunt mislukt.
Oorzaakanalyse:
Het nulvlagsignaal van de referentiepuntretour is gemist en het meetsysteem kan dit signaal pas vinden en stoppen nadat de pulsencoder nog een keer omwentelt, zodat de werktafel stopt op een positie op een geselecteerde afstand van het referentiepunt.
Het vertragingsblok bevindt zich te dicht bij de referentiepuntpositie en de coördinaatas stopt wanneer deze niet de opgegeven afstand heeft bereikt en de eindschakelaar raakt.
Factoren zoals signaalinterferentie, losse blokkade en een te lage spanning van het nulvlagsignaal van de referentiepuntretour, zorgen ervoor dat de positie waar de werktafel stopt onnauwkeurig en niet regelmatig is.
Oplossing: Proces volgens verschillende redenen, zoals het aanpassen van de positie van het vertragingsblok, het elimineren van signaalinterferentie, het strakker maken van het blok en het controleren van de signaalspanning.
Alarm veroorzaakt door het niet terugkeren naar het referentiepunt vanwege parameterwijzigingen
Foutverschijnsel: Wanneer de machine terugkeert naar het referentiepunt, wordt er een alarm afgegeven: 'niet teruggekeerd naar het referentiepunt'. De machine voert de terugkeeractie naar het referentiepunt niet uit.
Oorzaakanalyse: Dit kan worden veroorzaakt doordat de ingestelde parameters zijn gewijzigd, bijvoorbeeld de opdrachtvergrotingsverhouding (CMR), de detectievergrotingsverhouding (DMR), de snelle invoersnelheid voor de terugkeer naar het referentiepunt, de vertragingssnelheid nabij de oorsprong zijn ingesteld op nul, of de snelle vergrotingsschakelaar en de invoervergrotingsschakelaar op het bedieningspaneel van de machine zijn ingesteld op 0%.
Oplossing: Controleer en corrigeer de relevante parameters.
IV. Conclusie
De referentiepunt-retourfouten van CNC-bewerkingsmachines omvatten hoofdzakelijk twee situaties: referentiepunt-retourfout met alarm en referentiepuntdrift zonder alarm. Bij fouten met alarm voert het CNC-systeem het bewerkingsprogramma niet uit, waardoor de productie van een groot aantal afvalproducten kan worden voorkomen. Een referentiepuntdriftfout zonder alarm is echter gemakkelijk te negeren, wat kan leiden tot afvalproducten van bewerkte onderdelen of zelfs een groot aantal afvalproducten.
Omdat veel machines voor bewerkingscentra het referentiepunt van de coördinaatas gebruiken als gereedschapswisselpunt, kunnen er tijdens langdurig gebruik gemakkelijk fouten in de terugloop van het referentiepunt optreden, met name fouten die geen alarmsignaal geven. Daarom wordt aanbevolen om een ​​tweede referentiepunt in te stellen en de instructie G30 X0 Y0 Z0 te gebruiken met een positie op een bepaalde afstand van het referentiepunt. Hoewel dit enige problemen oplevert voor het ontwerp van het gereedschapsmagazijn en de manipulator, kan het de kans op fouten in de terugloop van het referentiepunt en de kans op fouten bij de automatische gereedschapswissel van de machine aanzienlijk verminderen. Bovendien is er slechts één terugloop van het referentiepunt nodig bij het starten van de machine.