異常な加工精度の故障の原因は非常に隠蔽されており、診断することが困難です。 今回は4つの診断原則と5つの診断方法をまとめました。 全部知っていますか？
1. 加工精度異常故障の原因
主な理由は次の 5 つです。工作機械の送りユニットが改造または変更されている。 工作機械の各軸のゼロオフセットが異常である。 アキシアルバックラッシが異常である。 モーターの動作状態が異常、つまり電気部品や制御部品が異常である。 ネジ、ベアリング、カップリング、その他のコンポーネントなどの機械的故障。 また、加工プログラムの作成や工具の選定、人的要因によっても加工精度に異常が生じる可能性があります。
2. CNC工作機械の故障診断原理
1. まず外側を見て、次に内側を見てください。 CNC工作機械は機械・油圧・電気を統合した工作機械であるため、故障の発生もこれら3つが総合的に反映されます。 保守担当者は、まず外側から内側に向かって 1 つずつ検査を行い、むやみに開梱したり分解したりしないようにしてください。 そうしないと、故障が拡大し、工作機械の精度が低下し、パフォーマンスが低下します。
2. 最初に機械的、次に電気的。 一般に、機械的な故障は検出が容易ですが、CNC システムの故障の診断はより困難です。 トラブルシューティングを行う前に、まず機械的な障害を取り除くことに注意してください。これにより、多くの場合、半分の労力で 2 倍の結果を達成できます。
3. 最初に静的、次に動的。 まず、工作機械の電源がオフの静的な状態で、理解、観察、テスト、分析を通じて、非破壊的な故障であることが確認された後にのみ工作機械の電源をオンにすることができます。 動作条件下で、動的観察を実施し、故障を見つけるために検査およびテストします。 破壊的な障害の場合は、電源をオンにする前に危険を取り除く必要があります。
4. 最初は単純で、次に複雑になります。 複数の障害が絡み合って隠蔽され、どこから始めればよいかわからない場合は、最初に簡単な問題を解決してから、より難しい問題を解決する必要があります。 多くの場合、単純な問題が解決されると、難しい問題が簡単になることがあります。
3. CNC工作機械の故障診断方法
1. 直感的な方法: (見て、聞いて、尋ねる) 尋ねる - 工作機械の故障現象、加工条件など。 外観 - CRT 警報情報、警報灯、コンデンサおよびその他の部品の変形、発煙、焼損、保護装置のトリップなど。 聞く - 異常音; 臭い - 焼けた電気部品の臭いやその他の臭い。 接触 - 熱、振動、接触不良など。
2. パラメータの確認方法: パラメータは通常 RAM に保存されます。 場合によっては、バッテリー電圧が不十分だったり、システムの電源が長時間オンにならなかったり、外部干渉によりパラメータが失われたり混乱したりすることがあります。 関連するパラメータをチェックし、障害の特性に従って調整する必要があります。
3. 切り分け方法：故障によっては、CNC 部品、サーボシステム、機械部品のどれが原因であるかを区別することが困難な場合があります。 絶縁法がよく使われます。
4. 同様の交換方法は、故障が疑われるモジュールを同じ機能の予備ボードで交換したり、同じ機能のモジュールやユニットを交換したりする方法です。
5. 関数プログラムのテスト方法: G、M、S、および T 関数のすべての命令に対していくつかの小さなプログラムを作成します。 障害を診断するときにこれらのプログラムを実行して、機能の不足を判断します。
写真
（画像出典：Angke Machine Tool）
4. 加工精度異常の故障診断と処理例
1. 機械的故障による加工精度異常
故障現象: SV-1000 立形マシニング センターはフランク システムを使用しています。 コンロッド金型の加工中、突然Z軸送りに異常が発生し、1mm以上の切削誤差（Z方向のオーバーカット）が発生していることが判明した。
故障診断：調査の結果、突然故障が発生したことが判明しました。 工作機械はジョギング中であり、各軸は手動データ入力モードで正常に動作し、基準点に正常に戻ります。 警報プロンプトはなく、電気制御部分のハードフォールトの可能性は排除されます。 主に次の点を 1 つずつ確認する必要があります。
工作機械の精度異常時に実行中の加工プログラムセグメント、特に工具長補正、校正、加工座標系の計算（G54-G59）を確認してください。
ジョグモードでは、Z軸を繰り返し移動させ、視覚、触覚、聴覚により動作状況を診断します。 Z 方向の動作ノイズが異常であることがわかり、特に高速ジョグではノイズがより顕著になります。 このことから判断すると、機械には危険が隠れている可能性があります。
工作機械のZ軸精度を確認してください。 手動パルス発生器で Z 軸を動かし（倍率を 1×100 に設定、つまりモーターは 1 ステップあたり 0.1mm 送ります）、Z 軸の動きを観察します。ダイヤルインジケーター。 一方向の動作が正常なままになった後、それが前進動作の開始点として機能します。 パルサーが 1 ステップ変化するたびに、工作機械の Z 軸の実際の移動距離は d=d になります。1=d2=d3=……=0.1mm, indicating that the motor is running well and the positioning accuracy is also good. And return The change of the actual movement displacement of the machine tool can be divided into four stages: (1) The movement distance of the machine tool d1>d=0.1mm (slope is greater than 1); (2) It is shown as d1=0.1mm>d2>d3 (傾きは 1 未満); (3) 工作機械の機構は実際には動かず、最も標準的なバックラッシを示します。 (4) 工作機械の移動距離がパルサの所定値（傾きが 1）と等しくなり、工作機械は通常の動作に戻ります。 バックラッシをどのように補正しても、その特性は次のとおりです。 (3) 段階の補正を除いて、他の段階、特に (1) 段階の変化は依然として存在しており、工作機械の加工精度に重大な影響を与えます。 補正を行うと、バックラッシ補正が大きいほど、 (1) ステージ内での移動距離も大きくなることがわかります。
上記の検査を分析した結果、第一にモーターの異常、第二に機械的な故障、第三にネジに隙間があることが考えられます。 故障をさらに診断するには、モーターとネジを完全に外し、モーターと機械部品をそれぞれ検査します。 検査の結果、モーターは正常に動作しています。 機構部の診断の結果、ネジを手で回すと戻り始めに大きな空き感があることが判明しました。 通常の状況では、ベアリングが規則正しくスムーズに動いているのが感じられるはずです。
トラブルシューティング：分解して検査したところ、確かにベアリングが損傷しており、ボールが脱落していることが判明しました。 交換後は正常に戻りました。
2. 制御ロジックが不適切な場合、加工精度が異常になる
故障現象：上海の工作機械メーカー製マシニングセンタ、システムはフランクです。 加工工程中、工作機械のX軸精度に異常があることが判明しました。 最小精度誤差は 0.008 mm、最大精度誤差は 1.2 mm でした。 故障診断: 検査中、工作機械は必要に応じて G54 ワーク座標系を設定します。 手動データ入力モードでは、G54 座標系でプログラム「GOOG90G54X60.OY70.OF150; M30;」を実行します。 工作機械の動作が終了すると、ディスプレイに表示される機械座標値は (X 軸) "-1025.243" になります。記録 この値を下げてください。 次に、手動モードで工作機械を他の位置にジョグし、先ほどのプログラムセグメントを再度手動データ入力モードで実行します。 工作機械停止後、工作機械座標値は前回実行時と同じ「-1024.891」と表示されていることがわかります。後者の値の差は0.352mmです。 同じ方法で X 軸ジョグを別の位置に移動し、このプログラム部分を繰り返し実行しますが、ディスプレイに表示される値が異なります (不安定です)。 ダイヤルインジケータで X 軸を注意深くチェックし、機械的位置の実際の誤差が数値で表示される誤差と基本的に一致していることを確認します。 したがって、故障の原因は、X 軸の過剰な繰返し位置決め誤差であると考えられます。 X軸のバックラッシや位置決め精度を確認し、誤差値を再補正しても効果はありません。 したがって、グレーティング定規とシステムパラメータに問題があると考えられます。 しかし、なぜこのような大きなエラーが発生したのに、対応するアラーム メッセージが表示されなかったのでしょうか。 さらに調べたところ、この軸は垂直軸であり、X軸を放すと主軸箱が下に落ちてエラーが発生することが判明しました。
トラブルシューティング: 工作機械の PLC ロジック制御プログラムが変更されました。つまり、X 軸を緩めると、最初に X 軸が有効化されてロードされ、次に X 軸が緩められます。 X 軸をクランプする場合は、X 軸が最初にクランプされます。 その後、イネーブルを解除してください。 調整後、工作機械の不具合は解消されました。
3. 工作機械の位置不良による加工精度の異常
障害現象: 北京 KND-10M システムを搭載した杭州製の立型 CNC フライス盤。 ジョグまたは加工中にZ軸に異常を発見しました。
故障診断：検査の結果、Z軸の上下動が不均一で異音が発生し、一定の隙間があることが判明しました。 モーター起動時、ジョグモードでのZ軸上昇時に不安定な異音と不均一な力が発生し、モーターが揺れる感じがします。 下に移動する場合、揺れはそれほど顕著ではありません。 止まったら揺れはありません。 それは処理中により明らかになります。 分析によれば、この失敗には 3 つの理由があると考えられています。1 つは、ネジのバックラッシュが非常に大きいことです。 次に、Z 軸モーターが異常に動作しています。 第三に、プーリーは不均一な応力がかかるまで損傷しています。 ただし、注意すべき点は、停止時のジッターがなく、上下の動きが不均一であるため、モーターの異常動作の問題を排除できることです。 したがって、まず機械部品の診断が行われ、診断テストでは異常は検出されず、許容範囲内に収まります。 消去法で考えると、残る問題はベルトだけとなった。 ベルトを点検してみると、このベルトは交換されたばかりであることがわかりました。 しかし、ベルトをよく観察してみると、ベルトの内側に程度の差はあれ、傷があることが分かりました。 明らかに不均一な力が原因でした。 、原因は何でしょうか？ 診断中に、モーターの配置に問題があることが判明しました。つまり、クランプの角度位置が非対称であり、不均一な応力が発生していました。
トラブルシューティング: モーターを再取り付けし、角度を調整し、距離 (モーターと Z 軸ベアリング) を測定し、ベルト (長さ) が両側で均等であることを確認するだけです。 これにより、Z 軸の上下の不均一な動きやノイズ、ジッターが解消され、Z 軸の処理が正常に戻ります。
4. システムパラメータが最適化されておらず、モーターが異常に動作します。
異常な加工精度につながるシステム パラメータには、主に工作機械の送り単位、ゼロ オフセット、バックラッシュなどが含まれます。たとえば、Frank CNC システムにはメートル法とインチ法の 2 つの送り単位があります。 工作機械の修理プロセスでは、局所的な処理がゼロ オフセットとクリアランスの変化に影響を与えることがよくあります。 障害が解決された後は、タイムリーな調整と変更を行う必要があります。 一方、深刻な機械的磨耗や接続の緩みによっても、測定されたパラメータ値が変化する可能性があります。 パラメータの変更には、工作機械の加工精度の要件を満たすために対応する修正が必要です。
障害現象: 北京 KND-10M システムを搭載した杭州製の立型 CNC フライス盤。 加工中にX軸の精度に異常があることが判明しました。
故障診断：検査の結果、X軸に一定の隙間があり、起動時にモーターが不安定であることが判明しました。 X 軸モーターを手で触ると、モーターの引き込みが強く感じられますが、停止すると、特にインチングモードでは引き込みがわかりません。 分析によれば、この失敗には 2 つの理由があると考えられています。1 つは、ネジのバックラッシュが非常に大きいことです。 2 番目に、X 軸モーターが異常に動作しています。
トラブルシューティング: KND-10M システムのパラメータ機能を使用してモーターをデバッグします。 まず、既存のギャップを補正し、次にサーボ システム パラメータとパルス抑制機能パラメータを調整します。 X軸モーターのジッターが解消され、工作機械の加工精度が正常に戻ります。
