Maszyna CNC traci pozycję - jakie mogą być przyczyny?
Układ pomiarowy może przekazywać błędną informację o pozycji
Sterowanie CNC określa położenie osi na podstawie sygnałów z enkoderów liniowych, obrotowych lub kątowych. Jeśli odczyt nie odpowiada rzeczywistemu położeniu, maszyna może wykonać ruch o inną wartość niż oczekiwana.
Przyczyną bywają zabrudzenia skali pomiarowej, uszkodzenie głowicy odczytowej, problem z przewodem albo niestabilne połączenie elektryczne. W środowisku produkcyjnym na układy pomiarowe oddziałują chłodziwo, olej, pył, wióry i drgania. Uszkodzony przewód może z kolei powodować błędy tylko w określonym położeniu osi, gdy podczas ruchu zmienia swoje ułożenie.
W maszynach z pomiarem pośrednim enkoder silnika informuje sterowanie o ruchu napędu, ale nie mierzy bezpośrednio pozycji stołu lub suportu. Luzy i odkształcenia mechaniczne pomiędzy silnikiem a osią mogą więc wpływać na dokładność pozycjonowania.
Luzy mechaniczne zmieniają położenie osi
Jeżeli błąd pojawia się przede wszystkim po zmianie kierunku ruchu, trzeba sprawdzić mechanikę osi. Zużycie śruby kulowej, nakrętki, sprzęgła, łożysk lub innych części przeniesienia napędu może powodować luz zwrotny. Sterowanie wysyła wtedy prawidłowe polecenie, lecz rzeczywiste przesunięcie stołu nie odpowiada zadanej wartości.
Podczas diagnostyki warto zwrócić uwagę na:
- różnicę wymiaru zależną od kierunku najazdu,
- pogarszającą się powtarzalność pozycjonowania,
- nietypowe drgania lub hałas podczas ruchu osi,
- zmianę wielkości błędu wraz ze wzrostem obciążenia,
- różne wyniki pomiaru na początku i po dłuższej pracy maszyny.
Sam wpis kompensacji luzu w sterowaniu nie usuwa przyczyny mechanicznej. Może ograniczyć jej wpływ na wynik obróbki, ale nadmierne zużycie wymaga kontroli zespołu napędowego.
Napęd osi może nie nadążać za wartością zadaną
Utrata pozycji może również wiązać się z pracą serwonapędu. Sterowanie porównuje pozycję zadaną z wartością rzeczywistą i stale koryguje ruch osi. Jeśli silnik nie osiąga wymaganej pozycji w odpowiednim czasie, rośnie uchyb nadążania.
Powodem może być przeciążenie osi, zbyt duży opór ruchu, problem z silnikiem, napędem albo parametrami regulacji. Trzeba też sprawdzić, czy błąd pojawia się przy dużym przyspieszeniu, szybkim posuwie albo cięższym detalu. Taki schemat często pomaga oddzielić problem napędu od błędu samego pomiaru.
W tej sytuacji serwis maszyn CNC powinien analizować jednocześnie sygnały pomiarowe, parametry napędu i stan mechaniczny osi. Wymiana pojedynczego podzespołu bez potwierdzenia przyczyny może nie usunąć usterki.
Temperatura wpływa na dokładność pozycjonowania
Śruba kulowa, korpus maszyny i pozostałe części osi zmieniają wymiary pod wpływem temperatury. Błąd może więc narastać w czasie pracy, a po postoju częściowo zanikać. Szczególnie wyraźnie widać to w układach, które określają pozycję osi na podstawie enkodera silnika.
Bezpośredni pomiar położenia za pomocą liniału mierzy rzeczywistą pozycję stołu lub suportu. Dzięki temu sterowanie może uwzględnić część błędów wynikających z rozszerzalności śruby kulowej, luzu zwrotnego i odkształceń układu napędowego.
Nie każdy problem z pozycją oznacza awarię osi
Przesunięcie detalu może także wynikać z nieprawidłowego punktu bazowego, korekcji narzędzia, transformacji współrzędnych albo błędnie przywołanego układu zerowego. Przed demontażem podzespołów warto więc sprawdzić program, aktywne korekcje, wartości preset oraz sposób bazowania maszyny.
Dobrą wskazówką jest powtarzalność błędu. Jeśli przesunięcie zawsze ma tę samą wartość, można podejrzewać ustawienia lub stały luz. Błąd zmienny częściej kieruje diagnostykę w stronę pomiaru, połączeń elektrycznych, temperatury albo mechaniki.
Jak znaleźć źródło utraty pozycji?
Skuteczna diagnostyka wymaga porównania danych ze sterowania z rzeczywistym ruchem osi. Trzeba sprawdzić historię alarmów, sygnały enkoderów, uchyb nadążania, powtarzalność pozycjonowania i stan podzespołów mechanicznych. Pomaga też porównanie zachowania maszyny na zimno i po osiągnięciu temperatury roboczej.
Jeśli szukasz wsparcia przy diagnostyce sterowania, napędów, PLC lub układów pomiarowych HEIDENHAIN, zapoznaj się z ofertą APS. Firma serwisuje maszyny CNC, sprawdza źródła błędów i pomaga dobrać dalszy zakres naprawy lub modernizacji, dzięki czemu decyzję można oprzeć na wynikach pomiarów i diagnostyki, a nie na wymianie części metodą prób.
