วิธีการวิเคราะห์และกำจัดข้อผิดพลาดการกลับจุดอ้างอิงของเครื่องมือกล CNC
บทคัดย่อ: บทความนี้วิเคราะห์อย่างลึกซึ้งถึงหลักการของเครื่องมือกลซีเอ็นซีที่กลับคืนสู่จุดอ้างอิง ครอบคลุมระบบวงปิด วงกึ่งปิด และวงเปิด โดยยกตัวอย่างเฉพาะเจาะจง จะมีการอธิบายข้อบกพร่องที่กลับคืนสู่จุดอ้างอิงในรูปแบบต่างๆ ของเครื่องมือกลซีเอ็นซีอย่างละเอียด ซึ่งรวมถึงการวินิจฉัยข้อบกพร่อง วิธีการวิเคราะห์และกลยุทธ์การกำจัดข้อบกพร่อง และข้อเสนอแนะในการปรับปรุงจุดเปลี่ยนเครื่องมือของเครื่องมือกลศูนย์เครื่องจักรกล
I. บทนำ
การดำเนินการคืนจุดอ้างอิงด้วยตนเองเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างระบบพิกัดของเครื่องมือกล สิ่งแรกที่เครื่องมือกล CNC ส่วนใหญ่ดำเนินการหลังจากเริ่มต้นใช้งานคือการดำเนินการคืนจุดอ้างอิงด้วยตนเอง ข้อผิดพลาดในการคืนจุดอ้างอิงจะทำให้การประมวลผลโปรแกรมไม่สามารถดำเนินการได้ และตำแหน่งจุดอ้างอิงที่ไม่ถูกต้องจะส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของการตัดเฉือนและอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุจากการชนได้ ดังนั้น การวิเคราะห์และกำจัดข้อผิดพลาดในการคืนจุดอ้างอิงจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง
II. หลักการของเครื่องมือกล CNC ที่กลับสู่จุดอ้างอิง
(ก) การจำแนกประเภทระบบ
ระบบ CNC วงปิด: ติดตั้งอุปกรณ์ป้อนกลับเพื่อตรวจจับการเคลื่อนที่เชิงเส้นขั้นสุดท้าย
ระบบ CNC กึ่งวงปิด: อุปกรณ์วัดตำแหน่งจะติดตั้งอยู่บนเพลาหมุนของมอเตอร์เซอร์โวหรือที่ปลายสกรูลีด และสัญญาณป้อนกลับจะถูกนำมาจากการเคลื่อนที่เชิงมุม
ระบบ CNC วงจรเปิด: ไม่มีอุปกรณ์ตอบรับการตรวจจับตำแหน่ง
(B) วิธีการส่งคืนจุดอ้างอิง
วิธีกริดสำหรับการส่งคืนจุดอ้างอิง
วิธีกริดสัมบูรณ์: ใช้ตัวเข้ารหัสพัลส์สัมบูรณ์หรือไม้บรรทัดแบบเกรตติงเพื่อกลับไปยังจุดอ้างอิง ในระหว่างการดีบักเครื่องมือกล จุดอ้างอิงจะถูกกำหนดโดยการตั้งค่าพารามิเตอร์และการดำเนินการคืนค่าศูนย์ของเครื่องมือกล ตราบใดที่แบตเตอรี่สำรองขององค์ประกอบป้อนกลับการตรวจจับยังทำงานอยู่ ข้อมูลตำแหน่งจุดอ้างอิงจะถูกบันทึกทุกครั้งที่เครื่องเริ่มทำงาน และไม่จำเป็นต้องดำเนินการคืนค่าจุดอ้างอิงอีกครั้ง
วิธีกริดแบบเพิ่มหน่วย: ใช้ตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วยหรือไม้บรรทัดแบบเกรตติงเพื่อกลับไปยังจุดอ้างอิง และจำเป็นต้องดำเนินการย้อนกลับไปยังจุดอ้างอิงทุกครั้งที่เริ่มต้นเครื่อง ยกตัวอย่างเครื่องกัดซีเอ็นซีบางเครื่อง (ใช้ระบบ FANUC 0i) หลักการและกระบวนการของวิธีกริดแบบเพิ่มหน่วยเพื่อกลับไปยังจุดศูนย์มีดังนี้:
เลื่อนสวิตช์โหมดไปที่เกียร์ “กลับจุดอ้างอิง” เลือกแกนสำหรับกลับจุดอ้างอิง แล้วกดปุ่มบวกของแกน แกนจะเคลื่อนที่เข้าหาจุดอ้างอิงด้วยความเร็วสูง
เมื่อบล็อกลดความเร็วเคลื่อนที่ไปพร้อมกับโต๊ะทำงานกดสวิตช์ลดความเร็วลง สัญญาณลดความเร็วจะเปลี่ยนจากเปิด (ON) เป็นปิด (OFF) ฟีดของโต๊ะทำงานจะลดความเร็วลงและยังคงเคลื่อนที่ต่อไปด้วยความเร็วฟีดช้าๆ ที่กำหนดโดยพารามิเตอร์
หลังจากที่บล็อกลดความเร็วปล่อยสวิตช์ลดความเร็ว และสถานะสัมผัสเปลี่ยนจากปิดเป็นเปิด ระบบ CNC จะรอสัญญาณกริดแรก (หรือที่เรียกว่าสัญญาณรอบเดียว PCZ) ปรากฏขึ้นบนตัวเข้ารหัส ทันทีที่สัญญาณนี้ปรากฏขึ้น การเคลื่อนไหวของโต๊ะทำงานจะหยุดทันที ในเวลาเดียวกัน ระบบ CNC จะส่งสัญญาณเสร็จสิ้นการกลับจุดอ้างอิง และไฟจุดอ้างอิงจะสว่างขึ้น แสดงว่าแกนของเครื่องจักรได้กลับคืนสู่จุดอ้างอิงเรียบร้อยแล้ว
วิธีการสวิตช์แม่เหล็กสำหรับการกลับจุดอ้างอิง
ระบบวงเปิดมักใช้สวิตช์แม่เหล็กเหนี่ยวนำเพื่อกำหนดตำแหน่งการกลับจุดอ้างอิง ยกตัวอย่างเช่นเครื่องกลึงซีเอ็นซีบางรุ่น หลักการและกระบวนการของการใช้สวิตช์แม่เหล็กเพื่อกลับจุดอ้างอิงมีดังนี้
สองขั้นตอนแรกนั้นเหมือนกับขั้นตอนการดำเนินการของวิธีกริดสำหรับการส่งคืนจุดอ้างอิง
หลังจากบล็อกลดความเร็วปล่อยสวิตช์ลดความเร็ว และสถานะสัมผัสเปลี่ยนจากปิดเป็นเปิด ระบบ CNC จะรอสัญญาณสวิตช์เหนี่ยวนำปรากฏขึ้น ทันทีที่สัญญาณนี้ปรากฏขึ้น การเคลื่อนไหวของโต๊ะทำงานจะหยุดทันที ในเวลาเดียวกัน ระบบ CNC จะส่งสัญญาณเสร็จสิ้นการส่งคืนจุดอ้างอิง และไฟแสดงจุดอ้างอิงจะสว่างขึ้น แสดงว่าเครื่องมือกลได้ส่งคืนจุดอ้างอิงของแกนสำเร็จแล้ว
III. การวินิจฉัยและวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของเครื่องมือกล CNC ที่กลับสู่จุดอ้างอิง
เมื่อเกิดความผิดพลาดในจุดอ้างอิงกลับของเครื่องมือกล CNC ควรดำเนินการตรวจสอบโดยละเอียดตามหลักการตั้งแต่ง่ายไปจนถึงซับซ้อน
(ก) ความผิดพลาดที่ไม่มีสัญญาณเตือน
การเบี่ยงเบนจากระยะทางกริดคงที่
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เมื่อเริ่มต้นเครื่องมือเครื่องจักรและส่งคืนจุดอ้างอิงด้วยตนเองเป็นครั้งแรก เครื่องมือจะเบี่ยงเบนจากจุดอ้างอิงเป็นระยะทางกริดหนึ่งหรือหลายระยะ และระยะทางเบี่ยงเบนที่ตามมาจะได้รับการกำหนดคงที่ทุกครั้ง
การวิเคราะห์สาเหตุ: โดยทั่วไปแล้ว ตำแหน่งของบล็อกลดความเร็วไม่ถูกต้อง ความยาวของบล็อกลดความเร็วสั้นเกินไป หรือตำแหน่งของสวิตช์ควบคุมตำแหน่งที่ใช้สำหรับจุดอ้างอิงไม่ถูกต้อง ข้อผิดพลาดประเภทนี้มักเกิดขึ้นหลังจากติดตั้งและแก้ไขข้อบกพร่องเครื่องมือกลเป็นครั้งแรก หรือหลังจากการยกเครื่องครั้งใหญ่
วิธีแก้ปัญหา: สามารถปรับตำแหน่งของบล็อกลดความเร็วหรือสวิตช์ระยะใกล้ได้ และยังสามารถปรับความเร็วฟีดเร็วและค่าคงที่เวลาฟีดเร็วสำหรับการกลับจุดอ้างอิงได้อีกด้วย
การเบี่ยงเบนจากตำแหน่งสุ่มหรือการชดเชยเล็กน้อย
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เบี่ยงเบนจากตำแหน่งใดๆ ของจุดอ้างอิง ค่าเบี่ยงเบนจะเป็นแบบสุ่มหรือเล็กน้อย และระยะทางเบี่ยงเบนจะไม่เท่ากันทุกครั้งที่ดำเนินการส่งคืนจุดอ้างอิง
การวิเคราะห์สาเหตุ:
สัญญาณรบกวนจากภายนอก เช่น การต่อสายดินของชั้นป้องกันสายเคเบิลไม่ดี และสายสัญญาณของตัวเข้ารหัสพัลส์อยู่ใกล้กับสายเคเบิลแรงดันสูงเกินไป
แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่ใช้โดยตัวเข้ารหัสพัลส์หรือไม้บรรทัดวัดแสงมีค่าต่ำเกินไป (ต่ำกว่า 4.75V) หรือมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น
แผงควบคุมของชุดควบคุมความเร็วชำรุด
การเชื่อมต่อระหว่างแกนฟีดและมอเตอร์เซอร์โวหลวม
ขั้วต่อสายเคเบิลมีการสัมผัสที่ไม่ดีหรือสายเคเบิลเสียหาย
วิธีแก้ไข: ควรดำเนินการตามเหตุผลต่างๆ เช่น การปรับปรุงสายดิน การตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟ การเปลี่ยนแผงควบคุม การขันข้อต่อให้แน่น และการตรวจสอบสายเคเบิล
(B) ความผิดพลาดพร้อมสัญญาณเตือน
สัญญาณเตือนการเดินทางเกินกำหนดเนื่องจากไม่มีการลดความเร็ว
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เมื่อเครื่องมือกลกลับสู่จุดอ้างอิง จะไม่มีการลดความเร็วใดๆ และเครื่องมือจะเคลื่อนที่ต่อไปจนกระทั่งสัมผัสสวิตช์จำกัดและหยุดเนื่องจากการเคลื่อนที่เกินระยะที่กำหนด ไฟสีเขียวสำหรับกลับสู่จุดอ้างอิงจะไม่สว่างขึ้น และระบบ CNC จะแสดงสถานะ "ไม่พร้อม"
การวิเคราะห์สาเหตุ: สวิตช์ลดความเร็วสำหรับการกลับจุดอ้างอิงล้มเหลว ไม่สามารถรีเซ็ตหน้าสัมผัสสวิตช์ได้หลังจากกดลงไป หรือบล็อกลดความเร็วหลวมและเคลื่อนที่ ส่งผลให้พัลส์จุดศูนย์ไม่ทำงานเมื่อเครื่องมือกลกลับสู่จุดอ้างอิง และไม่สามารถป้อนสัญญาณลดความเร็วเข้าสู่ระบบ CNC ได้
วิธีแก้ไข: ใช้ปุ่มฟังก์ชัน “ปล่อยการเคลื่อนที่เกิน” เพื่อปล่อยพิกัดการเคลื่อนที่เกินของเครื่องมือกล เลื่อนเครื่องมือกลกลับภายในช่วงการเคลื่อนที่ จากนั้นตรวจสอบว่าสวิตช์ลดความเร็วสำหรับการกลับจุดอ้างอิงหลวมหรือไม่ และสายสัญญาณลดความเร็วของสวิตช์การเคลื่อนที่ที่เกี่ยวข้องมีไฟฟ้าลัดวงจรหรือวงจรเปิดหรือไม่
สัญญาณเตือนที่เกิดจากการไม่พบจุดอ้างอิงหลังจากการชะลอความเร็ว
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เกิดการชะลอตัวในระหว่างกระบวนการส่งคืนจุดอ้างอิง แต่จะหยุดลงจนกว่าจะสัมผัสสวิตช์จำกัดและส่งสัญญาณเตือน และไม่พบจุดอ้างอิง และการดำเนินการส่งคืนจุดอ้างอิงจะล้มเหลว
การวิเคราะห์สาเหตุ:
ตัวเข้ารหัส (หรือไม้บรรทัดวัดความเบี่ยงเบน) จะไม่ส่งสัญญาณแฟล็กศูนย์ซึ่งระบุว่าจุดอ้างอิงได้รับการส่งคืนในระหว่างการดำเนินการส่งคืนจุดอ้างอิง
ตำแหน่งเครื่องหมายศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงล้มเหลว
สัญญาณแฟล็กศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงสูญหายในระหว่างการส่งหรือการประมวลผล
เกิดความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์ในระบบการวัด และสัญญาณแฟล็กศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงไม่ได้รับการรู้จัก
วิธีแก้ปัญหา: ใช้การติดตามสัญญาณและใช้เครื่องออสซิลโลสโคปเพื่อตรวจสอบสัญญาณแฟล็กศูนย์ของจุดอ้างอิงที่ส่งกลับของตัวเข้ารหัสเพื่อตัดสินสาเหตุของความผิดพลาดและดำเนินการประมวลผลที่เกี่ยวข้อง
สัญญาณเตือนที่เกิดจากตำแหน่งจุดอ้างอิงที่ไม่ถูกต้อง
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เกิดการชะลอตัวในระหว่างกระบวนการส่งคืนจุดอ้างอิง และสัญญาณธงศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงปรากฏขึ้น และยังมีกระบวนการเบรกไปที่ศูนย์ แต่ตำแหน่งของจุดอ้างอิงไม่ถูกต้อง และการดำเนินการส่งคืนจุดอ้างอิงล้มเหลว
การวิเคราะห์สาเหตุ:
สัญญาณธงศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงนั้นพลาดไป และระบบการวัดสามารถค้นหาสัญญาณนี้และหยุดได้หลังจากตัวเข้ารหัสพัลส์หมุนอีกหนึ่งรอบเท่านั้น ดังนั้นโต๊ะทำงานจึงหยุดที่ตำแหน่งในระยะทางที่เลือกจากจุดอ้างอิง
บล็อกลดความเร็วอยู่ใกล้กับตำแหน่งจุดอ้างอิงมากเกินไป และแกนพิกัดจะหยุดเมื่อไม่ได้เคลื่อนไปยังระยะทางที่กำหนด และไปสัมผัสสวิตช์จำกัด
เนื่องมาจากปัจจัยต่างๆ เช่น สัญญาณรบกวน บล็อกหลวม และแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไปของสัญญาณแฟล็กศูนย์ของจุดอ้างอิงที่ส่งกลับ ทำให้ตำแหน่งที่โต๊ะทำงานหยุดไม่แม่นยำและไม่มีความสม่ำเสมอ
วิธีแก้ไข: ดำเนินการตามเหตุผลต่างๆ เช่น การปรับตำแหน่งของบล็อกลดความเร็ว การกำจัดสัญญาณรบกวน การขันบล็อกให้แน่น และการตรวจสอบแรงดันสัญญาณ
สัญญาณเตือนที่เกิดจากการไม่กลับสู่จุดอ้างอิงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เมื่อเครื่องมือกลกลับสู่จุดอ้างอิง เครื่องมือจะส่งสัญญาณเตือนว่า “ไม่กลับสู่จุดอ้างอิง” และเครื่องมือกลจะไม่ดำเนินการกลับสู่จุดอ้างอิง
การวิเคราะห์สาเหตุ: อาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้ เช่น อัตราส่วนการขยายคำสั่ง (CMR), อัตราส่วนการขยายการตรวจจับ (DMR), ความเร็วฟีดเร็วสำหรับการกลับจุดอ้างอิง, ความเร็วในการลดความเร็วใกล้จุดเริ่มต้นถูกตั้งเป็นศูนย์ หรือสวิตช์การขยายเร็วและสวิตช์การขยายฟีดบนแผงควบคุมเครื่องมือกลถูกตั้งเป็น 0%
วิธีแก้ไข: ตรวจสอบและแก้ไขพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง
IV. บทสรุป
ความผิดพลาดในการกลับจุดอ้างอิงของเครื่องมือกลซีเอ็นซีนั้นมีสองกรณีหลักๆ คือ ความผิดพลาดในการกลับจุดอ้างอิงพร้อมสัญญาณเตือน และความผิดพลาดในการเลื่อนจุดอ้างอิงโดยไม่มีสัญญาณเตือน สำหรับความผิดพลาดที่มีสัญญาณเตือน ระบบซีเอ็นซีจะไม่ดำเนินการตามโปรแกรมการตัดเฉือน ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการผลิตของเสียจำนวนมากได้ ในขณะที่ความผิดพลาดในการเลื่อนจุดอ้างอิงโดยไม่มีสัญญาณเตือนนั้นมักถูกมองข้าม ซึ่งอาจนำไปสู่ของเสียจากชิ้นส่วนที่ผ่านการแปรรูปหรือแม้กระทั่งของเสียจำนวนมาก
สำหรับเครื่องจักรศูนย์เครื่องจักรกล เนื่องจากเครื่องจักรจำนวนมากใช้จุดอ้างอิงแกนพิกัดเป็นจุดเปลี่ยนเครื่องมือ จึงเกิดข้อผิดพลาดในการกลับจุดอ้างอิงได้ง่ายในระหว่างการทำงานระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อผิดพลาดจากการดริฟท์ของจุดอ้างอิงที่ไม่มีสัญญาณเตือน ดังนั้น ขอแนะนำให้ตั้งค่าจุดอ้างอิงที่สองและใช้คำสั่ง G30 X0 Y0 Z0 โดยวางตำแหน่งห่างจากจุดอ้างอิงที่กำหนด แม้ว่าการทำเช่นนี้จะทำให้เกิดความยากลำบากในการออกแบบแมกกาซีนเครื่องมือและแมนิพิวเลเตอร์ แต่ก็สามารถลดอัตราความล้มเหลวในการกลับจุดอ้างอิงและอัตราความล้มเหลวในการเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติของเครื่องมือได้อย่างมาก และจำเป็นต้องใช้จุดอ้างอิงกลับจุดเดียวเมื่อเริ่มใช้งานเครื่องมือ
บทคัดย่อ: บทความนี้วิเคราะห์อย่างลึกซึ้งถึงหลักการของเครื่องมือกลซีเอ็นซีที่กลับคืนสู่จุดอ้างอิง ครอบคลุมระบบวงปิด วงกึ่งปิด และวงเปิด โดยยกตัวอย่างเฉพาะเจาะจง จะมีการอธิบายข้อบกพร่องที่กลับคืนสู่จุดอ้างอิงในรูปแบบต่างๆ ของเครื่องมือกลซีเอ็นซีอย่างละเอียด ซึ่งรวมถึงการวินิจฉัยข้อบกพร่อง วิธีการวิเคราะห์และกลยุทธ์การกำจัดข้อบกพร่อง และข้อเสนอแนะในการปรับปรุงจุดเปลี่ยนเครื่องมือของเครื่องมือกลศูนย์เครื่องจักรกล
I. บทนำ
การดำเนินการคืนจุดอ้างอิงด้วยตนเองเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างระบบพิกัดของเครื่องมือกล สิ่งแรกที่เครื่องมือกล CNC ส่วนใหญ่ดำเนินการหลังจากเริ่มต้นใช้งานคือการดำเนินการคืนจุดอ้างอิงด้วยตนเอง ข้อผิดพลาดในการคืนจุดอ้างอิงจะทำให้การประมวลผลโปรแกรมไม่สามารถดำเนินการได้ และตำแหน่งจุดอ้างอิงที่ไม่ถูกต้องจะส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของการตัดเฉือนและอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุจากการชนได้ ดังนั้น การวิเคราะห์และกำจัดข้อผิดพลาดในการคืนจุดอ้างอิงจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง
II. หลักการของเครื่องมือกล CNC ที่กลับสู่จุดอ้างอิง
(ก) การจำแนกประเภทระบบ
ระบบ CNC วงปิด: ติดตั้งอุปกรณ์ป้อนกลับเพื่อตรวจจับการเคลื่อนที่เชิงเส้นขั้นสุดท้าย
ระบบ CNC กึ่งวงปิด: อุปกรณ์วัดตำแหน่งจะติดตั้งอยู่บนเพลาหมุนของมอเตอร์เซอร์โวหรือที่ปลายสกรูลีด และสัญญาณป้อนกลับจะถูกนำมาจากการเคลื่อนที่เชิงมุม
ระบบ CNC วงจรเปิด: ไม่มีอุปกรณ์ตอบรับการตรวจจับตำแหน่ง
(B) วิธีการส่งคืนจุดอ้างอิง
วิธีกริดสำหรับการส่งคืนจุดอ้างอิง
วิธีกริดสัมบูรณ์: ใช้ตัวเข้ารหัสพัลส์สัมบูรณ์หรือไม้บรรทัดแบบเกรตติงเพื่อกลับไปยังจุดอ้างอิง ในระหว่างการดีบักเครื่องมือกล จุดอ้างอิงจะถูกกำหนดโดยการตั้งค่าพารามิเตอร์และการดำเนินการคืนค่าศูนย์ของเครื่องมือกล ตราบใดที่แบตเตอรี่สำรองขององค์ประกอบป้อนกลับการตรวจจับยังทำงานอยู่ ข้อมูลตำแหน่งจุดอ้างอิงจะถูกบันทึกทุกครั้งที่เครื่องเริ่มทำงาน และไม่จำเป็นต้องดำเนินการคืนค่าจุดอ้างอิงอีกครั้ง
วิธีกริดแบบเพิ่มหน่วย: ใช้ตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วยหรือไม้บรรทัดแบบเกรตติงเพื่อกลับไปยังจุดอ้างอิง และจำเป็นต้องดำเนินการย้อนกลับไปยังจุดอ้างอิงทุกครั้งที่เริ่มต้นเครื่อง ยกตัวอย่างเครื่องกัดซีเอ็นซีบางเครื่อง (ใช้ระบบ FANUC 0i) หลักการและกระบวนการของวิธีกริดแบบเพิ่มหน่วยเพื่อกลับไปยังจุดศูนย์มีดังนี้:
เลื่อนสวิตช์โหมดไปที่เกียร์ “กลับจุดอ้างอิง” เลือกแกนสำหรับกลับจุดอ้างอิง แล้วกดปุ่มบวกของแกน แกนจะเคลื่อนที่เข้าหาจุดอ้างอิงด้วยความเร็วสูง
เมื่อบล็อกลดความเร็วเคลื่อนที่ไปพร้อมกับโต๊ะทำงานกดสวิตช์ลดความเร็วลง สัญญาณลดความเร็วจะเปลี่ยนจากเปิด (ON) เป็นปิด (OFF) ฟีดของโต๊ะทำงานจะลดความเร็วลงและยังคงเคลื่อนที่ต่อไปด้วยความเร็วฟีดช้าๆ ที่กำหนดโดยพารามิเตอร์
หลังจากที่บล็อกลดความเร็วปล่อยสวิตช์ลดความเร็ว และสถานะสัมผัสเปลี่ยนจากปิดเป็นเปิด ระบบ CNC จะรอสัญญาณกริดแรก (หรือที่เรียกว่าสัญญาณรอบเดียว PCZ) ปรากฏขึ้นบนตัวเข้ารหัส ทันทีที่สัญญาณนี้ปรากฏขึ้น การเคลื่อนไหวของโต๊ะทำงานจะหยุดทันที ในเวลาเดียวกัน ระบบ CNC จะส่งสัญญาณเสร็จสิ้นการกลับจุดอ้างอิง และไฟจุดอ้างอิงจะสว่างขึ้น แสดงว่าแกนของเครื่องจักรได้กลับคืนสู่จุดอ้างอิงเรียบร้อยแล้ว
วิธีการสวิตช์แม่เหล็กสำหรับการกลับจุดอ้างอิง
ระบบวงเปิดมักใช้สวิตช์แม่เหล็กเหนี่ยวนำเพื่อกำหนดตำแหน่งการกลับจุดอ้างอิง ยกตัวอย่างเช่นเครื่องกลึงซีเอ็นซีบางรุ่น หลักการและกระบวนการของการใช้สวิตช์แม่เหล็กเพื่อกลับจุดอ้างอิงมีดังนี้
สองขั้นตอนแรกนั้นเหมือนกับขั้นตอนการดำเนินการของวิธีกริดสำหรับการส่งคืนจุดอ้างอิง
หลังจากบล็อกลดความเร็วปล่อยสวิตช์ลดความเร็ว และสถานะสัมผัสเปลี่ยนจากปิดเป็นเปิด ระบบ CNC จะรอสัญญาณสวิตช์เหนี่ยวนำปรากฏขึ้น ทันทีที่สัญญาณนี้ปรากฏขึ้น การเคลื่อนไหวของโต๊ะทำงานจะหยุดทันที ในเวลาเดียวกัน ระบบ CNC จะส่งสัญญาณเสร็จสิ้นการส่งคืนจุดอ้างอิง และไฟแสดงจุดอ้างอิงจะสว่างขึ้น แสดงว่าเครื่องมือกลได้ส่งคืนจุดอ้างอิงของแกนสำเร็จแล้ว
III. การวินิจฉัยและวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของเครื่องมือกล CNC ที่กลับสู่จุดอ้างอิง
เมื่อเกิดความผิดพลาดในจุดอ้างอิงกลับของเครื่องมือกล CNC ควรดำเนินการตรวจสอบโดยละเอียดตามหลักการตั้งแต่ง่ายไปจนถึงซับซ้อน
(ก) ความผิดพลาดที่ไม่มีสัญญาณเตือน
การเบี่ยงเบนจากระยะทางกริดคงที่
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เมื่อเริ่มต้นเครื่องมือเครื่องจักรและส่งคืนจุดอ้างอิงด้วยตนเองเป็นครั้งแรก เครื่องมือจะเบี่ยงเบนจากจุดอ้างอิงเป็นระยะทางกริดหนึ่งหรือหลายระยะ และระยะทางเบี่ยงเบนที่ตามมาจะได้รับการกำหนดคงที่ทุกครั้ง
การวิเคราะห์สาเหตุ: โดยทั่วไปแล้ว ตำแหน่งของบล็อกลดความเร็วไม่ถูกต้อง ความยาวของบล็อกลดความเร็วสั้นเกินไป หรือตำแหน่งของสวิตช์ควบคุมตำแหน่งที่ใช้สำหรับจุดอ้างอิงไม่ถูกต้อง ข้อผิดพลาดประเภทนี้มักเกิดขึ้นหลังจากติดตั้งและแก้ไขข้อบกพร่องเครื่องมือกลเป็นครั้งแรก หรือหลังจากการยกเครื่องครั้งใหญ่
วิธีแก้ปัญหา: สามารถปรับตำแหน่งของบล็อกลดความเร็วหรือสวิตช์ระยะใกล้ได้ และยังสามารถปรับความเร็วฟีดเร็วและค่าคงที่เวลาฟีดเร็วสำหรับการกลับจุดอ้างอิงได้อีกด้วย
การเบี่ยงเบนจากตำแหน่งสุ่มหรือการชดเชยเล็กน้อย
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เบี่ยงเบนจากตำแหน่งใดๆ ของจุดอ้างอิง ค่าเบี่ยงเบนจะเป็นแบบสุ่มหรือเล็กน้อย และระยะทางเบี่ยงเบนจะไม่เท่ากันทุกครั้งที่ดำเนินการส่งคืนจุดอ้างอิง
การวิเคราะห์สาเหตุ:
สัญญาณรบกวนจากภายนอก เช่น การต่อสายดินของชั้นป้องกันสายเคเบิลไม่ดี และสายสัญญาณของตัวเข้ารหัสพัลส์อยู่ใกล้กับสายเคเบิลแรงดันสูงเกินไป
แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่ใช้โดยตัวเข้ารหัสพัลส์หรือไม้บรรทัดวัดแสงมีค่าต่ำเกินไป (ต่ำกว่า 4.75V) หรือมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น
แผงควบคุมของชุดควบคุมความเร็วชำรุด
การเชื่อมต่อระหว่างแกนฟีดและมอเตอร์เซอร์โวหลวม
ขั้วต่อสายเคเบิลมีการสัมผัสที่ไม่ดีหรือสายเคเบิลเสียหาย
วิธีแก้ไข: ควรดำเนินการตามเหตุผลต่างๆ เช่น การปรับปรุงสายดิน การตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟ การเปลี่ยนแผงควบคุม การขันข้อต่อให้แน่น และการตรวจสอบสายเคเบิล
(B) ความผิดพลาดพร้อมสัญญาณเตือน
สัญญาณเตือนการเดินทางเกินกำหนดเนื่องจากไม่มีการลดความเร็ว
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เมื่อเครื่องมือกลกลับสู่จุดอ้างอิง จะไม่มีการลดความเร็วใดๆ และเครื่องมือจะเคลื่อนที่ต่อไปจนกระทั่งสัมผัสสวิตช์จำกัดและหยุดเนื่องจากการเคลื่อนที่เกินระยะที่กำหนด ไฟสีเขียวสำหรับกลับสู่จุดอ้างอิงจะไม่สว่างขึ้น และระบบ CNC จะแสดงสถานะ "ไม่พร้อม"
การวิเคราะห์สาเหตุ: สวิตช์ลดความเร็วสำหรับการกลับจุดอ้างอิงล้มเหลว ไม่สามารถรีเซ็ตหน้าสัมผัสสวิตช์ได้หลังจากกดลงไป หรือบล็อกลดความเร็วหลวมและเคลื่อนที่ ส่งผลให้พัลส์จุดศูนย์ไม่ทำงานเมื่อเครื่องมือกลกลับสู่จุดอ้างอิง และไม่สามารถป้อนสัญญาณลดความเร็วเข้าสู่ระบบ CNC ได้
วิธีแก้ไข: ใช้ปุ่มฟังก์ชัน “ปล่อยการเคลื่อนที่เกิน” เพื่อปล่อยพิกัดการเคลื่อนที่เกินของเครื่องมือกล เลื่อนเครื่องมือกลกลับภายในช่วงการเคลื่อนที่ จากนั้นตรวจสอบว่าสวิตช์ลดความเร็วสำหรับการกลับจุดอ้างอิงหลวมหรือไม่ และสายสัญญาณลดความเร็วของสวิตช์การเคลื่อนที่ที่เกี่ยวข้องมีไฟฟ้าลัดวงจรหรือวงจรเปิดหรือไม่
สัญญาณเตือนที่เกิดจากการไม่พบจุดอ้างอิงหลังจากการชะลอความเร็ว
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เกิดการชะลอตัวในระหว่างกระบวนการส่งคืนจุดอ้างอิง แต่จะหยุดลงจนกว่าจะสัมผัสสวิตช์จำกัดและส่งสัญญาณเตือน และไม่พบจุดอ้างอิง และการดำเนินการส่งคืนจุดอ้างอิงจะล้มเหลว
การวิเคราะห์สาเหตุ:
ตัวเข้ารหัส (หรือไม้บรรทัดวัดความเบี่ยงเบน) จะไม่ส่งสัญญาณแฟล็กศูนย์ซึ่งระบุว่าจุดอ้างอิงได้รับการส่งคืนในระหว่างการดำเนินการส่งคืนจุดอ้างอิง
ตำแหน่งเครื่องหมายศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงล้มเหลว
สัญญาณแฟล็กศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงสูญหายในระหว่างการส่งหรือการประมวลผล
เกิดความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์ในระบบการวัด และสัญญาณแฟล็กศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงไม่ได้รับการรู้จัก
วิธีแก้ปัญหา: ใช้การติดตามสัญญาณและใช้เครื่องออสซิลโลสโคปเพื่อตรวจสอบสัญญาณแฟล็กศูนย์ของจุดอ้างอิงที่ส่งกลับของตัวเข้ารหัสเพื่อตัดสินสาเหตุของความผิดพลาดและดำเนินการประมวลผลที่เกี่ยวข้อง
สัญญาณเตือนที่เกิดจากตำแหน่งจุดอ้างอิงที่ไม่ถูกต้อง
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เกิดการชะลอตัวในระหว่างกระบวนการส่งคืนจุดอ้างอิง และสัญญาณธงศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงปรากฏขึ้น และยังมีกระบวนการเบรกไปที่ศูนย์ แต่ตำแหน่งของจุดอ้างอิงไม่ถูกต้อง และการดำเนินการส่งคืนจุดอ้างอิงล้มเหลว
การวิเคราะห์สาเหตุ:
สัญญาณธงศูนย์ของการส่งคืนจุดอ้างอิงนั้นพลาดไป และระบบการวัดสามารถค้นหาสัญญาณนี้และหยุดได้หลังจากตัวเข้ารหัสพัลส์หมุนอีกหนึ่งรอบเท่านั้น ดังนั้นโต๊ะทำงานจึงหยุดที่ตำแหน่งในระยะทางที่เลือกจากจุดอ้างอิง
บล็อกลดความเร็วอยู่ใกล้กับตำแหน่งจุดอ้างอิงมากเกินไป และแกนพิกัดจะหยุดเมื่อไม่ได้เคลื่อนไปยังระยะทางที่กำหนด และไปสัมผัสสวิตช์จำกัด
เนื่องมาจากปัจจัยต่างๆ เช่น สัญญาณรบกวน บล็อกหลวม และแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไปของสัญญาณแฟล็กศูนย์ของจุดอ้างอิงที่ส่งกลับ ทำให้ตำแหน่งที่โต๊ะทำงานหยุดไม่แม่นยำและไม่มีความสม่ำเสมอ
วิธีแก้ไข: ดำเนินการตามเหตุผลต่างๆ เช่น การปรับตำแหน่งของบล็อกลดความเร็ว การกำจัดสัญญาณรบกวน การขันบล็อกให้แน่น และการตรวจสอบแรงดันสัญญาณ
สัญญาณเตือนที่เกิดจากการไม่กลับสู่จุดอ้างอิงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์
ปรากฏการณ์ความผิดพลาด: เมื่อเครื่องมือกลกลับสู่จุดอ้างอิง เครื่องมือจะส่งสัญญาณเตือนว่า “ไม่กลับสู่จุดอ้างอิง” และเครื่องมือกลจะไม่ดำเนินการกลับสู่จุดอ้างอิง
การวิเคราะห์สาเหตุ: อาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้ เช่น อัตราส่วนการขยายคำสั่ง (CMR), อัตราส่วนการขยายการตรวจจับ (DMR), ความเร็วฟีดเร็วสำหรับการกลับจุดอ้างอิง, ความเร็วในการลดความเร็วใกล้จุดเริ่มต้นถูกตั้งเป็นศูนย์ หรือสวิตช์การขยายเร็วและสวิตช์การขยายฟีดบนแผงควบคุมเครื่องมือกลถูกตั้งเป็น 0%
วิธีแก้ไข: ตรวจสอบและแก้ไขพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง
IV. บทสรุป
ความผิดพลาดในการกลับจุดอ้างอิงของเครื่องมือกลซีเอ็นซีนั้นมีสองกรณีหลักๆ คือ ความผิดพลาดในการกลับจุดอ้างอิงพร้อมสัญญาณเตือน และความผิดพลาดในการเลื่อนจุดอ้างอิงโดยไม่มีสัญญาณเตือน สำหรับความผิดพลาดที่มีสัญญาณเตือน ระบบซีเอ็นซีจะไม่ดำเนินการตามโปรแกรมการตัดเฉือน ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการผลิตของเสียจำนวนมากได้ ในขณะที่ความผิดพลาดในการเลื่อนจุดอ้างอิงโดยไม่มีสัญญาณเตือนนั้นมักถูกมองข้าม ซึ่งอาจนำไปสู่ของเสียจากชิ้นส่วนที่ผ่านการแปรรูปหรือแม้กระทั่งของเสียจำนวนมาก
สำหรับเครื่องจักรศูนย์เครื่องจักรกล เนื่องจากเครื่องจักรจำนวนมากใช้จุดอ้างอิงแกนพิกัดเป็นจุดเปลี่ยนเครื่องมือ จึงเกิดข้อผิดพลาดในการกลับจุดอ้างอิงได้ง่ายในระหว่างการทำงานระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อผิดพลาดจากการดริฟท์ของจุดอ้างอิงที่ไม่มีสัญญาณเตือน ดังนั้น ขอแนะนำให้ตั้งค่าจุดอ้างอิงที่สองและใช้คำสั่ง G30 X0 Y0 Z0 โดยวางตำแหน่งห่างจากจุดอ้างอิงที่กำหนด แม้ว่าการทำเช่นนี้จะทำให้เกิดความยากลำบากในการออกแบบแมกกาซีนเครื่องมือและแมนิพิวเลเตอร์ แต่ก็สามารถลดอัตราความล้มเหลวในการกลับจุดอ้างอิงและอัตราความล้มเหลวในการเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติของเครื่องมือได้อย่างมาก และจำเป็นต้องใช้จุดอ้างอิงกลับจุดเดียวเมื่อเริ่มใช้งานเครื่องมือ