Анализ и решения проблем с разжимом инструмента в обрабатывающих центрах
Аннотация: В данной статье подробно рассматриваются распространённые неисправности при разжиме инструмента в обрабатывающих центрах и соответствующие решения по их устранению. Автоматическое устройство смены инструмента (ATC) обрабатывающего центра оказывает решающее влияние на эффективность и точность обработки, а неисправности разжима инструмента являются относительно распространёнными и сложными проблемами среди них. Благодаря глубокому анализу различных причин неисправностей, таких как неисправности в таких компонентах, как электромагнитный клапан разжима инструмента, цилиндр удара инструмента шпинделя, пружинные пластины и тяговые захваты, а также проблемы, связанные с источниками воздуха, кнопками и цепями, и в сочетании с соответствующими мерами по устранению неисправностей, статья направлена на то, чтобы помочь операторам и обслуживающему персоналу обрабатывающих центров быстро и точно диагностировать и устранять неисправности разжима инструмента, обеспечивать нормальную и стабильную работу обрабатывающих центров, а также повышать эффективность производства и качество обработки.
I. Введение
Будучи основным оборудованием в области современной механической обработки, устройство автоматической смены инструмента (УСИ) обрабатывающего центра значительно повысило эффективность и точность обработки. Среди прочего, операция разжима инструмента является ключевым звеном в процессе автоматической смены инструмента. Неисправность механизма разжима инструмента напрямую приводит к остановке обработки и влияет на производственный процесс и качество продукции. Поэтому крайне важно иметь глубокое понимание распространённых неисправностей, возникающих при разжиме инструмента обрабатывающих центров, и способов их устранения.
II. Обзор типов устройств автоматической смены инструмента в обрабатывающих центрах и неисправностей, связанных с разжимом инструмента
Существует два основных метода смены инструмента для автоматического устройства смены инструмента (ATC) в обрабатывающих центрах. Один из них заключается в том, что инструмент загружается непосредственно в шпиндель из инструментального магазина. Этот метод применим к небольшим обрабатывающим центрам, характеризующимся относительно небольшим инструментальным магазином, меньшим количеством инструментов и относительно простой операцией смены инструмента. При возникновении неисправностей, таких как падение инструмента, благодаря относительно простой конструкции, легко найти первопричину проблемы и своевременно ее устранить. Другой метод заключается в использовании манипулятора для завершения замены инструмента между шпинделем и инструментальным магазином. С точки зрения конструкции и эксплуатации этот метод относительно сложен, поскольку требует скоординированного взаимодействия множества механических компонентов и операций. Поэтому вероятность и типы неисправностей во время процесса разжима инструмента относительно многочисленны.
При эксплуатации обрабатывающих центров типичным проявлением неисправностей механизма разжима инструмента является отсутствие освобождения инструмента. Эта неисправность может быть вызвана различными причинами, и далее будет проведен подробный анализ различных причин неисправностей.
При эксплуатации обрабатывающих центров типичным проявлением неисправностей механизма разжима инструмента является отсутствие освобождения инструмента. Эта неисправность может быть вызвана различными причинами, и далее будет проведен подробный анализ различных причин неисправностей.
III. Анализ причин неисправностей разжима инструмента
(I) Повреждение электромагнитного клапана разжима инструмента
Электромагнитный клапан разжима инструмента играет ключевую роль в управлении направлением потока воздуха или гидравлического масла во время процесса разжима инструмента. При повреждении электромагнитного клапана он может не переключать воздушный или масляный контур нормально, что приводит к невозможности передачи мощности, необходимой для разжима инструмента, к соответствующим компонентам. Например, в электромагнитном клапане могут возникнуть такие проблемы, как заклинивание сердечника клапана или перегорание электромагнитной катушки. При заклинивании сердечника клапана электромагнитный клапан не сможет переключать состояние каналов внутри клапана в соответствии с инструкциями. Перегорание электромагнитной катушки напрямую приведёт к потере функции управления электромагнитным клапаном.
(II) Повреждение цилиндра удара инструмента по шпинделю
Цилиндр удара инструмента шпинделя является важным компонентом, обеспечивающим силу разжима инструмента. Повреждение цилиндра удара инструмента может проявляться в виде утечки воздуха или масла, вызванной старением или повреждением уплотнений, что приводит к неспособности цилиндра удара инструмента создавать достаточное усилие для завершения разжима инструмента. Кроме того, износ или деформация таких компонентов, как поршень и шток поршня внутри цилиндра удара инструмента, также влияет на его нормальную работу и затрудняет разжим инструмента.
(III) Повреждение пружинных пластин шпинделя
Пружинные пластины шпинделя играют вспомогательную роль в процессе разжима инструмента, например, обеспечивая определённый упругий буфер при затягивании и ослаблении инструмента. При повреждении пружинных пластин они могут не обеспечивать необходимую упругую силу, что приводит к неравномерному разжиму инструмента. Пружинные пластины могут иметь такие дефекты, как трещины, деформации или снижение упругости. Повреждённая пружинная пластина не сможет нормально функционировать. Деформированная пружинная пластина изменит свои несущие характеристики, а снижение упругости может привести к неполному отрыву инструмента от зажатого шпинделя во время разжима инструмента.
(IV) Повреждение захватов шпинделя
Зажимные лапки шпинделя – это компоненты, которые непосредственно контактируют с хвостовиком инструмента, обеспечивая его затягивание и ослабление. Повреждение зажимных лапок может быть вызвано износом в результате длительного использования, что приводит к снижению точности соединения зажимных лапок с хвостовиком инструмента и невозможности эффективного захвата или освобождения инструмента. Зажимные лапки также могут иметь серьёзные повреждения, такие как трещины или деформации. В таких случаях инструмент невозможно будет нормально ослабить.
(V) Недостаточный источник воздуха
В обрабатывающих центрах, оснащённых пневматической системой разжима инструмента, стабильность и достаточность источника воздуха имеют решающее значение для процесса разжима инструмента. Недостаток воздуха может быть вызван такими причинами, как отказ воздушного компрессора, разрыв или засорение воздухопроводов, а также неправильная регулировка давления воздуха. При недостаточном давлении воздуха он не сможет обеспечить достаточную мощность для устройства разжима инструмента, что приведёт к некорректной работе таких компонентов, как ударный цилиндр инструмента, и, как следствие, к неисправности, связанной с невозможностью разжима инструмента.
(VI) Плохой контакт кнопки разжима инструмента
Кнопка разжима инструмента — это рабочий элемент, используемый оператором для подачи команды на разжим инструмента. Плохой контакт кнопки может привести к невозможности нормальной передачи сигнала разжима инструмента в систему управления, что, в свою очередь, может привести к невозможности запуска операции разжима инструмента. Плохой контакт кнопки может быть вызван такими причинами, как окисление, износ внутренних контактов или поломка пружины.
(VII) Разрывы цепи
Управление разжимом инструмента в обрабатывающем центре осуществляется посредством соединения электрических цепей. Обрыв цепей приводит к прерыванию управляющих сигналов. Например, цепи, соединяющие такие компоненты, как электромагнитный клапан разжима инструмента и датчик цилиндра удара инструмента, могут выйти из строя из-за длительной вибрации, износа или воздействия внешних сил. После разрыва цепей соответствующие компоненты не могут получать правильные управляющие сигналы, и операция разжима инструмента не может быть выполнена нормально.
(VIII) Недостаток масла в масляной чашке ударного цилиндра инструмента
На обрабатывающих центрах, оснащенных гидравлическим цилиндром удара инструмента, недостаток масла в масляной чашке цилиндра удара инструмента может повлиять на его нормальную работу. Недостаток масла приведет к ухудшению смазки внутри цилиндра удара инструмента, увеличению сопротивления трения между компонентами и может привести к тому, что цилиндр удара инструмента не сможет создать достаточное давление масла для перемещения поршня, что повлияет на плавность процесса разжима инструмента.
(IX) Цанговый патрон хвостовика инструмента заказчика не соответствует требуемым характеристикам
Если используемая заказчиком цанга для хвостовика инструмента не соответствует требованиям обрабатывающего центра, могут возникнуть проблемы при разжиме инструмента. Например, если размер цанги слишком большой или слишком маленький, это может привести к тому, что захваты шпинделя не смогут правильно захватить или освободить хвостовик инструмента, или будут создавать чрезмерное сопротивление при разжиме инструмента, что приведет к невозможности его разжимания.
IV. Методы устранения неисправностей при разжиме инструмента
(I) Проверьте работу электромагнитного клапана и замените его, если он поврежден.
Во-первых, используйте профессиональные инструменты для проверки работы электромагнитного клапана, разжимающего инструмент. Вы можете понаблюдать за работой сердечника электромагнитного клапана при включении и выключении, или использовать мультиметр, чтобы проверить, находится ли сопротивление электромагнитной катушки электромагнитного клапана в пределах нормы. Если обнаружено, что сердечник клапана застрял, попробуйте очистить и обслужить электромагнитный клапан, чтобы удалить загрязнения и грязь с поверхности сердечника клапана. Если электромагнитная катушка перегорела, необходимо заменить электромагнитный клапан. При замене электромагнитного клапана убедитесь, что выбран продукт той же или совместимой модели, что и оригинальный, и установите его в соответствии с правильной инструкцией по установке.
(II) Проверьте работу ударного цилиндра инструмента и замените его, если он поврежден.
Для цилиндра удара инструмента шпинделя проверьте его герметичность, движение поршня и т.д. Вы можете предварительно оценить, повреждены ли уплотнения, наблюдая за утечкой воздуха или масла снаружи цилиндра удара инструмента. При наличии утечки необходимо разобрать цилиндр удара инструмента и заменить уплотнения. Одновременно проверьте, нет ли износа или деформации таких компонентов, как поршень и шток поршня. При наличии проблем соответствующие компоненты следует своевременно заменить. При установке цилиндра удара инструмента обратите внимание на регулировку хода и положения поршня, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям операции разжима инструмента.
(III) Проверьте степень повреждения пружинных пластин и замените их при необходимости.
При проверке пружинных пластин шпинделя тщательно проверьте наличие явных повреждений, таких как трещины или деформации. Незначительно деформированные пружинные пластины можно попытаться отремонтировать. Однако, если пластины сломаны, сильно деформированы или имеют ослабленную эластичность, их необходимо заменить новыми. При замене пружинных пластин обратите внимание на выбор соответствующих характеристик и материалов, чтобы их характеристики соответствовали требованиям обрабатывающего центра.
(IV) Проверьте, находятся ли захваты шпинделя в хорошем состоянии, и замените их, если они повреждены или изношены.
При проверке захватов шпинделя сначала осмотрите их на наличие износа, трещин и т. д. Затем с помощью специальных инструментов проверьте точность посадки захватов на хвостовике инструмента, например, не слишком ли велик зазор. Изношенные захваты можно отремонтировать. Например, точность поверхности можно восстановить шлифовкой и другими способами. Если захваты сломаны или сильно изношены и не подлежат ремонту, необходимо заменить их новыми. После замены захватов необходимо провести их отладку, чтобы убедиться в правильном захвате и освобождении инструмента.
(V) Проверьте степень повреждения кнопки и замените ее, если она повреждена.
Для кнопки разжима инструмента разберите корпус кнопки и проверьте внутренние контакты на наличие окисления и износа, а также упругость пружины. Если контакты окислены, можно аккуратно отполировать их наждачной бумагой, чтобы удалить оксидный слой. Если контакты сильно изношены или пружина вышла из строя, следует заменить кнопку. При установке кнопки убедитесь, что она надёжно закреплена, работает нормально и может точно передавать сигнал разжима инструмента в систему управления.
(VI) Проверьте, не оборваны ли цепи
Проверьте цепи управления разжиманием инструмента на наличие обрывов. При подозрении на обрыв можно использовать мультиметр для проверки целостности цепи. Если цепи повреждены, определите точное место обрыва, отрежьте повреждённый участок, а затем используйте подходящие инструменты для соединения проводов, например, сварку или обжим, для их соединения. После подключения используйте изоляционные материалы, например, изоленту, для изоляции соединений цепи во избежание короткого замыкания и других проблем.
(VII) Залейте масло в масляный стакан цилиндра ударного инструмента.
Если неисправность вызвана нехваткой масла в масляном стакане цилиндра удара инструмента, сначала определите его положение. Затем медленно залейте масло в масляный стакан, используя гидравлическое масло указанного типа, следя за уровнем масла в стакане и не превышая верхнюю границу шкалы. После заправки масла запустите обрабатывающий центр и проведите несколько пробных операций по разжатию инструмента, чтобы обеспечить полную циркуляцию масла в цилиндре удара инструмента и убедиться в его нормальной работе.
(VIII) Установите цанги, соответствующие стандарту
При обнаружении несоответствия цанги хвостовика инструмента, установленной заказчиком, требуемым характеристикам, заказчик должен быть своевременно уведомлен об этом и обязан заменить цангу хвостовика инструмента на соответствующую стандартным характеристикам обрабатывающего центра. После замены цанги проверьте правильность установки инструмента и процесс разжима инструмента, чтобы убедиться в отсутствии неисправностей разжима инструмента, вызванных проблемами с цангой.
V. Профилактические меры по устранению неисправностей при разжиме инструмента
Помимо возможности оперативного устранения неисправностей, связанных с разжатием инструмента, в случае их возникновения, принятие некоторых профилактических мер может эффективно снизить вероятность возникновения неисправностей, связанных с разжатием инструмента.
(I) Регулярное техническое обслуживание
Разработайте разумный план технического обслуживания обрабатывающего центра и регулярно проверяйте, очищайте, смазывайте и регулируйте компоненты, связанные с разжимом инструмента. Например, регулярно проверяйте работоспособность электромагнитного клапана разжима инструмента и очищайте сердечник клапана; проверяйте состояние уплотнений и состояние масла в цилиндре удара инструмента и своевременно заменяйте изношенные уплотнения и доливайте масло; проверяйте износ тяговых захватов шпинделя и пружинных пластин и выполняйте необходимый ремонт или замену.
(II) Правильная эксплуатация и использование
Операторы должны пройти профессиональную подготовку и быть знакомы с рабочим процессом обрабатывающего центра. Во время работы правильно используйте кнопку разжима инструмента и избегайте ошибок. Например, не нажимайте кнопку разжима инструмента с усилием во время вращения инструмента, чтобы не повредить компоненты разжима. Также обратите внимание на правильность установки хвостовика инструмента и соответствие цанги хвостовика требуемым характеристикам.
(III) Контроль окружающей среды
Поддерживайте чистоту, сухость и необходимую температуру рабочей среды обрабатывающего центра. Не допускайте попадания посторонних частиц, таких как пыль и влага, внутрь устройства разжима инструмента, чтобы предотвратить ржавчину, коррозию и засорение компонентов. Следите за тем, чтобы температура рабочей среды обрабатывающего центра находилась в допустимом диапазоне, чтобы избежать снижения производительности или повреждения компонентов из-за слишком высоких или слишком низких температур.
VI. Заключение
Неисправности разжима инструмента в обрабатывающих центрах являются одним из важных факторов, влияющих на нормальную работу обрабатывающих центров. Благодаря детальному анализу распространенных причин неисправностей разжима инструмента, включая повреждения таких компонентов, как электромагнитный клапан разжима инструмента, цилиндр удара инструмента шпинделя, пружинные пластины и тяговые захваты, а также проблемы, связанные с источниками воздуха, кнопками и цепями, и в сочетании с соответствующими методами устранения неисправностей, такими как обнаружение и замена поврежденных компонентов, заправка маслом и регулировка цепей, а также в сочетании с профилактическими мерами, такими как регулярное техническое обслуживание, правильная эксплуатация и контроль окружающей среды, можно эффективно повысить надежность разжима инструмента в обрабатывающих центрах, снизить вероятность неисправностей, обеспечить эффективную и стабильную работу обрабатывающих центров, а также повысить эффективность производства и качество продукции механической обработки. Операторы и обслуживающий персонал обрабатывающих центров должны иметь глубокое понимание причин неисправностей и решений, чтобы иметь возможность быстро и точно диагностировать и устранять неисправности, связанные с разжатием инструмента, на практической работе и оказывать надежную поддержку производственным предприятиям.