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Fehlerbehebung bei CNC-Maschinen: Positionierungsfehler, Spiel, Encoder, thermische Kompensation und Servomotoreinstellung

Technical analysis: Troubleshooting CNC machine positioning errors: ballscrew backlash, encoder feedback, thermal compen

Тroubleshooting CNC машини: Помилки позиціонування, backlash, кодер, термічна компенсація та налаштування сервомотора - UNITEC-D Industrial MRO
Посібник з діагностики помилок позиціонування на CNC-машинах, включає діагностичні інструменти, аналіз причин та методи вирішення. Використовуйте для швидкого виявлення та виправлення несправностей.

1. Beschreibung und Umfang des Problems

Dies ist ein Leitfaden zur Diagnose von Positionierungsfehlern an CNC-Maschinen, die durch Spiel im Gewindetrieb, falsche Rückmeldung vom Encoder, thermische Abweichungen oder falsche Servoeinstellungen verursacht werden. Diese Probleme können die Produktionsgenauigkeit, die Produktqualität und die Langlebigkeit der Ausrüstung beeinträchtigen. Positionierungsfehler werden als kritisch eingestuft, wenn sie zu einem Produktausschuss oder einer Produktionsunterbrechung führen, oder als mittelschwer, wenn sie die Qualität beeinträchtigen, aber keinen Stillstand erfordern.

2. Sicherheitsvorkehrungen

Anforderungen an die Verwendung persönlicher Schutzausrüstung: Verwenden Sie Handschuhe, Brillen, Hosen und Spezialschuhe. Sperren Sie das Gerät und kennzeichnen Sie die Stromversorgung als ausgeschaltet, bevor Sie Diagnoseschritte durchführen. Trennen Sie die Stromversorgung mithilfe des LOTO-Verfahrens (Lockout and Tagout), um Notfälle zu vermeiden.

3. Notwendige Diagnosewerkzeuge

Werkzeug Modell/Spezifikation Messbereich Das Ziel
Multimeter Fluke 87V 0-2000 mA / 0-200 V / 0-1000 Ω Messung von Strom, Spannung und Widerstand
Thermograph FLIR T1030 -20°C bis 1000°C Erkennung thermischer Abweichungen
Vibrationsanalysator Brüel & Kjær 4390 0,1–100.000 Hz Vibrationsmessung und Unwuchterkennung
Mikrometer Mitutoyo 293-630 0–25 mm Messung des Spiels in einem Gewindetrieb
Tragbarer Computer Lenovo ThinkPad T490 – Datenspeicherung und -analyse

4. Die Checkliste für die erste Inspektion

Artikel Beschreibung
1 Überprüfen Sie die Strom- und Bodenverhältnisse
2 Notieren Sie die Temperatur des Geräts
3 Überprüfen Sie den Alarm- und Fehlerverlauf
4 Erfassen Sie die aktuellen Betriebsbedingungen (Spannung, Temperatur)
5 Überprüfen Sie, ob sich Komponenten geändert haben

5. Systematischer Diagnoseablauf

  1. Symptom: Positionierungsfehler, unebene Oberflächen.

    1. Verwenden Sie einen Thermographen, um thermische Anomalien zu erkennen.
    2. Notieren Sie die Temperatur der jeweiligen Zonen.
    3. Wenn die Temperatur höher als 55 °C ist, überprüfen Sie die thermische Kompensation.

  2. Symptom: Instabile Position, Abweichung.

    1. Messen Sie die Vibration an den relevanten Knoten.
    2. Wenn die Vibration größer als 10 mm/s ist, überprüfen Sie die Unwucht.
    3. Verwenden Sie eine Mikrometerschraube, um das Spiel zu messen.

  3. Symptom: Falsche Urlaubsinformationen.

    1. Überprüfen Sie den Geberanschluss.
    2. Verwenden Sie ein Multimeter, um den Widerstand zu messen.
    3. Wenn der Widerstand höher als 1000 Ω ist, überprüfen Sie den Encoder.

  4. Symptom: Unzureichende Ausführungsgeschwindigkeit.

    1. Überprüfen Sie die Servoeinstellungen.
    2. Verwenden Sie ein Multimeter, um den Strom zu messen.
    3. Wenn der Strom höher als 2000 mA ist, überprüfen Sie den Servomotor.

6. Matrix der Fehlerursachen

Symptom Gründe (wahrscheinlich) Diagnostische Tests Erwartetes Ergebnis
Positionierungsfehler 1. Spiel im Gewindetrieb Spielmessung Spiel > 0,05 mm
Positionierungsfehler 2. Falsche Urlaubsangaben Encoder-Überprüfung Encoderwiderstand > 1000 Ω
Positionierungsfehler 3. Thermische Abweichungen Thermografie Temperatur > 55°C
Positionierungsfehler 4. Falsche Einstellung des Servomotors Aktuelle Messung Strom > 2000 mA

7. Untersuchen Sie die Grundursache jeder Fehlfunktion

Spiel im Gewindetrieb

Spiel wird durch verschlissene Schrauben- oder Kugellager oder durch mangelnde Einstellung verursacht. Ist das Spiel höher als 0,05 mm, führt dies zu unebenen Oberflächen und Genauigkeitsverlusten. Verwenden Sie zur Bestätigung eine Mikrometerschraube. Bei Nichtbeachtung kann es zu Schäden an den Instrumenten kommen.

Falsche Angaben zur Freizeit

Aufgrund eines Encoderfehlers oder einer falschen Verbindung kann es zu falschen Informationen zur Auszeit kommen. Liegt der Encoderwiderstand über 1000 Ω, deutet dies auf eine Fehlfunktion hin. Wenn dies nicht behoben wird, kann es zu einer falschen Positionsbestimmung kommen.

Thermische Abweichungen

Aufgrund einer Temperaturänderung entstehen thermische Abweichungen, die sich auf die Eigenschaften von Materialien auswirken. Wenn die Temperatur höher als 55 °C ist, kann es zu einer falschen Positionierung kommen. Verwenden Sie zur Bestätigung einen Thermographen.

Falsche Servoeinstellung

Aufgrund einer instabilen Stromversorgung oder eines Ausfalls kann es zu einer Fehlausrichtung des Servomotors kommen. Wenn der Strom höher als 2000 mA ist, kann es zu Überhitzung kommen. Verwenden Sie zur Bestätigung ein Multimeter.

8. Schritt-für-Schritt-Lösungsverfahren

Spiel im Gewindetrieb

  1. Messen Sie das Spiel mit einem Mikrometer.
  2. Bei Spiel > 0,05 mm alte Bauteile ausbauen.
  3. Ersetzen Sie die Schraube oder Lager.
  4. Überprüfen Sie die Laufwerkseinstellungen.
  5. Überprüfen Sie die Positionierungsgenauigkeit.

Falsche Angaben zur Freizeit

  1. Überprüfen Sie den Geberanschluss.
  2. Messen Sie den Widerstand des Encoders mit einem Multimeter.
  3. Wenn der Widerstand > 1000 Ω ist, tauschen Sie den Encoder aus.
  4. Überprüfen Sie die Informationen zur Freizeit.
  5. Überprüfen Sie die Positionierungsgenauigkeit.

Thermische Abweichungen

  1. Verwenden Sie einen Thermographen, um die Temperatur zu messen.
  2. Wenn die Temperatur > 55 °C ist, verwenden Sie eine thermische Kompensation.
  3. Überprüfen Sie die Einstellungen der Temperaturregelung.
  4. Überprüfen Sie die Positionierungsgenauigkeit.

Falsche Servoeinstellung

  1. Messen Sie den Servostrom mit einem Multimeter.
  2. Wenn der Strom > 2000 mA beträgt, überprüfen Sie die Stromversorgung.
  3. Stellen Sie den Servomotor wie empfohlen ein.
  4. Überprüfen Sie die Positionierungsgenauigkeit.

9. Vorbeugende Maßnahmen

Die Grundursache Präventionsstrategie Überwachungsmethode Empfohlenes Intervall
Spiel im Gewindetrieb Regelmäßige Schmierung und Wiederherstellung der Lager Mikrometer Alle 6 Monate
Falsche Angaben zur Freizeit Regelmäßige Überprüfung des Codierers Multimeter Alle 3 Monate
Thermische Abweichungen Verwendung der thermischen Kompensation Thermograph Alle 6 Monate
Falsche Servoeinstellung Regelmäßige Inspektion des Servomotors Multimeter Alle 3 Monate

10. Ersatzteile und Komponenten

Komponentenbeschreibung Spezifikation Wann ersetzen? Kategorie UNITEC-D
Schraube mit Kugellager Material: Kohlenstoffstahl, Durchmesser: 20 mm Wenn Spiel > 0,05 mm 0001001
Programmierer Modell: Encoder 1000, Spannung: 24 V Wenn Widerstand > 1000 Ω 0001002
Thermische Kompensation Typ: Thermosensor, Spannung: 24 V Wenn die Temperatur > 55°C beträgt 0001003
Servomotor Modell: Servomotor 500, Spannung: 24 V Wenn der Strom > 2000 mA 0001004

Ersatzteile finden Sie im UNITEC-D-E-Katalog: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Links

  • DSTU 2004-13-398: Technische Bedingungen für die Gerätegenauigkeit
  • EN 13468: Messstandards für Geräte
  • ISO 10791: Genauigkeit von CNC-Geräten
  • Technische OEM-Dokumentation
  • Technische Handbücher von UNITEC-D

Konformität: CE, UkrSEPRO

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