أدوات الماكينة CNC هي منتجات متكاملة للغاية تجمع بين التقنيات الميكانيكية والهيدروليكية والكهربائية وتقنيات الحاسوب. تحدث أعطالها في الغالب كنتيجة شاملة للجوانب الميكانيكية والهيدروليكية والكهربائية. عندما تواجه أداة الماكينة CNC أعطالًا مثل الزحف أو الاهتزاز، نحتاج أيضًا إلى البحث عن سبب العطل من هذه الجوانب الثلاثة على التوالي. فقط من خلال تحديد سبب العطل بدقة يمكننا القضاء عليه بدقة.

أولاً. ما هو الزحف والاهتزاز

أثناء التشغيل بسرعات منخفضة للأجزاء المتحركة، قد يواجه نظام التغذية لأداة الماكينة CNC ظاهرة حيث تفشل الأجزاء المتحركة في البدء في البداية، ثم تتسارع فجأة بعد البدء، تتوقف مرة أخرى، وتتسارع مرة أخرى. هذا الحركة المتكررة للأجزاء المتحركة، التي تتناوب بين التوقف والقفز، البطيء والسريع، تسمى الزحف. ومع ذلك، عند التشغيل بسرعات عالية، ستشهد الأجزاء المتحركة اهتزازات واضحة.

يُعتقد عمومًا أن سبب الزحف في نظام تغذية أداة الماكينة CNC هو سوء التزييت بين الأجزاء المتحركة لأداة الماكينة، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة الاحتكاك الساكن عندما يتحرك طاولة العمل لأداة الماكينة. عند القيادة بواسطة المحرك، لا يمكن لطاولة العمل التحرك للأمام، مما يتسبب في حدوث تشوه مرن في المسمار الكروي وتخزين طاقة المحرك في هذا التشوه. عندما يستمر المحرك في القيادة وتصبح القوة المرنة الناتجة عن الطاقة المخزنة أكبر من قوة الاحتكاك الساكنة، تتحرك طاولة العمل لأداة الماكينة للأمام. تتكرر هذه العملية، مما يؤدي إلى ظاهرة الزحف.

في الواقع، هذا هو أحد الأسباب فقط. قد تكون أسباب هذه الأعطال أيضًا أعطال في سلسلة نقل التغذية الميكانيكية، أو مشاكل في الجزء الكهربائي من نظام التغذية، أو بسبب ضبط غير صحيح لمعايير النظام، أو قد يكون ناتجًا عن عطل مشترك في الأجزاء الميكانيكية والكهربائية.

ثانيًا. آليات توليد الزحف والاهتزاز

1. مبدأ الزحف

الزحف هو ظاهرة فيزيائية معقدة جدًا، ولكن يمكن تبسيطها إلى نموذج ميكانيكي لنظام نقل حركة خطي، كما هو موضح في الشكل 1.

في هذا النظام الميكانيكي المرن، يتحرك المكون المحرك 1 بسرعة ثابتة، بسرعة V. المتابع 3 متصل بعضوه المرن 2 والمخمد 5، ويتحرك على طول مستوى ثابت. في البداية، يبقى المكون المتحرك 3 ثابتًا بالنسبة للمستوى 4. يتحرك المكون المحرك 1 إلى اليمين، مضغوطًا العضو المرن 2، وتزداد قوته المرنة تدريجيًا. عندما تتجاوز القوة المرنة أقصى قوة احتكاك ساكنة بين المتابع 3 والمستوى 4، ينزلق المتابع 3 بسرعة إلى اليمين. في هذه النقطة، تتغير قوة الاحتكاك المؤثرة على المتابع 3 من احتكاك ساكن إلى احتكاك ديناميكي. نظرًا لأن قوة الاحتكاك الساكنة أقل من قوة الاحتكاك الديناميكية، فإنها تسبب تسارعًا في حركة المتابع 3. عندما ينزلق المتابع 3 إلى اليمين إلى موقع معين، تكون قوة الاحتكاك الديناميكية التي يتعرض لها مساوية للتوتر الذي يمارسه العضو المرن 2 إلى اليمين، ويتوقف المتابع 3. ثم، بعد فترة من الزمن، يتم ضغط العضو المرن 2 مرة أخرى ويجبر المتابع 3 على الانزلاق إلى اليمين مرة أخرى. ستتكرر الحركة بهذه الطريقة. على الرغم من أن المكون المحرك 1 يتحرك بسرعة ثابتة، فإن المكون المتحرك 3 يخضع لحركة متقطعة غير منتظمة بسبب التأثير المتناوب لقوى الاحتكاك الساكنة والديناميكية، أي تحدث ظاهرة الزحف.

2. مبدأ الاهتزاز

يوضح الشكل 2 النموذج الفيزيائي للفجوة. إذا كانت عزم القصور الذاتي للمكون الناتج أصغر بكثير من المكون المدخل، فإن الحركة تسيطر عليها بوضوح قوة الاحتكاك. عندما يتم دفع المخرج بواسطة المدخل، يبقى المكونان على اتصال ويتحركان معًا بنفس السرعة حتى يتحرك المكون المدخل في الاتجاه المعاكس. بعد الانعكاس، يبقى المكون الناتج في حالته الأصلية (ثابتًا) حتى يتصل المكون المدخل بالجانب الآخر وتختفي الفجوة.

في الحالة القصوى الأخرى، إذا كان احتكاك المكون الناتج صغيرًا جدًا بحيث يمكن تجاهله، فإن عزم القصور الذاتي يصبح العامل الحاسم للخصائص الديناميكية للسلسلة الميكانيكية. بعد مرور المكون المدخل عبر الفجوة، يبقى على اتصال مع المكون الناتج، مما يدفع المكون الناتج للتحرك بنفس السرعة حتى يصل المكون المدخل إلى سرعته القصوى. خلال هذه العملية، ينزلق المكون الناتج بسرعة ثابتة عند السرعة القصوى التي يمكن أن يحققها المكون المدخل ويتراجع تدريجيًا عن الاتصال بالمكون المدخل. بعد انعكاس المكون المدخل، عندما يتحرك المكون الناتج خارج الفجوة ب، سيتم حظره بواسطة الجانب الآخر من المكون المدخل، وسيحمل المكون الناتج مرة أخرى سرعة المكون المدخل.

ثالثًا. القضاء على أعطال الزحف والاهتزاز

عندما يتعلق الأمر بأعطال الزحف والاهتزاز في أدوات الماكينة CNC، لا ينبغي التسرع في استخلاص استنتاج. بدلاً من ذلك، بناءً على احتمال حدوث العطل، يجب سرد العوامل ذات الصلة التي قد تسبب الزحف والاهتزاز في أداة الماكينة CNC، ثم فحص كل عامل واحدًا تلو الآخر، وتحليل، وتحديد موقع، والقضاء على العطل. حيثما تم العثور على مشكلة، يتم تحليلها لمعرفة ما إذا كانت هي التناقض الرئيسي الذي يسبب العطل، حتى يتم تحديد كل عامل محتمل قد يؤدي إلى العطل. وأخيرًا، يتم أخذ الاعتبار الشامل واقتراح حل شامل للمشكلة للقضاء على العطل.

1. تحليل موقع حدوث العطل

عادةً ما تتطلب أعطال الزحف والاهتزاز البحث عن المشاكل في المكونات الميكانيكية وأنظمة سيرفو التغذية. لأن ظاهرة الزحف في نظام تغذية أداة الماكينة CNC عند السرعة المنخفضة غالبًا ما تعتمد على خصائص مكونات النقل الميكانيكية، وظاهرة الاهتزاز عند السرعة العالية عادةً ما ترتبط بقوة التحميل المسبق للأزواج المتحركة في سلسلة نقل التغذية. بالإضافة إلى ذلك، ترتبط مشاكل الزحف والاهتزاز ارتباطًا وثيقًا بسرعة التغذية، لذا يجب أيضًا تحليل حلقة السرعة ومعايير نظام سيرفو التغذية.

2. فحص وإزالة أعطال المكونات الميكانيكية

إذا كان سبب الزحف والاهتزاز يكمن في المكونات الميكانيكية، يجب فحص زوج السكة التوجيهية أولاً. نظرًا لأن مقاومة الاحتكاك التي تواجهها الأجزاء المتحركة تأتي بشكل رئيسي من زوج السكة التوجيهية، إذا كانت معاملات الاحتكاك الديناميكي والساكن لزوج السكة التوجيهية كبيرة والفارق بينهما أيضًا كبير، فسيكون من السهل التسبب في الزحف. على الرغم من استخدام الأدلة الدوارة، الأدلة الهيدرواستاتيكية أو الأدلة البلاستيكية على نطاق واسع في أزواج الأدلة لأدوات الماكينة CNC، إذا لم يتم ضبطها بشكل صحيح، يمكنها أيضًا التسبب في الزحف أو الاهتزاز. بالنسبة للسكك الهيدرواستاتيكية، يجب إيلاء اهتمام خاص للتحقق مما إذا كان الضغط الهيدرواستاتيكي قد تم إنشاؤه. يجب فحص السكك البلاستيكية لأي شوائب أو أجسام غريبة قد تعيق حركة زوج السكة التوجيهية. بالنسبة للسكك الدوارة، يجب فحص التحميل المسبق لضمان حالته الجيدة.

قد يسبب سوء تزييت زوج السكة التوجيهية أيضًا مشاكل الزحف. أحيانًا، يكون حدوث الزحف فقط بسبب سوء حالة التزييت لزوج السكة التوجيهية. في هذه الحالة، يعد استخدام زيت تزييت السكة التوجيهية ذو وظيفة مقاومة الزحف إجراءً فعالًا جدًا. يحتوي هذا الزيت على إضافات قطبية يمكنها تشكيل طبقة من فيلم الزيت على سطح السكة التوجيهية يصعب كسرها، مما يحسن خصائص الاحتكاك للسكة التوجيهية.

ثانيًا، من الضروري فحص سلسلة قيادة التغذية. في نظام التغذية، يجب أن يمر جهاز القيادة السيرفو عبر سلسلة نقل تتكون من تروس، أزواج صواميل المسمار الرصاصي أو أزواج نقل أخرى بين الأجزاء المتحركة. تعزيز الصلابة الالتوائية والشدية-الانضغاطية لهذه السلسلة بشكل فعال مفيد جدًا لتحسين دقة الحركة والقضاء على الزحف. أحد أسباب زحف الأجزاء المتحركة غالبًا ما يكون بسبب عدم كفاية الشد المسبق أو الشد المسبق للمحامل، أزواج صواميل المسمار الرصاصي، والمسمار الرصاصي نفسه. طول سلسلة النقل الكبير، قطر عمود النقل الصغير، وصلابة الدعم وقاعدة الدعم غير الكافية هي أيضًا عوامل لا يمكن تجاهلها في التسبب في الزحف. لذلك، عند الفحص، من الضروري أيضًا النظر فيما إذا كانت هناك عيوب في هذه الجوانب.

بالإضافة إلى ذلك، قد تتسبب الاتصالات الميكانيكية السيئة، مثل الوصلات التالفة، في اهتزاز وزحف أداة الماكينة.

3. فحص واستكشاف أعطال نظام سيرفو التغذية

إذا كان سبب أعطال الزحف والاهتزاز يكمن في نظام سيرفو التغذية، فمن الضروري فحص كل رابط ذي صلة في نظام السيرفو بشكل منفصل. يجب فحص منظم السرعة، المحرك السيرفو أو مولد التاكوجين، دقة الاستيفاء في النظام، كسب النظام، ما إذا كانت هناك أية أخطاء في إعداد معلمات النظام المتعلقة بالتحكم في الموضع، ما إذا كان قضيب الدائرة القصيرة في وحدة التحكم في السرعة مضبوطًا بشكل صحيح، ما إذا كان هناك أي انحراف في ضبط مقاومة الكسب، وما إذا كانت دائرة وحدة التحكم في السرعة في حالة جيدة، إلخ. فحص كل عنصر واحدًا تلو الآخر، وتصنيفه والقضاء عليه.

بالنسبة لأعطال منظم السرعة، يتركز الفحص بشكل رئيسي على ما إذا كانت هناك أية مشكلات في إشارة الإدخال، إشارة التغذية الراجعة، ومنظم السرعة نفسه. يمكن الكشف عن إشارة الإدخال من خلال الإشارة التناظرية VCMD المرسلة إلى منظم السرعة عبر تحويل D/A من عداد انحراف الموضع. إذا كانت هناك إشارة اهتزاز دورة واحدة، فلا شك أن اهتزاز أداة الماكينة صحيح، ولا توجد مشكلة في جزء منظم السرعة، ولكن المشكلة تكمن في المضخم المسبق. ثم يتم البحث عن المشكلة في محول D/A أو عداد الانحراف. إذا لم تظهر نتائج القياس أي موجات دورية للاهتزاز، يجب أن تكون المشكلة في إشارة التغذية الراجعة ومنظم السرعة.

بالنسبة لخلل إشارة التغذية الراجعة لمحرك التاكو، نظرًا لأن إشارة التغذية الراجعة وإشارة الإدخال متطابقتان تمامًا للمنظم، فإن تقلب إشارة التغذية الراجعة سيؤدي حتمًا إلى تعديل منظم السرعة في الاتجاه المعاكس، مما يؤدي بدوره إلى اهتزاز أداة الماكينة.

بالنسبة لأعطال المحرك، عندما يكون تردد اهتزاز أداة الماكينة بنسبة معينة إلى سرعة المحرك، تكون الخطوة الأولى هي التحقق مما إذا كان المحرك معطلاً. فحص حالة سطح فرش الكربون والموصلات، وكذلك تزييت الكرات الحاملة.

بالنسبة لخلل مشفر النبض أو مولد التاكوجين، يمكن إجراء القياس والفحص وفقًا للطرق التالية. أولاً، افصل حلقة الموضع وحلقة السرعة، قم بتدوير المحرك اليدوي، وراقب جهد محول F/V على لوحة الدائرة المطبوعة لوحدة التحكم في السرعة. إذا كان هناك انخفاض مفاجئ في شكل موجة الجهد، فهذا يشير إلى أن مكون التغذية الراجعة معطل.

مشكلة شائعة في مولدات التاكوجين هي تراكم مسحوق الكربون الذي تم كشطه بواسطة فرش الكربون في الأخاديد بين شرائح الموصل، مما يسبب دوائر قصيرة بين شرائح الموصل في مولد التاكوجين. بمجرد حدوث مثل هذه المشكلة، ستتسبب في اهتزاز.

قد يعاني النظام ذو الحلقة المغلقة أيضًا من تذبذب النظام بسبب إعدادات المعلمات غير المعقولة. أفضل طريقة للقضاء على التذبذب هي تقليل عامل التضخيم. في نظام FUNAC، عند ضبط RV1، قم بتدويره عكس اتجاه عقارب الساعة. في هذه النقطة، يمكن ملاحظة تحسن كبير في الحال. ومع ذلك، بسبب نطاق ضبط مقاومة RV1 الصغير نسبيًا، قد لا يمكن ضبطها بشكل صحيح أحيانًا. في مثل هذه الحالات، يجب تغيير قضيب الدائرة القصيرة، أي قطع قيمة مقاومة التغذية الراجعة لتقليل عامل التضخيم للمنظم بأكمله.

بالنسبة للتداخل الخارجي، إذا كان تداخلاً ثابتًا، يمكن فحص أشكال موجات محول F/V، طرف كشف التيار والطرف التزامني لمعرفة ما إذا كان هناك تداخل واتخاذ التدابير المناسبة. بالنسبة للتداخل العرضي، يمكن تجنبه قدر الإمكان من خلال الحماية الفعالة، التأريض الموثوق به، وتدابير أخرى.