Analyse et solutions au problème du mouvement erratique des coordonnées des machines-outils dans les centres d'usinage
Dans le domaine de l'usinage mécanique, le fonctionnement stable des centres d'usinage joue un rôle essentiel dans la qualité des produits et l'efficacité de la production. Cependant, des dysfonctionnements liés à des mouvements erratiques des coordonnées des machines-outils surviennent occasionnellement, causant de nombreux problèmes aux opérateurs et pouvant entraîner de graves accidents de production. Cet article approfondit les problèmes liés aux mouvements erratiques des coordonnées des machines-outils dans les centres d'usinage et propose des solutions pratiques.
I. Phénomène et description du problème
En conditions normales, lorsqu'un centre d'usinage exécute un programme après une prise d'origine au démarrage, les coordonnées et la position de la machine-outil peuvent rester correctes. Cependant, une fois la prise d'origine terminée, si la machine-outil est actionnée manuellement ou par volant, des écarts apparaîtront dans l'affichage des coordonnées de la pièce et de la machine-outil. Par exemple, lors d'un essai sur le terrain, après une prise d'origine au démarrage, l'axe X de la machine-outil est déplacé manuellement de 10 mm, puis l'instruction G55G90X0 est exécutée en mode MDI. Il est fréquent que la position réelle de la machine-outil soit incohérente avec les coordonnées attendues. Cette incohérence peut se manifester par des écarts dans les valeurs de coordonnées, des erreurs dans le sens de déplacement de la machine-outil ou une déviation complète de la trajectoire prédéfinie.
II. Analyse des causes possibles des dysfonctionnements
(I) Facteurs d'assemblage mécanique
La précision de l'assemblage mécanique affecte directement la précision des points de référence de la machine-outil. Si, lors de l'assemblage, les composants de transmission de chaque axe de coordonnées ne sont pas correctement installés (par exemple, jeux entre la vis et l'écrou, ou problèmes de montage du rail de guidage non parallèle ou non perpendiculaire), des écarts de déplacement supplémentaires peuvent survenir pendant le fonctionnement de la machine-outil, entraînant un décalage des points de référence. Ce décalage peut ne pas être complètement corrigé lors de la prise d'origine de la machine-outil, ce qui peut entraîner un déplacement erratique des coordonnées lors des opérations manuelles ou automatiques ultérieures.
(II) Erreurs de paramètres et de programmation
- Compensation d'outil et réglage des coordonnées de la pièce : Un réglage incorrect des valeurs de compensation d'outil peut entraîner des écarts entre la position réelle de l'outil pendant l'usinage et la position programmée. Par exemple, si la valeur de compensation du rayon de l'outil est trop grande ou trop petite, l'outil s'écartera de la trajectoire de contour prédéterminée lors de l'usinage de la pièce. De même, un réglage incorrect des coordonnées de la pièce est une cause fréquente. Lorsque les opérateurs définissent le système de coordonnées de la pièce, si la valeur du décalage d'origine est inexacte, toutes les instructions d'usinage basées sur ce système de coordonnées entraîneront un déplacement incorrect de la machine-outil, ce qui entraînera un affichage des coordonnées chaotique.
- Erreurs de programmation : Une négligence lors de la programmation peut également entraîner des anomalies dans les coordonnées de la machine-outil. Par exemple, des erreurs de saisie de coordonnées lors de l'écriture des programmes, une utilisation incorrecte des formats d'instructions ou une logique de programmation déraisonnable due à une mauvaise compréhension du processus d'usinage. Par exemple, lors de la programmation d'une interpolation circulaire, si les coordonnées du centre du cercle sont mal calculées, la machine-outil suivra une trajectoire erronée lors de l'exécution de ce segment de programme, ce qui entraînera un écart des coordonnées de la machine-outil par rapport à la plage normale.
(III) Procédures d'exploitation inappropriées
- Erreurs dans les modes d'exécution du programme : Lorsque le programme est réinitialisé puis démarré directement depuis une section intermédiaire sans tenir pleinement compte de l'état actuel de la machine-outil et de sa trajectoire de mouvement précédente, cela peut entraîner un chaos dans le système de coordonnées de la machine-outil. Comme le programme s'exécute selon une logique et des conditions initiales spécifiques pendant le processus, un démarrage forcé depuis une section intermédiaire peut perturber cette continuité et empêcher la machine-outil de calculer correctement la position actuelle des coordonnées.
- Exécution directe du programme après des opérations spéciales : Après l'exécution d'opérations spéciales telles que « Verrouillage de la machine-outil », « Valeur absolue manuelle » et « Insertion du volant », si la réinitialisation des coordonnées ou la confirmation d'état correspondante n'est pas effectuée et que le programme est directement exécuté pour l'usinage, un mouvement irrégulier des coordonnées peut facilement se produire. Par exemple, l'opération « Verrouillage de la machine-outil » peut arrêter le mouvement des axes de la machine-outil, mais l'affichage des coordonnées de la machine-outil continuera de changer selon les instructions du programme. Si le programme est exécuté directement après le déverrouillage, la machine-outil peut se déplacer selon des différences de coordonnées incorrectes ; après un déplacement manuel de la machine-outil en mode « Valeur absolue manuelle », si le programme suivant ne gère pas correctement le décalage de coordonnées causé par le mouvement manuel, cela entraînera un désordre des coordonnées ; si la synchronisation des coordonnées n'est pas correctement effectuée lors du retour en mode automatique après l'opération « Insertion du volant », des coordonnées de la machine-outil anormales apparaîtront également.
(IV) Influence de la modification des paramètres CN
Lors de la modification des paramètres CN, tels que la mise en miroir, la conversion entre les systèmes métrique et impérial, etc., si les opérations sont incorrectes ou si l'impact de la modification des paramètres sur le système de coordonnées de la machine-outil n'est pas pleinement compris, des mouvements erratiques des coordonnées de la machine-outil peuvent survenir. Par exemple, lors d'une opération de mise en miroir, si l'axe de mise en miroir et les règles de transformation de coordonnées associées ne sont pas correctement définis, la machine-outil se déplacera selon une logique de mise en miroir incorrecte lors de l'exécution des programmes suivants, ce qui entraînera une position d'usinage réelle totalement opposée à la position attendue, et l'affichage des coordonnées de la machine-outil deviendra également chaotique.
III. Solutions et contre-mesures
(I) Solutions aux problèmes d'assemblage mécanique
Inspectez et entretenez régulièrement les composants de transmission mécanique de la machine-outil, notamment les vis, les rails de guidage, les accouplements, etc. Vérifiez que l'écart entre la vis et l'écrou est raisonnable. Si l'écart est trop important, il peut être corrigé en ajustant la précharge de la vis ou en remplaçant les pièces usées. Concernant le rail de guidage, assurez-vous de sa précision d'installation, vérifiez la planéité, le parallélisme et la perpendicularité de sa surface, et effectuez les ajustements ou les réparations nécessaires en cas d'écart.
Lors de l'assemblage de la machine-outil, respectez scrupuleusement les exigences du processus et utilisez des outils de mesure de haute précision pour détecter et calibrer la précision d'assemblage de chaque axe de coordonnées. Par exemple, utilisez un interféromètre laser pour mesurer et compenser l'erreur de pas de la vis, et un niveau électronique pour ajuster la planéité et la perpendicularité du rail de guidage afin de garantir une précision et une stabilité élevées de la machine-outil lors de l'assemblage initial.
Lors de l'assemblage de la machine-outil, respectez scrupuleusement les exigences du processus et utilisez des outils de mesure de haute précision pour détecter et calibrer la précision d'assemblage de chaque axe de coordonnées. Par exemple, utilisez un interféromètre laser pour mesurer et compenser l'erreur de pas de la vis, et un niveau électronique pour ajuster la planéité et la perpendicularité du rail de guidage afin de garantir une précision et une stabilité élevées de la machine-outil lors de l'assemblage initial.
(II) Correction des erreurs de paramètres et de programmation
Pour éviter les erreurs de compensation d'outil et de réglage des coordonnées de la pièce, les opérateurs doivent vérifier attentivement les valeurs de compensation d'outil et les paramètres de réglage du système de coordonnées de la pièce avant l'usinage. Le rayon et la longueur de l'outil peuvent être mesurés avec précision à l'aide d'outils tels que des prérégleurs d'outils, et les valeurs correctes peuvent être saisies dans le système de commande de la machine-outil. Lors du réglage du système de coordonnées de la pièce, des méthodes de réglage appropriées doivent être adoptées, telles que le réglage d'outils de coupe d'essai et le réglage d'outils de palpage, afin de garantir l'exactitude de la valeur de décalage d'origine. Parallèlement, lors de l'écriture du programme, vérifiez régulièrement les parties impliquant des valeurs de coordonnées et des instructions de compensation d'outil afin d'éviter les erreurs de saisie.
En matière de programmation, il est important de renforcer la formation et le perfectionnement des programmeurs afin de leur permettre de maîtriser parfaitement le processus d'usinage et le système d'instructions de la machine-outil. Lors de l'écriture de programmes complexes, il est essentiel de procéder à une analyse approfondie du processus et à une planification des trajectoires, et de vérifier régulièrement les calculs de coordonnées clés et l'utilisation des instructions. Un logiciel de simulation peut être utilisé pour simuler l'exécution des programmes écrits afin de détecter à l'avance les éventuelles erreurs de programmation et de réduire les risques lors du fonctionnement réel de la machine-outil.
En matière de programmation, il est important de renforcer la formation et le perfectionnement des programmeurs afin de leur permettre de maîtriser parfaitement le processus d'usinage et le système d'instructions de la machine-outil. Lors de l'écriture de programmes complexes, il est essentiel de procéder à une analyse approfondie du processus et à une planification des trajectoires, et de vérifier régulièrement les calculs de coordonnées clés et l'utilisation des instructions. Un logiciel de simulation peut être utilisé pour simuler l'exécution des programmes écrits afin de détecter à l'avance les éventuelles erreurs de programmation et de réduire les risques lors du fonctionnement réel de la machine-outil.
(III) Normaliser les procédures opérationnelles
Respectez scrupuleusement les spécifications de fonctionnement de la machine-outil. Après la réinitialisation du programme, si vous devez redémarrer depuis une section intermédiaire, il est nécessaire de confirmer la position actuelle des coordonnées de la machine-outil et d'effectuer les opérations d'ajustement ou d'initialisation des coordonnées nécessaires conformément à la logique et aux exigences du programme. Par exemple, la machine-outil peut être déplacée manuellement vers une position sûre, puis l'opération de retour à la position d'origine peut être exécutée ou le système de coordonnées de la pièce peut être réinitialisé afin de garantir que la machine-outil est dans le bon état de démarrage avant d'exécuter le programme.
Après avoir exécuté des opérations spéciales telles que « Verrouillage de la machine-outil », « Valeur absolue manuelle » et « Insertion du volant », il convient d'effectuer au préalable la réinitialisation des coordonnées ou la récupération d'état correspondantes. Par exemple, après avoir déverrouillé le « Verrouillage de la machine-outil », il convient d'effectuer une prise d'origine ou de déplacer manuellement la machine-outil vers une position correcte connue, puis d'exécuter le programme. Après avoir déplacé manuellement la machine-outil en mode « Valeur absolue manuelle », les valeurs de coordonnées du programme doivent être corrigées en fonction de la quantité de mouvement ou les coordonnées de la machine-outil doivent être réinitialisées aux valeurs correctes avant l'exécution du programme. Une fois l'opération « Insertion du volant » terminée, il est nécessaire de s'assurer que les incréments de coordonnées du volant sont correctement connectés aux instructions de coordonnées du programme afin d'éviter les sauts ou les écarts de coordonnées.
Après avoir exécuté des opérations spéciales telles que « Verrouillage de la machine-outil », « Valeur absolue manuelle » et « Insertion du volant », il convient d'effectuer au préalable la réinitialisation des coordonnées ou la récupération d'état correspondantes. Par exemple, après avoir déverrouillé le « Verrouillage de la machine-outil », il convient d'effectuer une prise d'origine ou de déplacer manuellement la machine-outil vers une position correcte connue, puis d'exécuter le programme. Après avoir déplacé manuellement la machine-outil en mode « Valeur absolue manuelle », les valeurs de coordonnées du programme doivent être corrigées en fonction de la quantité de mouvement ou les coordonnées de la machine-outil doivent être réinitialisées aux valeurs correctes avant l'exécution du programme. Une fois l'opération « Insertion du volant » terminée, il est nécessaire de s'assurer que les incréments de coordonnées du volant sont correctement connectés aux instructions de coordonnées du programme afin d'éviter les sauts ou les écarts de coordonnées.
(IV) Utilisation prudente de la modification des paramètres NC
Lors de la modification des paramètres CN, les opérateurs doivent posséder des connaissances et une expérience professionnelles suffisantes et comprendre parfaitement la signification de chaque paramètre et son impact sur le fonctionnement de la machine-outil. Avant toute modification, sauvegardez les paramètres d'origine afin de pouvoir les restaurer à temps en cas de problème. Après modification, effectuez une série de tests, tels que des essais à blanc et des essais pas à pas, pour vérifier si l'état de mouvement de la machine-outil et l'affichage des coordonnées sont normaux. En cas d'anomalie, arrêtez immédiatement l'opération, restaurez la machine-outil à son état d'origine conformément aux paramètres de sauvegarde, puis vérifiez attentivement le processus et le contenu de la modification des paramètres afin d'identifier les problèmes et d'y apporter les corrections.
En résumé, le mouvement erratique des coordonnées des machines-outils dans les centres d'usinage est un problème complexe impliquant de multiples facteurs. Lors de l'utilisation quotidienne des machines-outils, les opérateurs doivent renforcer leur apprentissage et leur maîtrise de la structure mécanique, du paramétrage, des spécifications de programmation et des procédures d'exploitation. Face à un problème de mouvement erratique des coordonnées, ils doivent l'analyser sereinement, partir des causes possibles mentionnées ci-dessus, vérifier progressivement et apporter les solutions appropriées afin de garantir le retour à un fonctionnement normal de la machine-outil, d'améliorer la qualité d'usinage et l'efficacité de la production. Parallèlement, les fabricants de machines-outils et les techniciens de maintenance doivent également améliorer continuellement leurs niveaux techniques, optimiser la conception et les processus d'assemblage des machines-outils, et fournir aux utilisateurs des équipements d'usinage plus stables et plus fiables, ainsi qu'un support technique performant.