Cấu trúc máy gia công phức tạp, làm sao xác định nguyên nhân bất thường?
Thực tế giám sát|Cấu trúc máy gia công phức tạp, làm sao xác định nguyên nhân bất thường?Máy gia công tổng hợp có cấu trúc phức tạp, chỉ cần một bộ phận nhỏ phát sinh bất thường cũng sẽ phản ánh trực tiếp lên sản phẩm. Làm thế nào để nhanh chóng truy vết lỗi và kiểm soát chất lượng máy gia công?
Đặc điểm quy trình của máy gia công tổng hợp
Máy gia công sử dụng động cơ làm nguồn lực, thông qua hệ thống dây đai truyền động để quay phôi và dao cắt, tạo ra quá trình cắt gọt. Kết hợp với hệ thống điều khiển số bằng máy tính, quy trình sản xuất trở nên chính xác và hiệu quả hơn. Máy được ứng dụng rộng rãi, trong một số công đoạn còn sử dụng tay robot thay thế con người để vận chuyển và hoàn tất quy trình.
Khi độ chính xác gia công ngày càng cao, cấu trúc của máy gia công tổng hợp cũng trở nên phức tạp hơn. Các bộ phận tương tác và ảnh hưởng lẫn nhau, chỉ cần xảy ra bất thường sẽ dẫn đến lỗi chất lượng sản phẩm. Vậy làm thế nào để đảm bảo tình trạng chất lượng của máy, tránh mài mòn trục chính và các bất thường trong quy trình gia công?
Trục chính máy gia công ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng quy trình
Máy gia công tổng hợp chủ yếu gồm trục chính, cơ cấu truyền động kết hợp và cơ cấu dẫn động chuyển động. Trong đó, chất lượng trục chính là yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng quy trình. Khi đảm bảo được tình trạng trục chính, có thể nắm bắt trạng thái cốt lõi của thiết bị. Trục chính có nhiều dạng như: truyền động trực tiếp, bánh răng, dây đai và trục chính tích hợp.
Ghi nhận quỹ đạo làm việc trục X của máy phay
Do cấu trúc máy gia công phức tạp, mối quan hệ cộng hưởng giữa vỏ máy và bàn làm việc có thể gây rung động sản phẩm hoặc mài mòn bất thường. Vì vậy cần xác nhận xem trong quá trình trục chính hoạt động, quỹ đạo làm việc có xuất hiện rung động bất thường hay không, đồng thời kiểm tra xem vít me và ray trượt có phát sinh rung động liên đới hay không.
Rung động tay robot ảnh hưởng gián tiếp đến sản phẩm
Khi xảy ra hư hỏng sản phẩm, nguyên nhân không chỉ đến từ máy công cụ. Trong một số công đoạn, tay robot được sử dụng để thay thế con người nhằm đảm bảo độ chính xác. Nếu quá trình vận chuyển xảy ra bất thường, có thể gây hư hỏng hoặc lệch vị trí sản phẩm. Vì vậy, tay robot vận chuyển cũng rất quan trọng và cần được đưa vào giám sát.
Giải pháp và mô tả giám sát
VMS-PM Máy phân tích động lực học cơ khí
Thông qua máy phân tích động lực học cơ khí để kiểm tra và chẩn đoán, tại đây chúng tôi sử dụng VMS-PM nhằm đánh giá trạng thái cấu trúc của từng bộ phận trong máy gia công tổng hợp.
Để nắm bắt tình trạng trục chính, có thể sử dụng các chức năng đo chất lượng rung động trục chính và cân bằng động.
Chức năng chất lượng rung động theo tốc độ quay được dùng để kiểm tra rung động quỹ đạo làm việc trục X của máy phay, đồng thời thông qua phân tích phổ tần để so sánh và đánh giá tín hiệu động của tay robot.
Tình trạng đo lường
Mô tả hạng mục đo lường
# Chất lượng trục chính: Đánh giá rung động trục chính và đo cân bằng động trục chính.
# Ghi nhận rung động hành trình trục X của bàn máy: Chuyển động trục X, so sánh giữa vỏ máy và bàn máy.
# Đo động học tay máy: Xác nhận tính nhất quán của tín hiệu động.
Áp dụng tiêu chuẩn ISO cho chất lượng trục chính
ISO-10816: Trục chính truyền động trực tiếp, truyền động bánh răng, truyền động dây đai
Loại đo lường: Máy quay cỡ nhỏ, máy quay cỡ trung, máy quay cỡ lớn
Dải tốc độ: 120–15000 RPM
Điều kiện thử nghiệm: Thử nghiệm trong điều kiện không tải
Nguyên tắc phân loại: Công suất, chiều cao trục, kết cấu (mềm/dẻo hoặc cứng)
ISO-17243: Trục chính dạng tích hợp (Built-in Spindle)
Giới hạn loại ổ trục: Ổ lăn
Dải tốc độ: 600–30000 RPM
Loại trục chính: Trục chính tích hợp
Điều kiện thử nghiệm: Thử nghiệm trong điều kiện không tải (không cắt, không phay, không mài)
Nguyên tắc phân loại: Công suất, tốc độ tối đa, loại ổ trục (bi, con lăn)
Giám sát chất lượng cân bằng động
Phần lớn các máy móc quay được hiệu chỉnh cân bằng động định kỳ nhằm tránh rung động quá mức do mất cân bằng gây ra hư hỏng cơ khí. Chức năng này giám sát cấp độ cân bằng động tại tốc độ quay hiện tại. Người dùng có thể thiết lập tiêu chuẩn cấp độ; khi vượt ngưỡng, thiết bị sẽ phát cảnh báo.
Ghi nhận rung động quỹ đạo trục X của bàn phay
• Mỗi bước có khoảng thời gian ~3,3–3,4 giây
• Có thể sử dụng khoảng thời gian và tín hiệu rung gia tốc làm cơ sở đánh giá chất lượng động của trục X
Đo động học cánh tay robot – so sánh tín hiệu
Chu kỳ 1 và 2 có cùng chu kỳ. Ở chu kỳ 1 xuất hiện đỉnh tín hiệu động rõ rệt tại giây 3,2 (gia tốc hoặc phanh), trong khi chu kỳ 2 không có. Đây là sai khác động học rõ ràng, khuyến nghị kiểm tra thêm.
Kết luận đo lường
VMS-PM – Thiết bị phân tích động học cơ khí được thiết kế chuyên dụng cho máy công cụ. Thông qua các chức năng phân tích động học cơ khí, thiết bị có thể nhanh chóng kiểm tra và đánh giá tình trạng của từng bộ phận trên máy công cụ, từ đó tránh hư hỏng sớm của trục chính, kéo dài tuổi thọ các linh kiện, nắm bắt chính xác tình trạng máy để tối ưu hoá quy trình gia công, hướng tới mục tiêu thông minh hoá máy công cụ.
Thiết bị phân tích động học cơ khí