CNC 기계 작동: 일반적인 문제와 해결 방법

1. 고장 원인에 따라 CNC 공작 기계 고장은 내재적 고장과 외부 고장으로 분류할 수 있습니다.

(1) CNC 공작 기계의 고유한 고장은 외부 환경 조건과 무관하게 공작 기계 자체의 요인에서 비롯됩니다. 이러한 고장은 CNC 공작 기계 오작동의 대부분을 차지하며 일반적으로 다음과 관련이 있습니다:

- 기계 부품 마모 및 피로(예: 베어링, 기어, 볼스크류)
- 전자 시스템 성능 저하(예: 회로 기판 고장, 센서 오작동)
- 소프트웨어 결함 또는 펌웨어 문제
- 윤활 시스템 문제
- 냉각수 시스템 고장
- 스핀들 관련 문제(예: 불균형, 베어링 마모)

(2) CNC 공작 기계의 외부 고장은 기계의 고유한 설계 및 구조 외부 요인에 의해 유발됩니다. 여기에는 다음이 포함될 수 있습니다:

- 전원 공급 장치 문제: 전압 변동, 잘못된 위상 순서 또는 불균형한 3상 입력
- 환경적 요인: 주변 온도 상승, 부식성 가스 존재, 과도한 습도, 먼지 축적
- 기계적 교란: 주변 장비 또는 건설 활동으로 인한 외부 진동
- 전자기 간섭: 주변 전기 장비 또는 전력선으로부터의 간섭
- 네트워크 관련 문제: 중앙 제어 시스템 또는 클라우드 기반 플랫폼에 연결된 머신의 경우

(3) 인적 요인은 특히 기계 배치 초기 기간 동안 외부 고장 원인의 상당 부분을 차지합니다. 연구에 따르면 운영 첫 해에는 경험이 부족한 작업자의 부적절한 취급이 전체 기계 고장의 1/3 이상을 차지한다고 합니다. 이러한 사람에 의한 고장은 다음과 같은 원인으로 발생할 수 있습니다:

- 잘못된 기계 설정 또는 툴링 설치
- 부적절한 프로그래밍 또는 G-코드 오류
- 알람 또는 오류 메시지의 잘못된 해석
- 부적절한 예방적 유지 관리
- 안전 기능 재정의 또는 작동 제한 무시

2. CNC 공작 기계의 일반적인 고장 및 처리 방법

(I) 공작기계 충돌 사고.

이 문제가 발생하면 먼저 현장을 보호하고, 고장이 발생했을 때 공작 기계가 어떤 상태였는지, 첫 번째 가공인지 아니면 가공 중인지, 당시 작업자의 상태를 파악합니다.

이러한 문제의 주된 이유는 다음과 같습니다. 직원이 첫 번째 가공 전에 기준점으로 돌아가는 것을 잊었거나 공작 기계가 기준점으로 돌아갔지만 작업자가 잘못된 작업에 주의를 기울이지 않는 경우입니다. 또 다른 원인은 프로그램을 수정할 때 데이터를 잘못 입력하는 것입니다. 일부 작업자는 부주의하여 공작물을 거꾸로 설치하여 충돌을 일으킵니다.

(ii) 처리 치수가 허용 오차를 초과합니다.

공작 기계의 크기가 공차를 초과하는 데에는 여러 가지 요인이 있습니다.

가공 시 표면 크기, 기하학적 모양 및 이들 사이의 시스템 링크의 상대적 위치가 언제든지 변경되면 공작물에서 그 결과가 분명해져 크기가 변동될 수 있습니다.

다음은 CNC 공작 기계의 X 방향과 Z 방향 구동 시스템 간의 이송 간극으로 인한 크기 초과 오류를 자세히 소개합니다.

일반적으로 작동 순서는 전기적 순서가 먼저이고 기계적 순서가 두 번째입니다. 먼저 X축과 Z축의 전송 간격을 측정합니다. 일반적으로 X축 ≤ 0.005mm, Z축 ≤ 0.01mm입니다.

위의 표준값을 초과하면 X(Z) 축의 이송 간극이 너무 커서 공작물 치수가 커진다는 의미입니다. 이 문제를 해결하는 방법은 시스템 환경에서 클리어런스 보정을 수행하는 것입니다.

FANUC 시스템의 경우 N 00N00으로 설정하고, 모리 세이키 II NC 시스템의 경우 N0000 N000으로 설정하고 설정하기 전에 반드시 전원을 분리하세요. 이 보정 값의 한계는 (0.5 ~ 0.8) 범위 내이며, 그 이상이면 위험할 수 있습니다.

변속기 간극이 너무 크면 기계적 간극 조정을 수행해야 합니다. 먼저 볼 스크류와 서보 모터 사이의 전달 간격을 조정하세요. 장비의 조정 방법은 장비와 전송 방식에 따라 다릅니다.

이때 무작위 사용 설명서를 참조할 수 있습니다. 그런 다음 베어링 간극 볼 스크류 설치의 조정 정도는 댐핑 없이 모든 스트로크에서 유연하고 균일해야 합니다.

이러한 조정 후에는 일반적으로 위에서 설명한 대로 클리어런스 보상을 재설정해야 합니다.

(III) CNC 선반 고장

CNC 선반의 사용 빈도는 CNC 기계의 다른 구성 요소와 비교할 수 없다고 할 수 있습니다.

따라서 열악한 작업 환경과 복잡한 내부 구조로 인해 고장 확률이 특히 높습니다.

현상 1:

공구 포스트가 위치를 회전하지 않으며(일반적으로 시스템에서 공구 홀더 위치 신호 오류 메시지를 표시함), 공구 포스트가 위치를 회전하지 않는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다.

원인 분석:

전기 과부하가 발생하면 공구 포스트가 자동으로 튀어 나옵니다. 공구 포스트의 380V 위상 오류는 공구 포스트가 회전 할 때 시계 방향으로 만 회전 할 수 있기 때문에 (공구 포스트 내부에 방향 위치 지정 메커니즘이 있음) 3 상 전원 위상이 잘못 연결되면 전원이 켜진 후 공구 포스트의 전기 모터가 역전되고 공구 포스트가 회전 할 수 없으며 공구 포스트 전기 모터의 3 상 전원 공급이 누락되고 공구 포스트 위치 신호에 사용되는 24V 전원 공급이 오작동합니다.

축 방향 포지셔닝 플레이트가 툴 포스트 본체 내부 중앙 샤프트의 스러스트 볼 베어링을 부수어 베어링이 회전하지 못하고 툴 포스트의 전기 모터가 툴 포스트를 회전시키지 못했습니다.

부품을 제거한 후 나사가 느슨한 것을 발견했습니다. 이는 공구 포스트 회전으로 인한 진동이 포지셔닝 키에 양방향 및 음방향으로 장기적인 접선력을 가져와 포지셔닝 키가 손상되기 때문입니다.

포지셔닝 플레이트와 너트가 아래쪽으로 움직이면서 베어링에 더 큰 축 방향 힘이 가해져 회전할 수 없게 됩니다.

시스템 제어에서 "시스템 위치 플레이트"가 고장난 경우, 공구 포스트가 제자리에 고정된 후 "시스템 위치 플레이트"가 공구 포스트 위치 신호를 감지할 수 있어야 합니다.

위의 이유로 취할 수 있는 조치는 손상된 부품 교체, 24V 전원 공급 장치 확인, 공구 포스트 강력한 전원 회로 확인, 공구 포스트 분해, 스러스트 베어링의 축 방향 간극 조정, "시스템 위치 플레이트" 교체 등입니다.

(IV) 전기적 장애

(1) 기준점 실패.

공작 기계가 기준점으로 돌아가지 못하는 것은 일반적으로 기준점을 찾을 수 없는(벗어난) 경우와 기준점을 찾을 수 없는 경우의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

전자는 주로 기준점 스위치 블록의 부적절한 위치 설정으로 인해 발생하며 재조정만 하면 됩니다.

액세서리 공장은 일반적으로 경제적 인 CNC 선반을 사용하는 것을 좋아하지만 저렴하지만 보호 조치가 그다지 이상적이지 않으므로 이동 스위치의 침입으로 인한 회로 중단 및 단락 현상이 일반적입니다.

후자의 오류 유형은 영점 표시 펄스 신호의 무효화(전송 및 처리 과정에서 신호가 생성되지 않거나 손실됨) 또는 기준점으로 복귀할 때 감속 스위치에서 생성된 신호로 인해 발생합니다.

결함을 제거하려면 먼저 공작 기계가 기준점으로 복귀하는 모드를 이해한 다음 결함 비교 분석을 수행해야 합니다. 우리가 취할 수 있는 방법은 "외부" 및 "내부" 방법과 신호 추적을 사용하여 결함이 있는 부품을 찾는 것입니다.

여기서 '내부'는 격자 눈금자의 영점 표시 위치 또는 펄스 인코더의 영점 표시 위치를 의미합니다.

제로 마킹 펄스 신호의 검출은 오실로스코프로 확인할 수 있으며, "외부"는 공작 기계 외부에 설치된 블록 및 기준점 스위치를 의미하며, 이를 사용하여 신호의 유무를 직접 관찰할 수 있습니다. CNC 시스템 PLC 인터페이스 I/O 상태 표시.

(2) 초과 여행:

이송 동작이 소프트/하드 리미트 스위치 또는 소프트웨어 설정 소프트 리미트에 의해 설정된 하드 리미트를 초과하면 오버 트래블 알람이 발생합니다. 이 경우 CNC 시스템 매뉴얼의 지침에 따라 오류를 제거하고 알람을 해제할 수 있습니다.

(V) 잘못된 도구 매개변수

선반 제조 공정에서 가공 효율성을 향상시키는 핵심은 CNC 선반은 사용된 도구 매개변수가 올바른지 여부에 달려 있습니다.

도구 매개변수를 합리적으로 사용하면 도구의 수명을 향상시킬 뿐만 아니라 처리의 효율성과 품질도 향상시킬 수 있습니다.

공구 파라미터를 부적절하게 사용하면 공작물의 품질에 심각한 영향을 미칠 뿐만 아니라 작업자가 공구를 지속적으로 변경, 연마 및 정렬해야 하므로 CNC 선반이 지속적으로 작동할 수 없어 생산 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 동시에 비용과 수익도 크게 감소합니다.

따라서 선반 가공에는 공구와 공구 파라미터를 올바르게 사용하는 것이 매우 중요합니다. 공구 매개변수는 특정 선반, 특정 공구 및 특정 가공 재료에 따라 선택해야 합니다.

종종 가공 장비의 요구 사항을 충족하여 공구 파라미터의 최대 절삭 속도를 선택해야 작업 효율성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

일반적으로 사람들은 최대 및 가장 적합한 도구 매개변수를 계산하거나 합리적인 수학적 모델을 사용하여 최상의 도구 매개변수를 테스트합니다.

동시에 도구 유형이 제한되어 있기 때문에 일반적으로 사용되는 몇 가지 도구는 기본적으로 전체 처리량의 80% 이상을 완료할 수 있습니다.

따라서 작업량의 작은 부분에서 가공 재료의 특성에 따라 합리적인 공구를 선택하고 실제 작업에서 최적의 공구 절삭 파라미터를 얻을 수 있습니다.

3. CNC 선반 장비 운영 모범 사례

(1) 특정 생산 및 가공 작업에 대한 기술 프로세스에 따라 CNC 선반 장비의 표준 운영 절차를 엄격하게 준수합니다. 작업자가 적절한 복장과 개인 보호 장비(PPE)를 착용하도록 합니다. 안전하고 효율적인 생산 환경을 유지하기 위해 작업 공간을 정기적으로 청소하고 기계에 대한 일상적인 유지보수를 수행합니다.

(2) 생산을 시작하기 전에 CNC 선반에 대한 종합적인 작동 전 검사를 실시합니다. 여기에는 기계의 정렬, 윤활 시스템, 냉각수 레벨 및 공구 상태 점검이 포함되어야 합니다. 기계의 위치 결정 시스템의 정확성을 확인하고 모든 안전 기능이 올바르게 작동하는지 확인합니다. 이러한 사전 예방적 접근 방식은 최적의 기술 성능을 유지하고 부품 가공 중 예기치 않은 가동 중단을 방지하는 데 도움이 됩니다.

(3) 특정 가공 작업을 위해 CNC 선반을 설정할 때는 공작물 재료, 형상 및 필요한 표면 정삭을 신중하게 고려하십시오. 이러한 요소에 따라 스핀들 속도, 이송 속도, 절삭 깊이 등 절삭 파라미터를 최적화합니다. CAM(컴퓨터 지원 제조) 소프트웨어를 활용하여 공구 경로를 시뮬레이션하고 개선하여 부품 품질을 유지하면서 사이클 시간을 최소화합니다.

절삭력, 진동 수준, 공구 마모 등 가공 중 주요 성과 지표를 지속적으로 모니터링하세요. 필요에 따라 CNC 파라미터를 실시간으로 조정하여 생산 실행 내내 최적의 절삭 조건을 유지합니다. 이러한 적응형 접근 방식은 일관된 부품 품질을 보장하고 공구 수명을 극대화하여 전반적인 공정 효율성과 비용 효율성에 기여합니다.

4. 결론

과학과 기술의 지속적인 발전으로 CNC 선반의 적용은 점점 더 널리 보급될 것입니다.

CNC 선반의 일반적인 문제를 분석하고, 문제의 원인을 찾아내고, 이를 해결하기 위한 방법을 연구했습니다.

CNC 선반 장비에 대한 올바른 작동 습관을 기르고 지속적으로 경험을 축적하여 고품질의 제품을 생산해야 합니다.