Диагностика состояния станочного оборудования

Системы технической диагностики создаются с целью уменьшения простоев из-за поломок оборудования, повышения надежности и безотказности работы автоматизированных технологических систем, работающих в условиях ограничения возможности участия обслуживающего персонала. Такие системы должны решать не только задачи выявления вида и места возникновения отказа оборудования, но также оценивать состояние оборудования и прогнозирования характера их работы. Это позволяет исключить возникновение аварийной ситуации и значительно уменьшить простои дорогостоящего оборудования.

Диагностирование станочного оборудования и его систем осуществляется как путем контроля исполнения задаваемых команд управления, так и путем контроля за состоянием отдельных систем и элементов оборудования. При этом контроль и диагностика в первую очередь охватывают элементы и системы, имеющие относительно меньшие показатели надежности, а также элементы, отказ в функционировании которых может привести к аварийной ситуации. Это относится к приводам подач, элементам путевой автоматики, различным контактным и бесконтактным датчикам, устройствам автоматической ориентации и закрепления заготовок и спутников к режущему инструменту.

В зависимости от вида оборудования и решаемых технологических задач системы диагностики могут быть различными по реализации и включать в себя ряд функциональных подсистем. С помощью таких подсистем обеспечивается:

· контроль и оценка готовности оборудования к выполнению очередного рабочего цикла по обработке заготовки;

· выполнение диагностических операций по завершению отработки управляющей программы;

· контроль за работой оборудования в процессе выполнения рабочего цикла;

· диагностирование качества работы системы ЧПУ станка и правильности функционирования ее аппаратурных средств;

· специальные диагностические операции по определению состояния отдельных узлов и оценки их влияния на формирование точности.

Диагностика готовности оборудования к работе включает проверку наличия заготовки и соответствующего комплекта режущего инструмента, контроль правильности установки заготовки, спутника и инструмента на станке. Контролируется также наличие требуемой управляющей программы, выход рабочих органов в исходное положение, отсутствие ограничений, обусловленных действием различных блокировок. При этом в соответствии с алгоритмом управления имеет место информационная связь между другими подсистемами диагностики. Например, если в соответствии с информацией, поступающей от системы контроля за состоянием инструмента, оставшаяся стойкость отдельного инструмента не соответствует длительности его работы при обработке новой заготовки, то дается команда на замену этого инструмента. При наличии на станке системы автоматической размерной настройки производится также контроль точности положения режущей кромки инструмента и технологических баз детали относительно начала отсчета.

Диагностика по окончании выполнения рабочего цикла предусматривает контроль достигнутых параметров точности детали на рабочем месте, контроль правильности перемещения рабочих органов на свои позиции. По окончании обработки оценивается фактическая продолжительность рабочего цикла и время работы каждого режущего инструмента за цикл.

Оперативный контроль за работой оборудования в процессе выполнения рабочего цикла предусматривает диагностирование правильности отработки управляющей программы, непрерывный контроль за состоянием инструмента и характером процесса резания, что обеспечивается путем измерения нагрузки, в технологической системе, и уровня возникающих вибраций.

Отработку управляющей программы контролируют по рассогласованию в соответствующих переходах, по времени реализации отдельных частей программ, которое фиксируют внутренним таймером. На этом этапе контролируют также нагрузки, действующие на отдельные звенья, характер протекания переходных процессов, тепловой режим работы станка, амплитудно-частотные характеристики элементов системы. Правильность работы оценивают на основе автоматического сравнения с заданными установками или с предельными отклонениями от требуемых кривых.

Диагностирование качества работы системы ЧПУ станка выполняется с помощью специальной тестовой программы. В тестовую программу входят обычные операторы системы программного обеспечения, с помощью которых задается и контролируется работа системы ЧПУ во всех применяемых режимах. Наладчик визуально наблюдает за отработкой тест-программы, фиксируя при этом правильность работы приборов индикации.

В системах ЧПУ имеет место оперативное диагностирование, которое выполняется в процессе работы станка, и диагностирование в автономном режиме, когда с помощью специальных тестов выполняется проверка работы всех модулей системы. При этом работа оператора осуществляется в диалоговом режиме.

Наиболее эффективные системы технической диагностики реализуются на базе компьютерного управления технологическим оборудованием. Наличие обширной электронной памяти позволяет хранить разные тестовые программы и при необходимости гибко и оперативно подключать их к работе.