Hersteller geben vorbeugende Maßnahmen für häufige mechanische Fehler von CNC-Werkzeugmaschinen bekannt.

Maßnahmen für Hersteller von CNC-Werkzeugmaschinen zur Vermeidung häufiger mechanischer Ausfälle von CNC-Werkzeugmaschinen

Als Schlüsselausrüstung in der modernen Fertigung sind die Stabilität und Zuverlässigkeit der Leistung von CNC-Werkzeugmaschinen von größter Bedeutung. Im Langzeiteinsatz können jedoch verschiedene mechanische Ausfälle auftreten, die die Produktionseffizienz und Produktqualität beeinträchtigen. Daher müssen CNC-Werkzeugmaschinenhersteller wirksame Präventivmaßnahmen ergreifen, um den normalen Betrieb von CNC-Werkzeugmaschinen sicherzustellen.

 

I. Vermeidung von Spindelkomponentenausfällen bei CNC-Werkzeugmaschinen
(A) Fehlererscheinungen
Durch den Einsatz von drehzahlgeregelten Motoren ist der Aufbau des Spindelkastens von CNC-Werkzeugmaschinen relativ einfach. Die fehleranfälligsten Teile sind der automatische Werkzeugspannmechanismus und die automatische Drehzahlregelung in der Spindel. Häufige Fehlerphänomene sind das Unvermögen, das Werkzeug nach dem Spannen zu lösen, Spindelerhitzung und Geräusche im Spindelkasten.
(B) Vorbeugende Maßnahmen

 

  1. Handhabung von Werkzeugklemmfehlern
    Wenn sich das Werkzeug nach dem Spannen nicht lösen lässt, sollten Sie den Druck des Hydraulikzylinders zur Werkzeugfreigabe und des Hubschalters anpassen. Gleichzeitig kann die Mutter an der Tellerfeder angepasst werden, um den Federdruck zu verringern und so ein normales Lösen des Werkzeugs zu gewährleisten.
  2. Handhabung der Spindelheizung
    Bei Problemen mit der Spindelerwärmung reinigen Sie zunächst den Spindelkasten, um dessen Sauberkeit sicherzustellen. Überprüfen und passen Sie anschließend die Schmierölmenge an, um sicherzustellen, dass die Spindel während des Betriebs vollständig geschmiert werden kann. Wenn das Erwärmungsproblem weiterhin besteht, muss möglicherweise das Spindellager ausgetauscht werden, um das durch Lagerverschleiß verursachte Erwärmungsphänomen zu beseitigen.
  3. Handhabung von Spindelkastengeräuschen
    Wenn Geräusche im Spindelkasten auftreten, überprüfen Sie den Zustand der Zahnräder im Spindelkasten. Wenn die Zahnräder stark abgenutzt oder beschädigt sind, sollten sie rechtzeitig repariert oder ausgetauscht werden, um Geräusche zu reduzieren. Führen Sie gleichzeitig regelmäßig Wartungsarbeiten am Spindelkasten durch, überprüfen Sie den Befestigungszustand jedes Teils und vermeiden Sie Geräusche durch Lösen.

 

II. Vermeidung von Vorschubkettenausfällen bei CNC-Werkzeugmaschinen
(A) Fehlererscheinungen
Im Vorschubantriebssystem von CNC-Werkzeugmaschinen werden häufig Komponenten wie Kugelumlaufspindelpaare, hydrostatische Spindelmutterpaare, Wälzführungen, hydrostatische Führungen und Kunststoffführungen verwendet. Wenn in der Vorschubantriebskette ein Fehler auftritt, äußert sich dies hauptsächlich in einer Verschlechterung der Bewegungsqualität, z. B. wenn sich mechanische Teile nicht in die angegebene Position bewegen, der Betrieb unterbrochen wird, die Positioniergenauigkeit abnimmt, das Rückwärtsspiel zunimmt, Kriechen auftritt und das Lagergeräusch (nach einer Kollision) zunimmt.
(B) Vorbeugende Maßnahmen

 

  1. Verbesserung der Übertragungsgenauigkeit
    (1) Passen Sie die Vorspannung jedes Bewegungspaares an, um das Übertragungsspiel zu beseitigen. Durch die Anpassung der Vorspannung von Bewegungspaaren wie Schraubenmutterpaaren und Führungsgleitern kann das Spiel verringert und die Übertragungsgenauigkeit verbessert werden.
    (2) Setzen Sie Untersetzungsgetriebe in die Übertragungskette ein, um die Länge der Übertragungskette zu verkürzen. Dies kann die Fehlerhäufigkeit verringern und die Übertragungsgenauigkeit verbessern.
    (3) Stellen Sie lose Verbindungen ein, um sicherzustellen, dass alle Teile fest miteinander verbunden sind. Überprüfen Sie regelmäßig die Verbindungselemente in der Übertragungskette, wie Kupplungen und Passfederverbindungen, um zu verhindern, dass sich die Übertragungsgenauigkeit durch Lösen der Verbindungen beeinträchtigt.
  2. Verbesserung der Getriebesteifigkeit
    (1) Passen Sie die Vorspannung der Schraubenmutterpaare und der Stützkomponenten an. Durch eine angemessene Anpassung der Vorspannung kann die Steifigkeit der Schraube erhöht, die Verformung verringert und die Übertragungssteifigkeit verbessert werden.
    (2) Wählen Sie die Größe der Schraube selbst mit Bedacht aus. Wählen Sie entsprechend den Belastungs- und Präzisionsanforderungen der Werkzeugmaschine eine Schraube mit einem geeigneten Durchmesser und einer geeigneten Steigung aus, um die Übertragungssteifigkeit zu verbessern.
  3. Verbesserung der Bewegungsgenauigkeit
    Unter der Prämisse, die Festigkeit und Steifigkeit der Komponenten zu gewährleisten, reduzieren Sie die Masse beweglicher Teile so weit wie möglich. Reduzieren Sie Durchmesser und Masse rotierender Teile, um die Trägheit beweglicher Teile zu verringern und die Bewegungsgenauigkeit zu verbessern. Verwenden Sie beispielsweise Arbeitstische und Schlitten mit Leichtbauweise.
  4. Anleitung zur Wartung
    (1) Wälzführungen sind relativ schmutzempfindlich und müssen über eine gute Schutzvorrichtung verfügen, um zu verhindern, dass Staub, Späne und andere Verunreinigungen in die Führung eindringen und deren Leistung beeinträchtigen.
    (2) Die Vorspannung der Wälzführungen muss angemessen gewählt werden. Eine zu hohe Vorspannung erhöht die Zugkraft erheblich, erhöht die Motorlast und beeinträchtigt die Bewegungsgenauigkeit.
    (3) Hydrostatische Führungen sollten über eine Reihe von Ölversorgungssystemen mit guter Filterwirkung verfügen, um die Bildung eines stabilen Ölfilms auf der Führungsoberfläche sicherzustellen und die Tragfähigkeit und Bewegungsgenauigkeit der Führung zu verbessern.

 

III. Vermeidung von Ausfällen des automatischen Werkzeugwechslers von CNC-Werkzeugmaschinen
(A) Fehlererscheinungen
Fehler des automatischen Werkzeugwechslers äußern sich hauptsächlich in Bewegungsfehlern des Werkzeugmagazins, übermäßigen Positionierungsfehlern, instabiler Klemmung der Werkzeuggriffe durch den Manipulator und großen Bewegungsfehlern des Manipulators. In schweren Fällen kann der Werkzeugwechselvorgang hängen bleiben und die Werkzeugmaschine muss den Betrieb einstellen.
(B) Vorbeugende Maßnahmen

 

  1. Handhabung von Bewegungsfehlern im Werkzeugmagazin
    (1) Wenn sich das Werkzeugmagazin aus mechanischen Gründen nicht drehen kann, beispielsweise aufgrund von losen Kupplungen zwischen Motorwelle und Schneckenwelle oder zu festen mechanischen Verbindungen, müssen die Schrauben an der Kupplung angezogen werden, um eine feste Verbindung zu gewährleisten.
    (2) Wenn sich das Werkzeugmagazin nicht dreht, kann dies an einem Motordrehfehler oder einem Übertragungsfehler liegen. Überprüfen Sie den Betriebszustand des Motors, z. B. Spannung, Stromstärke und Drehzahl, auf Normalbetrieb. Überprüfen Sie gleichzeitig den Verschleißzustand von Übertragungskomponenten wie Zahnrädern und Ketten und ersetzen Sie stark verschlissene Komponenten rechtzeitig.
    (3) Wenn die Werkzeughülse das Werkzeug nicht festklemmen kann, stellen Sie die Einstellschraube an der Werkzeughülse ein, drücken Sie die Feder zusammen und ziehen Sie den Klemmstift fest. Stellen Sie sicher, dass das Werkzeug fest in der Werkzeughülse sitzt und während des Werkzeugwechselvorgangs nicht herunterfällt.
    (4) Wenn sich die Werkzeughülse nicht in der richtigen oberen oder unteren Position befindet, überprüfen Sie die Position der Gabel oder die Installation und Einstellung des Endschalters. Stellen Sie sicher, dass die Gabel die Werkzeughülse präzise nach oben und unten bewegen kann und der Endschalter die Position der Werkzeughülse genau erkennen kann.
  2. Fehlerbehandlung des Werkzeugwechselmanipulators
    (1) Wenn das Werkzeug nicht fest eingespannt ist und herunterfällt, stellen Sie die Spannklauenfeder ein, um den Druck zu erhöhen, oder ersetzen Sie den Spannstift des Manipulators. Stellen Sie sicher, dass der Manipulator das Werkzeug festhalten kann und verhindert, dass es während des Werkzeugwechselvorgangs herunterfällt.
    (2) Lässt sich das Werkzeug nach dem Festklemmen nicht lösen, stellen Sie die Mutter hinter der Entriegelungsfeder so ein, dass die maximale Belastung den Nennwert nicht überschreitet. Vermeiden Sie, dass sich das Werkzeug aufgrund zu hohen Federdrucks nicht lösen lässt.
    (3) Wenn das Werkzeug während des Werkzeugwechsels herunterfällt, kann dies daran liegen, dass der Spindelkasten nicht zum Werkzeugwechselpunkt zurückkehrt oder der Werkzeugwechselpunkt driftet. Betätigen Sie den Spindelkasten erneut, um ihn zur Werkzeugwechselposition zurückkehren zu lassen, und setzen Sie den Werkzeugwechselpunkt zurück, um die Genauigkeit des Werkzeugwechselvorgangs sicherzustellen.

 

IV. Vermeidung von Ausfällen von Hubschaltern für jede Achsenbewegungsposition von CNC-Werkzeugmaschinen
(A) Fehlererscheinungen
Um die Zuverlässigkeit automatisierter Arbeiten zu gewährleisten, werden bei CNC-Werkzeugmaschinen zahlreiche Hubschalter zur Erkennung von Bewegungspositionen eingesetzt. Nach längerem Betrieb ändern sich die Bewegungseigenschaften beweglicher Teile, und die Zuverlässigkeit der Hubschalter-Anpressvorrichtungen und die Qualitätsmerkmale der Hubschalter selbst wirken sich stärker auf die Gesamtleistung der Werkzeugmaschine aus.
(B) Vorbeugende Maßnahmen
Überprüfen und ersetzen Sie Hubschalter rechtzeitig. Überprüfen Sie regelmäßig den Funktionszustand der Hubschalter, z. B. ob sie die Position beweglicher Teile genau erkennen und ob Probleme wie Lockerheit oder Beschädigung vorliegen. Wenn ein Hubschalter ausfällt, sollte er rechtzeitig ausgetauscht werden, um die Auswirkungen solcher fehlerhaften Schalter auf die Werkzeugmaschine zu vermeiden. Achten Sie beim Einbau der Hubschalter auf eine genaue und feste Einbaulage, um Fehler durch unsachgemäße Installation zu vermeiden.

 

V. Vermeidung von Ausfällen unterstützender Zusatzgeräte von CNC-Werkzeugmaschinen
(A) Hydrauliksystem

 

  1. Fehlermanifestationen
    Um die Erwärmung des Hydrauliksystems zu reduzieren, sollten Hydraulikpumpen mit variabler Leistung verwendet werden. Der im Kraftstofftank installierte Filter sollte regelmäßig mit Benzin oder Ultraschall gereinigt werden. Häufige Fehler sind hauptsächlich Verschleiß, Risse und mechanische Schäden am Pumpenkörper.
  2. Vorbeugende Maßnahmen
    (1) Reinigen Sie den Filter regelmäßig, um die Sauberkeit des Hydrauliköls sicherzustellen. Verhindern Sie, dass Verunreinigungen in das Hydrauliksystem gelangen und Hydraulikkomponenten beschädigen.
    (2) Bei Störungen wie Verschleiß des Pumpengehäuses, Rissen und mechanischen Schäden sind in der Regel größere Reparaturen oder der Austausch von Teilen erforderlich. Achten Sie im täglichen Gebrauch auf die Wartung des Hydrauliksystems und vermeiden Sie Überlastungen und Stoßbelastungen, um die Lebensdauer der Hydraulikpumpe zu verlängern.
    (B) Pneumatisches System
  3. Fehlermanifestationen
    In pneumatischen Systemen, die zum Spannen von Werkzeugen oder Werkstücken, zum Schutztürschalter und zum Abblasen von Spänen in der Spindelkegelbohrung verwendet werden, sollten Wasserabscheider und Luftfilter regelmäßig entleert und gereinigt werden, um die Empfindlichkeit der beweglichen Teile in pneumatischen Komponenten zu gewährleisten. Fehlfunktionen des Ventilkerns, Luftlecks, Schäden an pneumatischen Komponenten und Funktionsstörungen sind allesamt auf mangelnde Schmierung zurückzuführen. Daher sollte der Ölnebelabscheider regelmäßig gereinigt werden. Darüber hinaus sollte die Dichtheit des pneumatischen Systems regelmäßig überprüft werden.
  4. Vorbeugende Maßnahmen
    (1) Lassen Sie das Wasser ab und reinigen Sie den Wasserabscheider und den Luftfilter regelmäßig, um sicherzustellen, dass die in das pneumatische System eintretende Luft trocken und sauber ist. Verhindern Sie, dass Feuchtigkeit und Verunreinigungen in pneumatische Komponenten eindringen und deren Leistung beeinträchtigen.
    (2) Reinigen Sie den Ölnebelabscheider regelmäßig, um eine gute Schmierung der pneumatischen Komponenten zu gewährleisten. Wählen Sie ein geeignetes Schmieröl und führen Sie das Ölen und Reinigen in regelmäßigen Abständen durch.
    (3) Überprüfen Sie regelmäßig die Dichtheit des pneumatischen Systems und erkennen und beheben Sie Probleme mit Luftlecks rechtzeitig. Überprüfen Sie Rohrleitungsverbindungen, Dichtungen, Ventile und andere Teile, um eine gute Dichtheit des pneumatischen Systems sicherzustellen.
    (C) Schmiersystem
  5. Fehlermanifestationen
    Dazu gehört die Schmierung von Werkzeugmaschinenführungen, Getrieben, Kugelumlaufspindeln, Spindelkästen usw. Der Filter in der Schmierpumpe muss regelmäßig, in der Regel einmal jährlich, gereinigt und ausgetauscht werden.
  6. Vorbeugende Maßnahmen
    (1) Reinigen und ersetzen Sie den Filter in der Schmierpumpe regelmäßig, um die Sauberkeit des Schmieröls sicherzustellen. Verhindern Sie, dass Verunreinigungen in das Schmiersystem gelangen und die Schmierkomponenten beschädigen.
    (2) Führen Sie gemäß der Bedienungsanleitung der Werkzeugmaschine regelmäßig Öl- und Wartungsarbeiten an jedem Schmierteil durch. Wählen Sie das geeignete Schmieröl aus und passen Sie die Ölmenge und die Ölzeit entsprechend den Anforderungen der verschiedenen Teile an.
    (D) Kühlsystem
  7. Fehlermanifestationen
    Es dient der Kühlung von Werkzeugen und Werkstücken sowie der Späneabfuhr. Die Kühlmitteldüse sollte regelmäßig gereinigt werden.
  8. Vorbeugende Maßnahmen
    (1) Reinigen Sie die Kühlmitteldüse regelmäßig, um sicherzustellen, dass das Kühlmittel gleichmäßig auf Werkzeuge und Werkstücke gesprüht werden kann und eine gute Rolle bei der Kühlung und Spanspülung spielt.
    (2) Überprüfen Sie die Konzentration und Durchflussrate des Kühlmittels und passen Sie diese entsprechend den Verarbeitungsanforderungen an. Stellen Sie sicher, dass die Leistung des Kühlmittels den Verarbeitungsanforderungen entspricht.
    (E) Spanabfuhrvorrichtung
  9. Fehlermanifestationen
    Die Spanabfuhr ist ein Zubehör mit eigenständigen Funktionen, das vor allem den reibungslosen Ablauf des automatischen Schneidens gewährleistet und die Wärmeentwicklung von CNC-Werkzeugmaschinen reduziert. Daher sollte die Spanabfuhr in der Lage sein, Späne rechtzeitig automatisch zu entfernen, und ihre Einbauposition sollte im Allgemeinen möglichst nahe am Werkzeugschneidbereich liegen.
  10. Vorbeugende Maßnahmen
    (1) Überprüfen Sie regelmäßig den Betriebszustand des Spanabfuhrgeräts, um sicherzustellen, dass es die Späne rechtzeitig automatisch entfernen kann. Reinigen Sie die Späne im Inneren des Spanabfuhrgeräts, um Verstopfungen zu vermeiden.
    (2) Passen Sie die Einbauposition des Spanabfuhrgeräts so an, dass es möglichst nahe am Werkzeugschneidebereich liegt, um die Spanabfuhreffizienz zu verbessern. Stellen Sie gleichzeitig sicher, dass das Spanabfuhrgerät fest installiert ist und während des Bearbeitungsprozesses nicht wackelt oder sich verschiebt.

 

VI. Fazit
CNC-Werkzeugmaschinen sind automatisierte Bearbeitungsmaschinen mit Computersteuerung und mechatronischer Integration. Ihr Einsatz ist ein technisches Anwendungsprojekt. Richtige Vorbeugung und effektive Wartung sind die Grundvoraussetzungen für eine effizientere Nutzung von CNC-Werkzeugmaschinen. Häufige mechanische Ausfälle dürfen, auch wenn sie selten auftreten, nicht ignoriert werden. Hersteller von CNC-Werkzeugmaschinen sollten die Ursachen von Ausfällen umfassend analysieren und beurteilen, wirksame Präventivmaßnahmen ergreifen und die Ausfallzeiten aufgrund von Ausfällen so gering wie möglich halten, um die effiziente Leistung von CNC-Werkzeugmaschinen zu gewährleisten.
In der Produktion sollten Hersteller zudem die Schulung der Bediener intensivieren, um deren Bedienkompetenz und Wartungsbewusstsein zu verbessern. Bediener sollten die Betriebsabläufe strikt einhalten, die Werkzeugmaschinen regelmäßig warten und potenzielle Ausfallgefahren frühzeitig erkennen und beheben. Gleichzeitig sollten Hersteller einen optimalen Kundendienst etablieren, zeitnah auf Kundenbedürfnisse reagieren und professionellen technischen Support und Wartungsdienste anbieten. Nur so kann der stabile Betrieb von CNC-Werkzeugmaschinen sichergestellt, die Produktionseffizienz und Produktqualität verbessert und ein Beitrag zur Entwicklung moderner Fertigung geleistet werden.