تحلیل و ارائه راه‌حل برای نقص‌های ناشی از باز کردن گیره ابزار در مراکز ماشینکاری
چکیده: این مقاله به تفصیل به بررسی نقص‌های رایج در باز کردن گیره ابزار در مراکز ماشینکاری و راه‌حل‌های مربوط به آنها می‌پردازد. تعویض‌کننده خودکار ابزار (ATC) یک مرکز ماشینکاری تأثیر بسزایی بر کارایی و دقت پردازش دارد و نقص‌های باز کردن گیره ابزار از جمله مسائل نسبتاً رایج و پیچیده در بین آنها هستند. از طریق تجزیه و تحلیل عمیق علل مختلف نقص، مانند ناهنجاری‌ها در اجزایی مانند شیر برقی باز کردن گیره ابزار، سیلندر ضربه زننده به ابزار اسپیندل، صفحات فنری و پنجه‌های کششی، و همچنین مشکلات مربوط به منابع هوا، دکمه‌ها و مدارها، و همراه با اقدامات عیب‌یابی مربوطه، هدف آن کمک به اپراتورها و پرسنل تعمیر و نگهداری مراکز ماشینکاری برای تشخیص سریع و دقیق و حل نقص‌های باز کردن گیره ابزار، تضمین عملکرد طبیعی و پایدار مراکز ماشینکاری و بهبود کارایی تولید و کیفیت پردازش است.
مقدمه
به عنوان تجهیزات اصلی در زمینه پردازش مکانیکی مدرن، تعویض خودکار ابزار (ATC) یک مرکز ماشینکاری، کارایی و دقت پردازش را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. در میان آنها، عملیات باز کردن گیره ابزار، یک حلقه کلیدی در فرآیند تعویض خودکار ابزار است. هنگامی که یک نقص در باز کردن گیره ابزار رخ می‌دهد، مستقیماً منجر به وقفه در پردازش شده و بر پیشرفت تولید و کیفیت محصول تأثیر می‌گذارد. بنابراین، درک عمیق از نقص‌های رایج در باز کردن گیره ابزار مراکز ماشینکاری و راه‌حل‌های آنها از اهمیت بالایی برخوردار است.
II. مروری بر انواع تعویض‌کننده‌های خودکار ابزار در مراکز ماشینکاری و نقص‌های مربوط به باز کردن گیره ابزار
عمدتاً دو نوع روش رایج برای تعویض ابزار در دستگاه‌های تعویض خودکار ابزار (ATC) در مراکز ماشینکاری وجود دارد. یکی این است که ابزار مستقیماً توسط اسپیندل از محفظه ابزار تعویض می‌شود. این روش برای مراکز ماشینکاری کوچک که با محفظه ابزار نسبتاً کوچک، ابزارهای کمتر و عملیات تعویض ابزار نسبتاً ساده مشخص می‌شوند، قابل استفاده است. هنگامی که نقص‌هایی مانند افتادن ابزار رخ می‌دهد، به دلیل ساختار نسبتاً ساده، یافتن علت اصلی مشکل و رفع آن به موقع آسان است. روش دیگر، تکیه بر یک بازوی مکانیکی برای تکمیل تعویض ابزار بین اسپیندل و محفظه ابزار است. از دیدگاه ساختار و عملکرد، این روش نسبتاً پیچیده است و شامل همکاری هماهنگ چندین جزء و عملیات مکانیکی است. بنابراین، احتمال و انواع نقص در طول فرآیند باز کردن گیره ابزار نسبتاً زیاد است.
در حین استفاده از مراکز ماشینکاری، عدم رهاسازی ابزار، نمونه‌ای از نقص در عملکرد باز کردن گیره ابزار است. این نقص ممکن است به دلایل مختلفی ایجاد شود و در ادامه، تجزیه و تحلیل دقیقی از علل مختلف نقص انجام خواهد شد.
در حین استفاده از مراکز ماشینکاری، عدم رهاسازی ابزار، نمونه‌ای از نقص در عملکرد باز کردن گیره ابزار است. این نقص ممکن است به دلایل مختلفی ایجاد شود و در ادامه، تجزیه و تحلیل دقیقی از علل مختلف نقص انجام خواهد شد.
III. تحلیل علل نقص در باز کردن گیره ابزار
(۱) آسیب به شیر برقی جداکننده گیره ابزار
شیر برقی جداکننده گیره ابزار، نقش کلیدی در کنترل جهت جریان هوا یا روغن هیدرولیک در طول فرآیند جداکننده گیره ابزار ایفا می‌کند. هنگامی که شیر برقی آسیب می‌بیند، ممکن است نتواند مدار هوا یا روغن را به طور عادی تغییر دهد و در نتیجه نتواند قدرت مورد نیاز برای جداکننده گیره ابزار را به اجزای مربوطه منتقل کند. به عنوان مثال، ممکن است مشکلاتی مانند گیر کردن هسته شیر یا سوختن سیم‌پیچ الکترومغناطیسی در شیر برقی رخ دهد. اگر هسته شیر گیر کرده باشد، شیر برقی قادر به تغییر حالت روشن/خاموش کانال‌های داخل شیر طبق دستورالعمل‌ها نخواهد بود. اگر سیم‌پیچ الکترومغناطیسی بسوزد، مستقیماً منجر به از دست رفتن عملکرد کنترل شیر برقی می‌شود.
(II) آسیب به سیلندر ضربه زننده به ابزار اسپیندل
سیلندر ضربه زننده به ابزار اسپیندل، جزء مهمی است که نیروی لازم برای باز کردن گیره ابزار را فراهم می‌کند. آسیب به سیلندر ضربه زننده به ابزار ممکن است به صورت نشت هوا یا نشت روغن ناشی از فرسودگی یا آسیب به آب‌بندها ظاهر شود و در نتیجه سیلندر ضربه زننده به ابزار قادر به تولید نیروی رانش یا کشش کافی برای تکمیل عملیات باز کردن گیره ابزار نباشد. علاوه بر این، سایش یا تغییر شکل اجزایی مانند پیستون و میله پیستون در داخل سیلندر ضربه زننده به ابزار نیز بر عملکرد عادی آن تأثیر می‌گذارد و مانع از عملیات باز کردن گیره ابزار می‌شود.
(III) آسیب به صفحات فنر اسپیندل
صفحات فنر اسپیندل نقش کمکی در فرآیند باز کردن ابزار ایفا می‌کنند، به عنوان مثال، هنگام سفت و شل کردن ابزار، یک ضربه‌گیر الاستیک خاص ایجاد می‌کنند. هنگامی که صفحات فنر آسیب ببینند، ممکن است نتوانند نیروی الاستیک مناسبی را فراهم کنند و در نتیجه عملیات باز کردن ابزار ناهموار شود. صفحات فنر ممکن است دچار مشکلاتی مانند شکستگی، تغییر شکل یا تضعیف خاصیت ارتجاعی شوند. یک صفحه فنر شکسته قادر به کار عادی نخواهد بود. یک صفحه فنر تغییر شکل یافته، ویژگی‌های تحمل نیرو را تغییر می‌دهد و تضعیف خاصیت ارتجاعی ممکن است باعث شود که ابزار در طول فرآیند باز کردن ابزار به طور کامل از حالت سفت اسپیندل جدا نشود.
(IV) آسیب به پنجه‌های کشش اسپیندل
پنجه‌های کشش اسپیندل اجزایی هستند که مستقیماً با ساقه ابزار در تماس هستند تا سفت و شل شدن ابزار را انجام دهند. آسیب به پنجه‌های کشش ممکن است در اثر سایش ناشی از استفاده طولانی مدت ایجاد شود و منجر به کاهش دقت اتصال بین پنجه‌های کشش و ساقه ابزار و عدم توانایی در گرفتن یا رها کردن موثر ابزار شود. پنجه‌های کشش همچنین ممکن است دچار آسیب‌های شدید مانند شکستگی یا تغییر شکل شوند. در چنین مواردی، ابزار قادر به شل شدن عادی نخواهد بود.
(V) منبع هوای ناکافی
در مراکز ماشینکاری مجهز به سیستم باز کردن گیره ابزار پنوماتیک، پایداری و کفایت منبع هوا برای عملیات باز کردن گیره ابزار بسیار مهم است. منبع هوای ناکافی ممکن است به دلایلی مانند خرابی کمپرسور هوا، پارگی یا انسداد لوله‌های هوا و تنظیم نامناسب فشار منبع هوا ایجاد شود. هنگامی که فشار منبع هوا ناکافی باشد، قادر به تأمین نیروی کافی برای دستگاه باز کردن گیره ابزار نخواهد بود و در نتیجه اجزایی مانند سیلندر ضربه زننده به ابزار نمی‌توانند به طور عادی کار کنند و در نتیجه نقص عملکرد و عدم توانایی در آزاد کردن ابزار رخ خواهد داد.
(VI) تماس ضعیف دکمه باز کردن گیره ابزار
دکمه‌ی باز کردن گیره‌ی ابزار، یک قطعه‌ی عملیاتی است که توسط اپراتورها برای فعال کردن دستورالعمل باز کردن گیره‌ی ابزار استفاده می‌شود. اگر این دکمه اتصال ضعیفی داشته باشد، ممکن است منجر به عدم توانایی انتقال سیگنال باز کردن گیره‌ی ابزار به سیستم کنترل به طور عادی شود و بنابراین عملیات باز کردن گیره‌ی ابزار نمی‌تواند آغاز شود. اتصال ضعیف دکمه ممکن است به دلایلی مانند اکسیداسیون، سایش کنتاکت‌های داخلی یا خرابی فنر ایجاد شود.
(VII) مدارهای شکسته
کنترل باز کردن گیره ابزار در یک مرکز ماشینکاری شامل اتصال مدارهای الکتریکی است. مدارهای شکسته منجر به قطع سیگنال‌های کنترلی می‌شوند. به عنوان مثال، مدارهایی که اجزایی مانند شیر برقی باز کردن گیره ابزار و سنسور سیلندر ضربه زننده به ابزار را به هم متصل می‌کنند، ممکن است به دلیل لرزش طولانی مدت، سایش یا کشیده شدن توسط نیروهای خارجی شکسته شوند. پس از شکسته شدن مدارها، اجزای مربوطه نمی‌توانند سیگنال‌های کنترلی صحیح را دریافت کنند و عملیات باز کردن گیره ابزار نمی‌تواند به طور عادی انجام شود.
(هشتم) کمبود روغن در محفظه روغن سیلندر ابزارگیر
برای مراکز ماشینکاری مجهز به سیلندر ضربه زن هیدرولیکی، کمبود روغن در محفظه روغن سیلندر ضربه زن بر عملکرد عادی سیلندر ضربه زن تأثیر می‌گذارد. روغن ناکافی منجر به روانکاری ضعیف در داخل سیلندر ضربه زن، افزایش مقاومت اصطکاکی بین اجزا و همچنین ممکن است باعث شود سیلندر ضربه زن قادر به ایجاد فشار روغن کافی برای هدایت حرکت پیستون نباشد و در نتیجه بر پیشرفت روان عملیات باز کردن گیره ابزار تأثیر بگذارد.
(IX) کولت ساق ابزار مشتری مشخصات مورد نیاز را برآورده نمی‌کند.
اگر کولت ساق ابزار مورد استفاده مشتری با مشخصات مورد نیاز مرکز ماشینکاری مطابقت نداشته باشد، ممکن است در طول فرآیند باز کردن گیره ابزار مشکلاتی ایجاد شود. به عنوان مثال، اگر اندازه کولت خیلی بزرگ یا خیلی کوچک باشد، ممکن است باعث شود که چنگال‌های کشش اسپیندل نتوانند به درستی ساق ابزار را بگیرند یا آزاد کنند، یا در طول باز کردن گیره ابزار مقاومت غیرعادی ایجاد کنند و در نتیجه ابزار آزاد نشود.
چهارم. روش‌های عیب‌یابی برای نقص‌های مربوط به باز کردن گیره ابزار
(۱) عملکرد شیر برقی را بررسی کنید و در صورت آسیب دیدن، آن را تعویض کنید
ابتدا، از ابزارهای حرفه‌ای برای بررسی عملکرد شیر برقی جداکننده گیره استفاده کنید. می‌توانید مشاهده کنید که آیا هسته شیر برقی هنگام روشن و خاموش شدن به طور عادی کار می‌کند یا خیر، یا از یک مولتی‌متر برای بررسی اینکه آیا مقدار مقاومت سیم‌پیچ الکترومغناطیسی شیر برقی در محدوده طبیعی است یا خیر، استفاده کنید. اگر مشخص شد که هسته شیر گیر کرده است، می‌توانید شیر برقی را تمیز و نگهداری کنید تا ناخالصی‌ها و کثیفی‌های روی سطح هسته شیر از بین برود. اگر سیم‌پیچ الکترومغناطیسی بسوزد، باید یک شیر برقی جدید جایگزین شود. هنگام تعویض شیر برقی، حتماً محصولی را با مدل مشابه یا سازگار با مدل اصلی انتخاب کنید و آن را طبق مراحل نصب صحیح نصب کنید.
(II) عملکرد سیلندر ضربه زننده با ابزار را بررسی کنید و در صورت آسیب دیدن آن را تعویض کنید
برای سیلندر ضربه زننده به ابزار اسپیندل، عملکرد آب‌بندی، حرکت پیستون و غیره آن را بررسی کنید. می‌توانید با مشاهده نشت هوا یا نشت روغن در قسمت بیرونی سیلندر ضربه زننده به طور اولیه تشخیص دهید که آیا آب‌بندها آسیب دیده‌اند یا خیر. در صورت وجود نشتی، لازم است سیلندر ضربه زننده به ابزار را جدا کرده و آب‌بندها را تعویض کنید. در عین حال، بررسی کنید که آیا سایش یا تغییر شکل در اجزایی مانند پیستون و میله پیستون وجود دارد یا خیر. در صورت وجود مشکل، اجزای مربوطه باید به موقع تعویض شوند. هنگام نصب سیلندر ضربه زننده به تنظیم کورس و موقعیت پیستون توجه کنید تا مطمئن شوید که با الزامات عملیات باز کردن گیره ابزار مطابقت دارد.
(III) میزان آسیب به صفحات فنر را بررسی کنید و در صورت لزوم آنها را تعویض کنید
هنگام بررسی صفحات فنر اسپیندل، به دقت بررسی کنید که آیا علائم آشکار آسیب مانند شکستگی یا تغییر شکل وجود دارد یا خیر. برای صفحات فنری که کمی تغییر شکل یافته‌اند، می‌توانید آنها را تعمیر کنید. با این حال، برای صفحات فنری که شکسته، به شدت تغییر شکل یافته یا خاصیت ارتجاعی ضعیفی دارند، باید صفحات فنری جدید جایگزین شوند. هنگام تعویض صفحات فنری، به انتخاب مشخصات و مواد مناسب توجه کنید تا اطمینان حاصل شود که عملکرد آنها مطابق با الزامات مرکز ماشینکاری است.
(IV) بررسی کنید که آیا پنجه‌های کشش اسپیندل در وضعیت خوبی هستند و در صورت آسیب‌دیدگی یا فرسودگی، آنها را تعویض کنید.
هنگام بررسی پنجه‌های کشش اسپیندل، ابتدا مشاهده کنید که آیا سایش، شکستگی و غیره در ظاهر پنجه‌های کشش وجود دارد یا خیر. سپس با استفاده از ابزارهای مخصوص، دقت اتصال بین پنجه‌های کشش و ساقه ابزار را اندازه‌گیری کنید، مثلاً اینکه آیا فاصله خیلی زیاد است یا خیر. اگر پنجه‌های کشش فرسوده شده باشند، می‌توان آنها را تعمیر کرد. به عنوان مثال، دقت سطح را می‌توان از طریق سنگ‌زنی و سایر فرآیندها بازیابی کرد. برای پنجه‌های کششی که شکسته یا به شدت فرسوده شده‌اند و قابل تعمیر نیستند، باید پنجه‌های کشش جدید جایگزین شوند. پس از تعویض پنجه‌های کشش، باید عیب‌یابی انجام شود تا اطمینان حاصل شود که آنها می‌توانند ابزار را به درستی بگیرند و رها کنند.
(V) میزان آسیب دکمه را بررسی کنید و در صورت آسیب، آن را تعویض کنید
برای دکمه‌ی باز کردن گیره‌ی ابزار، پوسته‌ی دکمه را جدا کرده و اکسیداسیون و ساییدگی کنتاکت‌های داخلی و همچنین خاصیت ارتجاعی فنر را بررسی کنید. اگر کنتاکت‌ها اکسید شده باشند، می‌توانید از کاغذ سنباده برای صیقل دادن ملایم و حذف لایه اکسید استفاده کنید. اگر کنتاکت‌ها به شدت ساییده شده باشند یا فنر خراب شده باشد، باید یک دکمه‌ی جدید جایگزین شود. هنگام نصب دکمه، مطمئن شوید که دکمه محکم نصب شده است، حس عملکرد آن طبیعی است و می‌تواند سیگنال باز کردن گیره‌ی ابزار را به طور دقیق به سیستم کنترل منتقل کند.
(VI) بررسی کنید که آیا مدارها خراب هستند یا خیر
مدارهای کنترل باز کردن گیره را در امتداد ابزار بررسی کنید تا ببینید آیا مدارهای شکسته‌ای وجود دارد یا خیر. برای قطعات مشکوک به شکستگی، می‌توانید از یک مولتی‌متر برای انجام آزمایش پیوستگی استفاده کنید. اگر مشخص شد که مدارها شکسته شده‌اند، محل دقیق شکستگی را پیدا کنید، قسمت آسیب‌دیده مدار را ببرید و سپس از ابزارهای اتصال سیم مناسب مانند جوشکاری یا پرس برای اتصال آنها استفاده کنید. پس از اتصال، از مواد عایق مانند نوار عایق برای عایق‌بندی اتصالات مدار استفاده کنید تا از اتصال کوتاه و سایر مشکلات جلوگیری شود.
(VII) روغن را داخل ظرف روغن سیلندر ضربه زننده با ابزار بریزید
اگر نقص ناشی از کمبود روغن در محفظه روغن سیلندر ضربه زننده به ابزار باشد، ابتدا محل محفظه روغن سیلندر ضربه زننده به ابزار را پیدا کنید. سپس با استفاده از نوع روغن هیدرولیک مشخص شده، روغن را به آرامی داخل محفظه روغن بریزید و سطح روغن در محفظه روغن را مشاهده کنید و از حد بالای مقیاس محفظه روغن تجاوز نکنید. پس از پر کردن روغن، مرکز ماشینکاری را روشن کنید و چندین آزمایش عملیات باز کردن ابزار انجام دهید تا روغن به طور کامل در داخل سیلندر ضربه زننده به گردش درآید و از عملکرد عادی سیلندر ضربه زننده به ابزار اطمینان حاصل شود.
(VIII) کولت‌هایی را نصب کنید که مطابق با استاندارد باشند
وقتی مشخص شود که کولت ساق ابزار مشتری مشخصات مورد نیاز را برآورده نمی‌کند، باید به موقع به مشتری اطلاع داده شود و از او خواسته شود کولت ساق ابزار را که مطابق با مشخصات استاندارد مرکز ماشینکاری است، تعویض کند. پس از تعویض کولت، نصب ابزار و عملیات باز کردن گیره ابزار را آزمایش کنید تا اطمینان حاصل شود که دیگر نقص در باز کردن گیره ابزار ناشی از مشکلات کولت رخ نمی‌دهد.
V. اقدامات پیشگیرانه برای نقص در باز کردن ابزار
علاوه بر اینکه می‌توان در صورت بروز، نقص‌های مربوط به باز کردن گیره ابزار را به سرعت برطرف کرد، انجام برخی اقدامات پیشگیرانه می‌تواند احتمال بروز نقص در باز کردن گیره ابزار را به طور مؤثر کاهش دهد.
(۱) نگهداری منظم
یک برنامه نگهداری معقول برای مرکز ماشینکاری تدوین کنید و مرتباً اجزای مربوط به باز کردن گیره ابزار را بررسی، تمیز، روغن‌کاری و تنظیم کنید. به عنوان مثال، مرتباً وضعیت کار شیر برقی باز کردن گیره ابزار را بررسی کرده و هسته شیر را تمیز کنید؛ آب‌بندها و وضعیت روغن سیلندر ضربه زننده به ابزار را بررسی کنید و به سرعت آب‌بندهای قدیمی را تعویض و روغن را دوباره پر کنید؛ فرسودگی پنجه‌های کشش اسپیندل و صفحات فنر را بررسی کرده و تعمیرات یا تعویض‌های لازم را انجام دهید.
(II) عملکرد و استفاده صحیح
اپراتورها باید آموزش حرفه‌ای ببینند و با رویه‌های عملیاتی مرکز ماشینکاری آشنا باشند. در طول فرآیند عملیات، از دکمه باز کردن گیره ابزار به درستی استفاده کنید و از عملکرد نادرست خودداری کنید. به عنوان مثال، هنگام چرخش ابزار، دکمه باز کردن گیره ابزار را با فشار زیاد فشار ندهید تا از آسیب دیدن اجزای باز کردن گیره ابزار جلوگیری شود. در عین حال، به نصب صحیح ساقه ابزار توجه کنید و مطمئن شوید که حلقه ساقه ابزار مشخصات مورد نیاز را برآورده می‌کند.
(III) کنترل محیطی
محیط کار مرکز ماشینکاری را تمیز، خشک و در دمای مناسب نگه دارید. از ورود ناخالصی‌هایی مانند گرد و غبار و رطوبت به داخل دستگاه بازکننده ابزار جلوگیری کنید تا از زنگ‌زدگی، خوردگی یا مسدود شدن قطعات جلوگیری شود. دمای محیط کار را در محدوده مجاز مرکز ماشینکاری کنترل کنید تا از افت عملکرد یا آسیب به قطعات ناشی از دمای خیلی بالا یا خیلی پایین جلوگیری شود.
ششم. نتیجه‌گیری
نقص در باز کردن گیره ابزار در مراکز ماشینکاری یکی از عوامل مهم مؤثر بر عملکرد عادی مراکز ماشینکاری است. از طریق تجزیه و تحلیل دقیق علل رایج نقص در باز کردن گیره ابزار، از جمله آسیب به اجزایی مانند شیر برقی باز کردن گیره ابزار، سیلندر ضربه زننده به ابزار اسپیندل، صفحات فنری و پنجه‌های کششی، و همچنین مشکلات مربوط به منابع هوا، دکمه‌ها و مدارها، و ترکیب آن با روش‌های عیب‌یابی مربوطه برای علل مختلف نقص، مانند تشخیص و تعویض قطعات آسیب دیده، پر کردن روغن و تنظیم مدارها، و ترکیب آن با اقدامات پیشگیرانه برای نقص در باز کردن گیره ابزار، مانند نگهداری منظم، عملکرد و استفاده صحیح و کنترل محیطی، می‌توان قابلیت اطمینان باز کردن گیره ابزار در مراکز ماشینکاری را به طور مؤثر بهبود بخشید، احتمال نقص را کاهش داد، عملکرد کارآمد و پایدار مراکز ماشینکاری را تضمین کرد و راندمان تولید و کیفیت محصول پردازش مکانیکی را بهبود بخشید. اپراتورها و پرسنل تعمیر و نگهداری مراکز ماشینکاری باید درک عمیقی از این علل نقص و راه‌حل‌ها داشته باشند تا بتوانند به سرعت و با دقت نقص‌های باز کردن گیره ابزار را در کار عملی تشخیص داده و برطرف کنند و پشتیبانی قوی برای تولید و ساخت شرکت‌ها فراهم کنند.