SEA Test Template und Anleitung

Spindelfehleranalyse-Handbuch

Eine Anleitung zum Messen einer Werkzeugmaschine mit Anweisungen zum Ausführen der Tests gemäß ISO- und ANSI-Standards, gefolgt von einer Vorlage für einen Testbericht.

Die Berichtsvorlage kann nach Bedarf für jede einzelne Situation geändert und personalisiert werden.

Verwandte Standards:
  • ANSI/ASME-Standard B5.54-2005, „Methoden zur Leistungsbewertung von CNC-Bearbeitungszentren“
  • ANSI/ASME B5.57-2013 „Methoden zur Leistungsbewertung von CNC-Drehmaschinen und Drehzentren“
  • ANSI / ASME B89.3.4 2010, "Rotationsachsen, Methoden zum Spezifizieren und Testen"
  • ISO230-3, "Bestimmung der thermischen Effekte"
  • ISO230-7, „Geometrische Genauigkeit der Rotationsachsen“

Strukturelle Bewegung (Spindel aus)
Verwandte Standardabschnitte
  • ISO 230-7, 5.3
  • ASME B5.54, 7.5.2
  • ASME B5.57, 7.6.2
AGBs
  1. Maschine eingeschaltet, Spindel dreht sich nicht, Antriebe, Zusatzantrieb, Hydraulik ausgeschaltet (Not-Aus-Zustand)
  2. Einschalten der Maschine, Spindel dreht sich nicht, Antriebe, Zusatzantrieb, Hydraulik ein (Zustand "Vorschub halten")
SEA-Messfenster

Sondenmesser

Oszilloskop und FFT optional zur Schwingungsanalyse

Verwendete Sonden / Achsen

X, X2, Y, Y2, Z.

Zweck

Erstprüfung zur Feststellung:

  • Robustheit des Aufbaus (z. B. Vibrationen im Sondennest aufgrund schwacher Schnittstellenplatten, schlechte Montage)
  • Vibrationen in der Strukturschleife der Maschine aufgrund externer (z. B. Bodenvibrationen) und interner Quellen (z. B. Schmierpumpen, schlechte Reglereinstellungen).
  • Mögliches Vorhandensein elektrischer Fehlerquellen (z. B. EMV-induziertes Messrauschen).
Test durchführen

Fährt ab (Not-Aus-Zustand)

Für jede Sonde / Kanal

  1. TIR des Sondenmessers zurücksetzen.
  2. Warten Sie 5 Sekunden
  3. Notieren Sie die TIR des Kanals.

Antriebe, Nebenaggregate, Hydraulik ein (Feed-Hold-Zustand)

Für jede Sonde / Kanal

  1. TIR des Sondenmessers zurücksetzen.
  2. Warten Sie 5 Sekunden
  3. Notieren Sie die TIR des Kanals.

Oszilloskop- und FFT-Anzeigen können verwendet werden, um Schwingungsfrequenzen und Amplituden von sich wiederholenden oder intermittierenden Schwingungen zu bewerten.


Langsamer Setup-Test
AGBs

Spindel mit weniger als 60 U / min (angetrieben oder manuell gedreht)

Verwendete Sonden / Achsen

X, X2, Y, Y2, Z.

SEA-Messfenster

Sondenmesser

Oszilloskop

Zweck

Messung zur Überprüfung der Einstellung, während sich die Maschinenspindel langsam dreht.

Test durchführen
Setzen Sie die TIR-Anzeige in der Sondenanzeige für jeden Kanal zurück und beobachten Sie sie, wenn sich die Spindel dreht.
Stellen Sie sicher, dass alle Kanäle während einer vollständigen Drehung in Reichweite bleiben
Überprüfen Sie die Masterball-Exzentrizität
Die typische Exzentrizität beträgt 25-50 µm oder das 10fache des erwarteten Spindelfehlers.
Bei Verwendung eines Encoders zur Auslösung von SEA-Messungen ist keine Exzentrizität erforderlich.

Fehler bei Änderung der Umgebungstemperatur (ETVE)
Verwandte Standardabschnitte
  • ISO 230-3, 5
  • ASME B5.54, 6.2
  • ASME B5.57, 6.2.1
AGBs

Vor dem Test: Die Maschine muss mindestens 12 Stunden lang bei Umgebungstemperatur, in der die Spindel nicht aktiv ist, eingeweicht werden.

Während des Tests: Die Maschine befindet sich im Zustand "Vorschub halten". Die Umgebungsbedingungen während der Prüfung müssen den typischen Bedingungen während des Maschinenbetriebs entsprechen.

Verwendete Sonden / Achsen

X, X2, Y, Y2, Z.

Temperatursensoren

SEA-Messfenster

Thermische

Aufgezeichnete Werte
Positionsverschiebung in X-, Y- und Z-Achsen
Neigung (X, Y)
Lufttemperatur
Spindelnasentemperatur
Beliebige andere interessierende Oberflächentemperaturen
Zweck

Für diesen Test wird die Relativverschiebung des Werkzeugs zum Werkstück gemessen und gespeichert. Diese Messungen geben die Größe der Spindelverschiebungsfehler als Ergebnis typischer Umgebungsbedingungen für die Maschine an.

Test durchführen
Sonden und Masterkugel montieren
Platzieren Sie den Temperatursensor, um die Lufttemperatur zu messen
Setzen Sie den Temperatursensor auf die Nase der Spindel
Platzieren Sie andere Temperatursensoren wie gewünscht
Stellen Sie nach dem Ausweichen die Zeit der thermischen Probe auf 60 Sekunden mit einer Gesamtdauer von 4 Stunden (Minimum) bis 24 Stunden (bevorzugt) ein.
Lauftest
Zeichnen Sie die Probenergebnisse in einer Tabelle auf und fügen Sie einen Screenshot der Grafik ein.

Thermische Drift
Verwandte Standardabschnitte
  • ISO 230-3, 6
  • ASME B5.54, 7.6.2
  • ASME B5.57, 7.7.2
AGBs

Vor dem Test: Die Maschine muss mindestens 12 Stunden lang bei Umgebungstemperatur, in der die Spindel nicht aktiv ist, eingeweicht werden.

Während des Tests: Spindel mit 75% der Höchstgeschwindigkeit drehen

Verwendete Sonden / Achsen

X, X2, Y, Y2, Z.

SEA-Messfenster

Thermische

Aufgezeichnete Werte
Positionsverschiebung in X-, Y- und Z-Achsen
Neigung (X, Y)
Lufttemperatur
Spindelnasentemperatur

 

Zweck

Für diesen Test wird die Relativverschiebung des Werkzeugs zum Werkstück gemessen und gespeichert. Diese Messungen zeigen die Größe der Spindelverschiebungsfehler aufgrund der während des Aufwärmens der Maschine erzeugten Spindelwärme an und können dazu beitragen, die minimale Aufwärmzeit der Spindel zu bestimmen, die erforderlich ist, um die Spezifikationen und Mängel des Spindelkühlsystems zu erfüllen.

Test durchführen
Sonden und Masterkugel montieren
Platzieren Sie den Temperatursensor, um die Lufttemperatur zu messen
Setzen Sie den Temperatursensor auf die Nase der Spindel
Platzieren Sie andere Temperatursensoren wie gewünscht
Stellen Sie nach dem Einweichen die Zeit der thermischen Probe auf 5 Sekunden mit einer Gesamtdauer von 60 Minuten ein.
Lauftest
Zeichnen Sie die Probenergebnisse in einer Tabelle auf und fügen Sie einen Screenshot der Grafik ein

Anfänglicher Geschwindigkeitsbereichstest
AGBs

Rotierende Spindel schrittweise von niedriger auf maximale Drehzahl (Achtung: Maximale Drehzahl für den Masterball nicht überschreiten).

Verwendete Sonden / Achsen

X, Y, Z.

SEA-Messfenster
Rotierendes oder festes empfindliches Radial
axial
Oszilloskop (optional)
Analyse-Konfiguration
Aufgezeichnete Werte
Radial
Synchroner Fehler
Asynchroner Fehler
TIR X.
TIR Y.
axial
Grundlegend
Restsynchron
Asynchroner Fehler
TIR
Zweck

Bestimmen Sie störende Spindeldrehzahlen für weitere Untersuchungen während der vollständigen Analyse

Test durchführen

Beobachten / Aufzeichnen von synchronen und asynchronen Fehlerbewegungen im gesamten Spindeldrehzahlbereich.

Klicken Sie nach jeder Geschwindigkeitsänderung auf die Schaltfläche „Set Target RPM to Measured RPM“ (Zieldrehzahl auf gemessene Drehzahl einstellen) im Fenster Analysis Configuration (Analysekonfiguration). Dadurch wird der DAQ auf die entsprechenden Abtastraten für diese Geschwindigkeit zurückgesetzt.

Suchen Sie nach Sweet Speeds (kleinste Fehlerbewegung) und Sour Speeds (größte Fehlerbewegung). Während der vollständigen Analyse kann besonderes Augenmerk auf die Sauerdrehzahl gelegt werden, um festzustellen, ob eine Ursache / Abhilfe gefunden werden kann.


Vollständige Analyse

Für eine vollständige Analyse werden die Messungen bei mindestens fünf gleichmäßig verteilten Spindeldrehzahlen durchgeführt. In diesem Test sollten explizit typische Betriebsgeschwindigkeiten verwendet werden. ANSI-Standards verlangen, dass 10%, 50% und 100% der vollen Geschwindigkeit enthalten sind. Für diese Tests werden die Messungen ebenfalls separat (im ASCII-Code) gespeichert und können nach Abschluss der Messungen für eine detaillierte Analyse verwendet werden.

Fixed Sensitive Radial and Axial (Drehmaschinen, Drehzentren und Schleifmaschinen)
Verwandte Standardabschnitte
  • ISO 230-7, 5.5
  • ASME B5.57, 7.5.3
AGBs

Spindel mit ausgewählten Drehzahlen drehen, einschließlich der üblichen Drehzahlen für den normalen Gebrauch.

Verwendete Sonden / Achsen

X, Z.

SEA-Messfenster
Feste empfindliche radiale
axial
Aufgezeichnete Werte bei jeder Geschwindigkeit
X (radiale) Fehlerbewegungen: TIR, Sync, Async, Total
Z (axiale) Fehlerbewegungen: Fundamental, Residual, Async, Total
Spulengeschwindigkeit
Zweck

Messen Sie die Fehlerbewegungen der Spindel, um die Leistungsfähigkeit und den Gesundheitszustand der Maschine zu bestimmen

Test durchführen

Stellen Sie die Tests auf 32 Umdrehungen ein. Zeichnen Sie alle Fehlerbewegungswerte für jede ausgewählte Geschwindigkeit in der Berichtstabelle auf.

Rotierende empfindliche radiale und axiale (alle Werkzeugmaschinen)
Verwandte Standardabschnitte
  • ISO 230-7, 5.4
  • ASME B5.54, 7.5.3
  • ASME B5.57, 7.6.4
AGBs

Spindel mit ausgewählten Drehzahlen drehen, einschließlich der üblichen Drehzahlen für den normalen Gebrauch.

Verwendete Sonden / Achsen

X, Y, Z.

SEA-Messfenster
Rotierendes empfindliches Radial
axial
Aufgezeichnete Werte bei jeder Geschwindigkeit
X, Y (radiale) Fehlerbewegungen: TIR, Sync, Async, Total
Z (axiale) Fehlerbewegungen: Fundamental, Residual, Async, Total
Spulengeschwindigkeit
Zweck

Messen Sie die Fehlerbewegungen der Spindel, um die Leistungsfähigkeit und den Gesundheitszustand der Maschine zu bestimmen

Test durchführen

Stellen Sie die Tests auf 32 Umdrehungen ein. Zeichnen Sie alle Fehlerbewegungswerte für jede ausgewählte Geschwindigkeit in der Berichtstabelle auf.

Neigung - Feste empfindliche Richtung
Verwandte Standardabschnitte
  • ISO 230-7, 5.5.5
  • ASME B5.54, 7.5.3.2
  • ASME B5.57, 7.6.3.3
AGBs

Spindel mit ausgewählten Drehzahlen drehen, einschließlich der üblichen Drehzahlen für den normalen Gebrauch.

Verwendete Sonden / Achsen

X, X2 oder Y, Y2

SEA-Messfenster

Neigung - Feste empfindliche Richtung

Aufgezeichnete Werte bei jeder Geschwindigkeit
Achsen-, Neigungsfehlerbewegungen: Synchronisieren, Asynchronisieren, Gesamt
Spulengeschwindigkeit
Zweck

Neigung der Spindel bei verschiedenen Geschwindigkeiten und / oder Temperaturen messen

Test durchführen

Zeichnen Sie alle Fehlerbewegungswerte für jede ausgewählte Geschwindigkeit in der Berichtstabelle auf.


Verschiebung gegenüber RPM
Verwandte Standardabschnitte
  • ASME B89.3.4, 2.7.11
AGBs

Spindel mit ausgewählten Drehzahlen drehen, einschließlich der üblichen Drehzahlen für den normalen Gebrauch.

Verwendete Sonden / Achsen

X, X2, Y, Y2 und Z.

SEA-Messfenster

Verschiebung vs. Drehzahl

Aufgezeichnete Werte bei jeder Geschwindigkeit
In jeder Achse verschieben und neigen
Spulengeschwindigkeit
Zweck

Testet die Positionsverschiebung (Verschiebung) der Spindel in X-, Y-, Z-Achse und X- und Y-Neigung, wenn die Spindeldrehzahl über einen kurzen Zeitraum schrittweise erhöht wird. Mit zunehmender Spindeldrehzahl ändern sich die mechanischen Belastungen innerhalb der Spindeleinheit (dh sich ändernde Fliehkräfte, sich ändernde Vorspannungen), die sich auf die relative Position der Spindel auswirken. Dieser Test kann auch den tatsächlichen Zustand der Vorspannung der Spindellager aufdecken.

Test durchführen

Wenn der Test abgeschlossen ist, zeichnen Sie die Positionsverschiebung in jeder Achse bei jeder Geschwindigkeit auf, um die Drehzahl zu erhöhen und zu verringern, und fügen Sie einen Screenshot des Diagramms ein.


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