Siemens SINUMERIK 840D sl, 828D ve 802D sl Backlash, Takip ve Kuadrant Hataları

Bu içerik Siemens’in iki resmî kaynağına dayanır: “Extended Functions” fonksiyon kılavuzu (geçerlilik: SINUMERIK 840D sl / 840DE sl / 828D, CNC yazılım 4.4 nesli) ve “Machine Data and Interface Signals” parametre kılavuzu (geçerlilik: SINUMERIK 802D sl V1.4 SP7). SINUMERIK 840Di sl bu neslin geçerlilik listesinde yer almaz; yalnızca daha eski sürüm dokümanlarında geçer. Bu içerikteki temel mekanik ve işleme belirtileri farklı SINUMERIK sistemlerinde benzer olabilir. Ancak parametrelerin ve gelişmiş kompanzasyon özelliklerinin kullanılabilirliği kontrol modeli, yazılım sürümü, NCU ve makine üreticisinin yapılandırmasına göre değişir.

Giriş

CNC tezgâhında dairelerin oval çıkması, yön değişimlerinde yüzey izi oluşması, aynı ölçünün farklı yaklaşma yönlerinden farklı çıkması veya yüksek ilerlemede konturun bozulması her zaman CNC programından kaynaklanmaz.

Bu tür hataların arkasında şu nedenler bulunabilir:

• Mekanik boşluk, yani backlash
• Kızak ve aktarma sistemindeki sürtünme
• Kuadrant geçiş hatası
• Eksen takip hatası
• Yanlış veya yetersiz feedforward ayarı
• Yanlış yapılmış kompanzasyon
• Vidalı mil, rulman, kaplin veya kızak problemi

Siemens SINUMERIK sistemlerinde bu hataların bir kısmı CNC kompanzasyon fonksiyonlarıyla azaltılabilir. Ancak kompanzasyon, mekanik arızanın yerine geçen bir tamir yöntemi değildir. Önce mekanik durum ölçülmeli, daha sonra uygun kompanzasyon ayarlanmalıdır.

Operatör Bu Hataları İş Parçasında Nasıl Fark Eder?

Operatör machine data değiştirmemelidir. Ancak hatanın hangi harekette ve iş parçasının hangi bölgesinde ortaya çıktığını gözlemleyerek teknik servise önemli bilgi sağlayabilir.

1. Backlash, yani eksen boşluğu belirtileri

Backlash, eksen hareket yönü değiştiğinde motor veya encoder hareket ettiği halde tabla, kızak ya da takımın boşluk miktarı kadar gecikmeli hareket etmesidir.

Siemens dokümanına göre dolaylı ölçüm sistemine sahip eksenlerde yön değişimi sırasında eksen, backlash miktarı kadar gerekenden az veya fazla hareket edebilir.

Operatör iş parçasında şunları görebilir:

• Aynı ölçüye sağdan ve soldan yaklaşınca farklı sonuç
• Cep işlemede karşılıklı duvarların farklı ölçülmesi
• Dairelerin tam yuvarlak çıkmaması
• X veya Y yön değiştirdiğinde küçük kademe oluşması
• Frezelenmiş yüzeyde yön değiştirme çizgisi
• Delik merkezlerinde konum sapması
• Tornada X ekseni yön değiştirince çap ölçüsünün değişmesi
• C ekseninde açısal konum hatası
• Takımın konuma geç oturması

Backlash kompanzasyonu, referans noktasına gidildikten sonra çalışma modlarında aktif olur. Kompanzasyon değeri MD32450 $MA_BACKLASH üzerinden tanımlanır.

2. Sürtünme ve kuadrant hatası belirtileri

Eksen hareket etmeye başlarken statik sürtünmeyi yenmek için, hareket devam ederken gerekenden daha yüksek kuvvet gerekir. Eksen yön değiştirdiğinde hız sıfırdan geçerken kısa süreli takılma veya gecikme oluşabilir.

Siemens dokümanında bu durumun interpolasyon yapan eksenlerde kontur hatalarına yol açtığı ve özellikle dairesel konturların kuadrant geçişlerinde görüldüğü belirtilmektedir.

Operatörün görebileceği belirtiler:

• Dairenin saat 12, 3, 6 veya 9 yönlerinde küçük çıkıntı
• Dairenin belirli dört bölgesinde iz
• Yuvarlak deliğin hafif yonca biçiminde çıkması
• Dairesel cepte dört noktada yüzey bozukluğu
• Radius geçişinde kısa süreli kademe
• Yön değişiminde takım izi
• Düşük ilerlemede belirgin, yüksek ilerlemede farklılaşan hata
• Kalıp yüzeylerinde kuadrant çizgileri
• Dairesel interpolasyonda yüzey kalitesinin bazı bölgelerde bozulması

Dokümandaki dairesellik testi grafiklerinde kompanzasyonsuz durumda kuadrant geçişlerinde belirgin çıkıntılar, doğru ayarda ise daha düzgün bir daire gösterilmektedir.

3. Takip hatası ve yetersiz feedforward belirtileri

Takip hatası, CNC’nin eksenden istediği konum ile eksenin gerçek konumu arasındaki farktır.

Özellikle hızlanma, yavaşlama, köşe ve dairesel hareketlerde eksen komutu gecikmeli takip ederse hızla ilişkili kontur hataları oluşabilir. Dinamik feedforward bu farkı azaltmak için kullanılır.

Operatörün görebileceği belirtiler:

• Düşük ilerlemede doğru, yüksek ilerlemede bozuk ölçü
• Dairenin ilerleme arttıkça ovalleşmesi
• Keskin köşelerin yuvarlanması
• Köşe girişinde veya çıkışında kontur sapması
• Kalıp profilinin programlanan hattan sapması
• Eş zamanlı hareket eden eksenlerin birbirini tutamaması
• Aynı programın farklı feed override değerlerinde farklı sonuç vermesi
• Küçük radiuslarda büyük radiuslardan daha belirgin hata
• Hızlanma ve yavaşlama bölgelerinde yüzey izi

Feedforward ayarı çok azaltılırsa makine daha yumuşak hareket edebilir; ancak daire gibi eğrisel konturlardaki hata büyüyebilir. Siemens parametre açıklamasında bu ilişki açıkça belirtilmektedir.

Operatör Teknik Servise Hangi Bilgileri Vermeli?

Bu bilgiler, sorunun programdan mı, mekanikten mi yoksa eksen kontrolünden mi kaynaklandığını ayırmaya yardımcı olur.

Operatörün Yapmaması Gerekenler

Aşağıdaki machine data değerleri deneme yoluyla değiştirilmemelidir:

• MD32450 $MA_BACKLASH
• MD32452 $MA_BACKLASH_FACTOR
• MD32490 $MA_FRICT_COMP_MODE
• MD32500 $MA_FRICT_COMP_ENABLE
• MD32510 $MA_FRICT_COMP_ADAPT_ENABLE
• MD32520 $MA_FRICT_COMP_CONST_MAX
• MD32530 $MA_FRICT_COMP_CONST_MIN
• MD32540 $MA_FRICT_COMP_TIME
• MD32550–32570 ivme noktaları
• MD32610 $MA_VELO_FFW_WEIGHT
• MD32620 $MA_FFW_MODE
• MD32630 $MA_FFW_ACTIVATION_MODE
• MD32810 $MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME

Yanlış kompanzasyon, mevcut hatayı azaltmak yerine ters yönde büyütebilir. Özellikle kısa pozisyonlama hareketlerinde dairesellik testinde bulunan değer ekseni fazla kompanze edebilir.

Siemens Teknik Servisi İçin Teşhis ve Ayar Bölümü

1. Önce mekanik durumu kontrol edin

Kompanzasyon ayarına başlamadan önce aşağıdakiler kontrol edilmelidir:

• Vidalı mil somunu
• Sabit ve hareketli yataklar
• Motor kaplini
• Redüktör veya dişli grubu
• Kızak yağlaması
• Lineer kızak arabaları
• Hidrolik dengeleme
• Motor freni
• Encoder bağlantısı
• Lineer cetvel ve motor encoderi arasındaki fark
• Tabla veya kızaktaki fiziksel boşluk

Mekanik boşluk sürekli büyüyorsa yalnızca MD32450 değerini artırmak kalıcı çözüm değildir.

2. Backlash ölçümü ve MD32450

Backlash değeri her eksen veya spindle için ayrı girilir:

MD32450 $MA_BACKLASH

Dokümana göre:

• Encoder makine elemanının önündeyse normal durumda pozitif değer,
• Encoder makine elemanının gerisindeyse negatif değer

kullanılır. İkinci ölçüm sistemi varsa her ölçüm sistemi için ayrı değer tanımlanmalıdır.

Ölçüm yöntemi:

1. Eksen referanslanır.
2. Komparatör güvenli ve rijit biçimde yerleştirilir.
3. Eksen bir yönden ölçüm noktasına yaklaştırılır.
4. Gösterge sıfırlanır.
5. Eksen ters yönde küçük komutlarla hareket ettirilir.
6. CNC konumu değiştiği halde göstergenin hareket etmediği miktar ölçülür.
7. Test farklı konumlarda tekrarlanır.

Boşluk eksen boyunca önemli ölçüde değişiyorsa sorun tek bir backlash değeriyle tamamen giderilemeyebilir.

3. Backlash factor

MD32452 $MA_BACKLASH_FACTOR

bu değerin parametre setine göre ağırlıklandırılmasını sağlar. Örneğin farklı dişli kademelerinde farklı boşluklar bulunuyorsa kullanılabilir.

Bu fonksiyonun bütün kontrol varyantlarında aynı biçimde desteklendiği varsayılmamalıdır.

4. Sürtünme kompanzasyonu modu

Temel yöntem seçimi:

MD32490 $MA_FRICT_COMP_MODE

Genel anlamı:

0 = Sürtünme kompanzasyonu yok
1 = Sabit veya adaptif karakteristikle klasik kompanzasyon
2 = Öğrenilmiş karakteristik kullanan neural QEC

Fonksiyonun eksende etkinleştirilmesi:

MD32500 $MA_FRICT_COMP_ENABLE

Neural QEC, dokümanda özellikle SINUMERIK 840D sl opsiyonu olarak tanımlanmıştır; bütün 802D sl veya eski 840Di sl modellerinde bulunduğu varsayılmamalıdır. Neural QEC kullanılacaksa geçerli bir karakteristik öğrenilmeden fonksiyon etkinleştirilmemelidir.

5. Dairesellik testiyle kuadrant hatasını belirleme

Dairesellik testi, eksenlerin gerçek konumunu dairesel hareket sırasında kaydeder ve programlanan yarıçaptan sapmaları grafik olarak gösterir. Doküman bu fonksiyonu açıkça bir devreye alma aracı (commissioning tool) olarak tanımlar.

Genel test sırası:

1. Test ilk olarak sürtünme kompanzasyonu kapalıyken yapılır: MD32500 $MA_FRICT_COMP_ENABLE = 0
2. Kuadrant geçişlerindeki sapmalar kaydedilir.
3. Klasik sürtünme kompanzasyonu seçilir: MD32490 $MA_FRICT_COMP_MODE = 1
4. İlgili eksende kompanzasyon etkinleştirilir: MD32500 $MA_FRICT_COMP_ENABLE = 1
5. İlk ayarda adaptasyon kapatılır: MD32510 $MA_FRICT_COMP_ADAPT_ENABLE = 0
6. Genlik ve zaman sabiti dairesellik grafiğine göre ayarlanır: MD32520 $MA_FRICT_COMP_CONST_MAX ve MD32540 $MA_FRICT_COMP_TIME
7. Test farklı yarıçap ve hızlarda tekrarlanır.

Belge, değişikliklerin ölçülen ve çizdirilen dairelerle doğrulanmasını ister.

6. Yanlış sürtünme kompanzasyonu nasıl anlaşılır?

Genlik çok düşükse: Kuadrant geçişindeki çıkıntı yeterince giderilemez.

Genlik çok yüksekse: Kuadrant geçişinde ters yönde aşırı düzeltme oluşabilir.

Zaman sabiti çok düşükse: Sapma kısa süre düzelir, hemen ardından yeniden büyür.

Zaman sabiti çok yüksekse: Kuadrant geçişinden sonra düzeltmenin etkisi kontur boyunca gereğinden uzun devam eder.

Bu sonuçlar iş parçasında çukur veya çıkıntı, radius bozulması, dairenin dört bölgesinde ters iz ve yön değişimi sonrasında uzayan yüzey hatası oluşturabilir.

7. Dinamik feedforward ayarı

Feedforward, özellikle hızlanma ve eğrisel konturlarda oluşan takip hatasını azaltır.

Bu belge neslinde temel seçim:

MD32620 $MA_FFW_MODE

0 = Feedforward yok
3 = Hız feedforward
4 = Birleşik tork/hız feedforward

Not: Klasik 840D/810D belgelerinde bu parametrenin değerleri 1 (hız) ve 2 (tork) olarak geçer; 840D sl neslinde ise 3 ve 4 değerleri kullanılır. Kendi kontrol sürümünüzün parametre kılavuzunu esas alın.

Programdan kontrol edilmesi izinliyse:

FFWON
FFWOF

komutları kullanılabilir. Bunun için MD32630 $MA_FFW_ACTIVATION_MODE uygun biçimde ayarlanmış olmalıdır. Siemens, geçişin ani hareket oluşturmaması için eksen veya spindle dururken uygulanmasını ister.

Hız feedforward için önemli değerlerden biri:

MD32810 $MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME

değeridir. Doküman bu zaman sabitinin hız setpoint basamak cevabından doğru şekilde belirlenmesini ister.

Hangi Alarmlar Görülebilir?

Bu içeriğin dayandığı dosyalar ağırlıklı olarak fonksiyon ve parametre kılavuzudur; içlerinde doğrudan alarm numarası listesi bulunmamaktadır. Bu nedenle burada belirli alarm numaraları verilmemektedir.

Ancak bu problemlerin aşağıdaki alarm gruplarıyla sonuçlanması mümkündür:

• Following error veya eksen takip izleme
• Contour monitoring
• Positioning monitoring
• Standstill monitoring
• Speed setpoint limitation
• Ölçüm sistemi farkı
• Encoder veya eksen referans kaybı

Kesin alarm numaraları için aynı kontrol sürümüne ait Siemens Diagnostics Manual ayrıca incelenmelidir. Eski 840D alarm numaralarının 840D sl, 828D, 802D sl veya farklı yazılım sürümleri için doğrudan geçerli olduğu varsayılmamalıdır.

Operatör mü, Teknik Servis mi?

Sonuç

Backlash, sürtünme, kuadrant ve takip hataları birbirine benzeyen işleme problemleri oluşturabilir. Dairenin oval çıkması her zaman yalnızca backlash anlamına gelmez; yön değiştirme sürtünmesi, feedforward ayarı, servo dinamiği veya mekanik problem de aynı sonuçta etkili olabilir.

Doğru teşhis sırası:

1. İş parçasındaki hatayı sınıflandırmak
2. Hatanın eksen ve hareket yönünü belirlemek
3. Mekanik sistemi kontrol etmek
4. Backlash ölçmek
5. Dairesellik testi yapmak
6. Kompanzasyon ve feedforward ayarlarını kontrollü değiştirmek
7. Aynı şartlarda yeniden ölçmek

Sorumluluk Reddi

Bu içerik CNC operatörlerinin işleme belirtilerini tanıması ve Siemens teknik servis personelinin teşhis yaklaşımını anlaması amacıyla hazırlanmıştır. Machine data, servo, encoder, feedforward ve kompanzasyon ayarları gerekli yedekler alınmadan ve makinenin üretici prosedürü incelenmeden değiştirilmemelidir. Aynı parametreler farklı SINUMERIK modellerinde ve yazılım sürümlerinde farklı davranabilir; makine üreticisinin ve Siemens’in resmî kılavuzları her zaman önceliklidir.