數控(kòng)機床加工中出現尺寸不穩定的機械原因分析
1、伺服電機軸與絲杠之間(jiān)的連接(jiē)鬆動,致使絲杠與電機不同步(bù),出(chū)現尺寸誤差。檢測時隻需在伺服電機與絲杠的聯軸節(jiē)上作好記號,用較(jiào)快倍率來回移動工作台(或刀(dāo)架),由於工作台(或轉塔)的慣性作用(yòng),將使聯軸節的兩端出現明顯(xiǎn)相對移動。此類故障通常(cháng)表現為加工尺寸隻向一個方向變動,隻需將聯軸節螺釘均勻緊固即可排除。
2、滾珠絲杠與螺母之間潤(rùn)滑不良,使工作台(或刀架)運動阻力增加,無法完全準確執行移動指令。此(cǐ)類故障通常表現為(wéi)零件尺寸(cùn)在幾絲範圍內無規則變動,隻需將潤滑改善即(jí)可排除故障。
3、機床工作台(或刀架)移動阻力過大,一般(bān)為(wéi)鑲條調整過緊(jǐn)、機床導軌表麵潤滑不良所致。該故障現象一般(bān)表現為零件尺寸在幾絲範圍內無規(guī)則變(biàn)動。檢查時可通過(guò)觀察DGN800-804的位置偏差量大小和變化來進行,通常為正反方向靜止時相差較大。此(cǐ)類故障隻需(xū)將鑲條重新(xīn)調整並改善導軌潤滑(huá)即可。
4、滾動軸承磨損或調整不當,造成運動阻力過大。該故障現(xiàn)象也通常表現為尺寸在幾絲(sī)範圍內無規則變動。檢查時可通過DGN800-804的位置偏(piān)差量進行,方法同上。此類故障隻需(xū)將(jiāng)磨損軸承更換並認真調整(zhěng),故障即可排除。
5、絲杠(gàng)間隙或間隙補償(cháng)量不當,通過調整間隙或改變間隙補償值就可排除故障
一.工件(jiàn)尺寸準確,表麵光潔度差
故障原因
① 刀具刀尖受損,不鋒利
② 機床產生共振,放(fàng)置不平穩
③ 機械有爬行現象
④ 加工工藝不好(hǎo)
解決方案(與上對照)
1.刀具磨損或受損後不鋒利,則重新磨刀或(huò)選(xuǎn)擇更好的刀具重(chóng)新對(duì)刀
2.機床產生共振或放置不平穩(wěn),調整水平,打下基礎,固定平(píng)穩
3.機械產生爬(pá)行(háng)的原因為拖板導軌磨損厲害,絲杆滾珠磨損或鬆動。機(jī)床應注(zhù)意保養,上下班之後應清掃鐵(tiě)絲,並及時加潤滑油,以減少摩擦(cā)
4. 選(xuǎn)擇適合工件加工的冷卻液;在能達到其它工(gōng)序加工要求(qiú)的情況下,盡量選用較高的主軸轉(zhuǎn)速
二.工件產生(shēng)錐度大小頭現象(xiàng)
故障原因
①機床放置的水平(píng)沒調整好(hǎo),一高一低,產生放置不平穩
②車削長軸時,工件(jiàn)材料比較硬(yìng),刀具吃刀比較深(shēn),造成讓刀現象
③ 尾座頂針與主軸不同(tóng)心
解決方案
1.使用(yòng)水平儀調整機床的水平度 ,打下紮實的地基,把機(jī)床固定好提高(gāo)其韌性
2.選擇合理的工藝和適(shì)當的切削進給量(liàng)避免刀具受力讓刀
3. 調整尾座
三.驅(qū)動器相位燈正常,而加工出來的工件尺寸時大時小
故(gù)障原因
①機床拖板長(zhǎng)期(qī)高速運行,導致絲杆和軸承磨(mó)損
②刀架的重複定位精度在長期使用中產生偏差
③拖板每次都能準確回到加工起點,但加工工件尺寸仍然變化。此(cǐ)種現象一般(bān)由主軸引起,主軸的高速轉動使軸(zhóu)承磨損嚴重,導致加工尺寸變化
解決方案(àn)(與上對照)
1.用(yòng)百分表靠在刀架底部,同時(shí)通過係統編輯一個固定循環程序,檢查拖板的(de)重複定位精度,調整絲杆間隙,更換軸承
2.用百分表檢查(chá)刀架的重複定位精度,調整機(jī)械或更換(huàn)刀架
3.用百(bǎi)分表檢測加工工件後是否能準確回到程序起點;若可以,則檢修主軸,更換軸(zhóu)承。
四.工件尺寸與實際尺寸(cùn)相差幾毫米, 或某一軸向有很大(dà)變化
故障原因
①快速定位的速度太快,驅(qū)動和(hé)電機反應不過來而產生
②在長期(qī)摩擦磨(mó)損後(hòu)機械的拖板絲杆和軸承過緊卡死
③ 刀架換刀後(hòu)太鬆鎖不緊
④編(biān)輯的程序(xù)錯(cuò)誤,頭、尾沒有呼應或沒取消刀補就結束
⑤係統的電子齒(chǐ)輪比或步距角設置(zhì)錯誤
解決方案(與上對照)
1.快速定位速度太快,則適(shì)當調整G0 的速度、切削加減速度和時間使驅動器和電機(jī)在額定的運行頻率下正常動作
2. 在出現機床磨損後產生拖(tuō)板、絲杆和軸承(chéng)過緊卡(kǎ)死,則必須重新調整修複
3.刀架換刀(dāo)後太鬆則檢查(chá)刀架反轉時間是否滿足,檢查刀架內部的渦輪渦(wō)杆是否磨損,間隙是否(fǒu)太大,安裝是否過鬆等
4.如果是(shì)程序原因造成的,則必(bì)須修改程序,按照工件圖紙要求改進(jìn),選擇合理的加工工(gōng)藝,按照說明書(shū)的指令要求編寫正確的程序(xù)
5.若發現尺寸偏(piān)差(chà)太大則檢查係(xì)統參數是否設置(zhì)合(hé)理,特別(bié)是電子齒輪(lún)比和步距角等參數是否被破壞,出現此現象可通過打百份表來測量
五.加工圓(yuán)弧(hú)效果不理想,尺寸不(bú)到位
故障原因
① 振動頻率的重(chóng)疊導致共振
② 加工工藝
③參數設置不(bú)合理,進給速(sù)度過大,使圓弧加工失步
④絲杆間隙(xì)大引起的鬆動或絲杆過緊引起的失步(bù)
⑤ 同步帶磨損
解決方案
1. 找出產生共振的部件(jiàn),改變其(qí)頻率,避免共振
2.考慮(lǜ)工件材料的加工工藝,合理編製程序
3.對於步進電機,加工速率 F 不可設置過大
4.機床(chuáng)是否安(ān)裝牢固 ,放置平穩,拖板是否磨損後過緊,間隙增大(dà)或刀架鬆動等。
5.更換同步帶
六.批量生產中,偶爾出現(xiàn)工(gōng)件超差
故障原因
①批量生產中偶爾出現一件尺寸有變化,然後不用修改任何(hé)參數再加工,卻恢(huī)複正常情況
②在批量生產中偶(ǒu)爾出現一件尺寸不準,然(rán)後(hòu)再繼續加工尺寸仍不合(hé)格,而重(chóng)新對刀後又準確
解決(jué)方案
1. 必須認真檢查工裝夾具(jù),且考(kǎo)慮(lǜ)到操作(zuò)者的操作方法,及裝夾的可靠性;由於(yú)裝夾引起的尺(chǐ)寸變化,必須改(gǎi)善工裝使工人盡量避免人為疏忽作出誤判現象
2.數控係統可(kě)能受(shòu)到外界電源的(de)波動或受到幹擾後自動產生幹擾脈衝,傳給驅動致使驅動接(jiē)受多餘的脈衝驅動電機多走或少走(zǒu)現象;了解掌握其規律,盡量采用一些抗幹擾的措施,如:強電場幹擾的(de)強電電纜與弱(ruò)電信號的信號線隔離,加入抗幹(gàn)擾的吸收電容和采用屏蔽線隔離。另外,檢查地線是否連接牢固,接地觸點最近(jìn),采取(qǔ)一切抗幹擾措施(shī)避免係(xì)統受幹擾
七.工件某一道工序加工(gōng)有變化,其它各道工序尺寸準確
故障原因
該程序段程序的參數是否合理,是否在(zài)預定的軌跡內,編程格式是否符合說明書要(yào)求
解(jiě)決方案
螺紋(wén)程序段時出現亂牙,螺距不對,則馬上聯想到加工螺紋的外圍配置(zhì)(編碼器)和該功能的客觀因素,如:主軸轉速(sù),螺紋導程與進給速(sù)度(dù)的關(guān)係(xì)( 928 TC 配DY3 ,加工螺紋時主軸轉速 X 螺紋導程≤1700 mm/min),編(biān)碼器的線數與電腦設置是否相(xiàng)符;當發現圓板程序段尺寸不對(duì)時則檢查圓弧的編程軌跡是否在(zài)同一圓弧上,有否特殊(shū)圓與圓之間的過度關係編程時的工藝(yì)編製
八.工件的每道工序都有遞增或遞減的現象
故(gù)障原因
① 程序編寫錯(cuò)誤
② 係統參數設置不合理
③ 配置設置不當
④ 機械傳動部(bù)件有規律周期 性的變化故障
解決方案
1. 檢查程序使用的(de)指令是否按(àn)說明書規定的要求軌跡執行,可以通過打百份表來判斷,把百分表定位在程序(xù)的起點讓程序結束後(hòu)拖板是否回到起點位置,再重複執行幾遍觀察其結果,掌握其規律
2.檢查係統參數是否設置合理或被人為改動
3.有(yǒu)關的機床(chuáng)配(pèi)置在連接計算(suàn)耦合參數(shù)上的計算是否符合要求,脈衝當量是否準確
4.檢查機床(chuáng)傳動(dòng)部分有沒有損壞,齒輪耦合是否均勻,檢查(chá)是否存在周(zhōu)期性,規律性故障現象。若有則檢查其關鍵部份並給予(yǔ)排除
九.工件尺寸與實際尺寸隻相差幾絲
故障原因
①機床在長(zhǎng)期使用中磨擦、磨損,絲杆的間隙隨著增大,機(jī)床的絲杆反向間隙過大使加工過程的(de)尺寸漂浮不定,故工件的誤差總在(zài)這間隙範圍內變化
②加工工件使用的刀具選型(xíng)不(bú)對(duì),易損,刀具裝夾不正或不緊等
③工藝方麵根據工件材料選擇合理的主軸轉速、切削進給速度和切削量
④與機床放置的平衡(héng)度和穩固性有關
⑤數控係統產生失步或驅動選(xuǎn)型時功率不夠,扭矩小等原因產生
⑥ 刀(dāo)架換刀後是否鎖(suǒ)住鎖緊
⑦主軸是否存在跳動串動和尾座同軸度差等現象
⑧在一些特殊加工場合,反向間隙無法補入,導致加 工總(zǒng)是存在偏差
解決方(fāng)案(與(yǔ)上對照)
1. 機床磨損絲杆間隙變大後通過調整絲杆螺母和修緊中拖板線條減小間隙,或通過打百份表(biǎo)得出間隙值(一般(bān)間隙在 0.15 mm 以(yǐ)內(nèi))可補進電腦,可通過電腦的間隙補償功能來把間隙(xì)取(qǔ)代,使工(gōng)件尺(chǐ)寸符合要求
2.由於是刀具材質使加工工件(jiàn)尺寸產生變化,則按要求合理選擇刀具,而由於刀具裝夾(jiá)不正等(děng)原因產生的則根據工件的工(gōng)藝要求(qiú)合(hé)理選擇刀具角度(dù)和工裝夾具
3.當懷(huái)疑是加工方麵的工藝問題,則根據材料的性質,合理地編製加工工藝選擇適當的(de)主軸(zhóu)轉速,切削進給速度和切削量
4.由於機床共振引起則把機床放置平穩,調整好水(shuǐ)平,必要時打下地基(jī),安裝穩固
5. 數控(kòng)係統產生的尺寸變化,首先判斷程序是(shì)否按圖(tú)紙(zhǐ)尺寸要求編製,然後再根據所選的配置檢查設置的參數是否(fǒu)合理(如 : G 0快速定位速度和切削時的(de)加減速時間常數等)。是否有人故意改動,其次是考慮(lǜ)所選(xuǎn)配的驅(qū)動器功率大小(xiǎo)是否合理(lǐ),通過判斷相位燈觀察電腦發給驅動的脈衝是否有失步現象
6.檢查刀架換刀後反轉時間夠不夠,是否(fǒu)使刀架有足夠的(de)時間來鎖緊,檢查刀架的(de)定位和鎖緊(jǐn)螺絲是否有鬆動
7.檢查主軸和尾座的同軸度是否存在跳動、串動(dòng)等現象
8.利用編程技巧消除間隙
十.驅動器引(yǐn)起尺寸不(bú)穩定
故障原(yuán)因(yīn)
①驅動器(qì)發送(sòng)的信號丟失,造(zào)成的驅(qū)動失步
②伺服(fú)驅動器的參數(shù)設置不(bú)當(dāng),增益係數設置不合理
③驅動(dòng)器(qì)發送信號幹擾(rǎo)所致,導致失步(bù)
④驅動處於高(gāo)溫環境,沒有采取較好的散熱措施,導致尺寸不穩定,同時(shí)也可能導致驅動內部參數變化,引發故障
⑤驅動器扭矩不夠或(huò)電機扭矩不夠
⑥ 驅動器的驅動電流不夠
⑦ 驅動(dòng)器損壞
解(jiě)決方案(與上對應)
1.先確定使用的是步進驅動器還是伺服驅動器:步(bù)進電機驅動器可通過相(xiàng)位燈或(huò)打百分表(biǎo)判斷是否存在失(shī)步。伺服驅動器則可通過驅(qū)動器上的脈衝數顯示或是打(dǎ)百分表判斷
2. 參照 DA98 說明書修改增益參數
3.加裝(zhuāng)屏(píng)蔽線,加裝抗幹擾電容
4.保證良(liáng)好的散(sàn)熱通風環境,適(shì)當的溫度是保證加工性能的重要因素(sù)
5.更換驅動器或電機(jī),使扭矩(jǔ)符合實際需要
6.調大驅動電流(liú)仍不能滿足(zú)要求,則需更換驅動器
7.驅動器送廠維修
十一.係統引起的尺寸變(biàn)化不穩定
故障原因
① 係統參數(shù)設置不合理
② 工作電壓不穩定
③係統受外部幹擾,導致係統失步(bù)
④已加電容,但係統與驅動(dòng)器之(zhī)間的阻(zǔ)抗不匹配,導致有用信號丟失
⑤係統與驅(qū)動器之間信號傳輸不正確
⑥ 係統損壞或內部故障
解決方案(與上對照)
1.快速速(sù)度(dù),加速時間是否過大,主軸轉速,切削速度是否合理,是否因(yīn)為操作者的參數修改導致係統性能改變
2.加裝穩壓設備
3.接地線並確定已可靠(kào)連接,在驅動器脈衝(chōng)輸出觸(chù)點處加(jiā)抗(kàng)幹擾(rǎo)吸收(shōu)電容;一般的情況下變頻器的幹擾較大,請在帶負載的請(qǐng)況(kuàng)下判斷,因為越大的負載會讓變頻器(qì)負(fù)載電流越大,產生的幹擾也越大
4.選擇適當的電容型號
5. 檢查係統與驅動(dòng)器之(zhī)間的信號連接線是否帶屏蔽,連接(jiē)是否可靠,檢查係統脈衝發生信號是否丟失或增加
6.送廠維修或更換主板
十二.機械方麵引起的加工尺寸不穩定
故障原因
①步進電機阻尼片是否過緊或過鬆
②電(diàn)機(jī)插頭(tóu)進水造成絕緣性能下降,電(diàn)機(jī)損壞
③加工出的工件大小頭,裝夾不當
④ 工件出現橢圓
⑤ 絲杆反向間隙過大
⑥ 機械絲 杆安裝過緊
解決方案(與上對照)
1. 調整(zhěng)阻尼盤,使電機處於(yú)非共振狀態
2.更換電機插頭,做好防(fáng)護,或是更換電機
3.檢查進刀量(liàng)是否過大或過快(kuài)造(zào)成的(de)過負荷,檢查工件裝夾不應伸出卡盤太長,避免讓刀(dāo)
4.檢查主軸的跳動,檢修主軸,更換軸承
5.通(tōng)過打百分(fèn)表檢(jiǎn)查(chá)絲杆(gǎn)的反向(xiàng)間隙,是否已(yǐ)從係統將(jiāng)間隙補入,補入後(hòu)間隙是否過大(dà)
6. 檢查(chá)絲杆是否存在(zài)爬行,是否存在響應慢的現象