數控機床加工中(zhōng)出現尺寸不穩定(dìng)的機械原因分析
1、伺服電機軸與絲(sī)杠之間的連接鬆動,致使絲杠與電機不同步,出現尺寸誤(wù)差。檢(jiǎn)測時隻需在伺服電機與絲杠的聯軸節上作好記號,用較快倍率來回移動工作台(或刀架),由於工作台(或轉塔)的慣性作(zuò)用,將使聯軸(zhóu)節的兩端出現明(míng)顯相對移動。此類故(gù)障通常表現為加(jiā)工尺寸隻向(xiàng)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(zhǔn)確執行移(yí)動指令。此(cǐ)類故障通常(cháng)表現為零(líng)件尺寸在幾絲範圍內無規則變動,隻需將潤滑改善即可排除故障。
3、機床工作台(或刀架(jià))移動阻力過大,一般為鑲條調整過(guò)緊、機床(chuáng)導(dǎo)軌表麵潤滑不良所致。該故障現象(xiàng)一般表現為零件尺寸在幾絲範圍內無規則變動。檢查時可通過觀察DGN800-804的(de)位置偏差量大小和變化(huà)來進(jìn)行,通常為正反方向靜止時相差較大。此類故障(zhàng)隻需將鑲(xiāng)條重新調整並改善(shàn)導軌潤滑即可。
4、滾動軸(zhóu)承磨損或調(diào)整不當,造成(chéng)運動(dòng)阻(zǔ)力過大。該故(gù)障現象也(yě)通常表現為尺寸在(zài)幾絲(sī)範圍內無規則變動。檢(jiǎn)查時可通過DGN800-804的位置(zhì)偏差量進行,方法同(tóng)上。此類故障(zhàng)隻需將磨損軸承更換並認真調整,故障即可排除(chú)。
5、絲杠間隙或間隙補償量不當,通過調整間隙或改變間隙補償值就可排除故障
一.工件尺寸準確,表麵光潔度差
故障原因
① 刀具(jù)刀尖受損,不鋒利
② 機床產(chǎn)生共振,放置不平穩
③ 機(jī)械有爬行現象
④ 加工工藝不好
解決方案(與上對照)
1.刀具磨損或(huò)受損後不鋒利,則重新磨刀或(huò)選擇更好的刀具重新對刀
2.機床產(chǎn)生共振或放置不平穩,調整水(shuǐ)平,打下基礎(chǔ),固定平穩
3.機械產生爬行的原因為拖板導軌磨損厲害,絲杆滾珠(zhū)磨損或鬆動。機床應注意保養,上(shàng)下班之後應清掃鐵絲,並及時加(jiā)潤滑油,以減少摩擦
4. 選擇適合工件(jiàn)加工的冷卻液(yè);在能達到其它工序加工要(yào)求的情況下,盡量(liàng)選用較高的(de)主(zhǔ)軸轉速
二(èr).工件產(chǎn)生錐度大小頭現象
故障原因
①機(jī)床放置的水(shuǐ)平(píng)沒調整好,一高一(yī)低,產生放置(zhì)不平穩
②車削長軸時,工件材(cái)料比較硬,刀(dāo)具吃刀比較深,造成讓刀現象
③ 尾座頂針與主(zhǔ)軸不同心
解決方案
1.使用水平儀調整機床的水平度(dù) ,打下紮(zhā)實的地基,把機床固定好提高其韌性
2.選擇合理的工藝和適當的切削進(jìn)給(gěi)量避免刀具受(shòu)力讓刀
3. 調整尾座
三.驅動器相位燈正常,而加工出來的工件(jiàn)尺寸時大時小
故障原因
①機床拖板長期高(gāo)速運行,導致絲杆和軸承磨損
②刀(dāo)架的重複定位精度在長期使(shǐ)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(huà)。此種現象一般由主軸引(yǐn)起,主軸的高速轉動使軸承(chéng)磨損嚴重,導致加工尺寸變(biàn)化
解決方案(與上對照)
1.用百分表靠在(zài)刀架底部,同時通過係統編輯一個(gè)固定循環程序,檢查拖板的重複定位精度,調整(zhěng)絲杆間隙(xì),更換軸承
2.用百分表檢查刀架(jià)的重複定位精度,調整機械或更換刀(dāo)架
3.用百分表檢測加工工件後是(shì)否能準確回到程序起點;若可以(yǐ),則檢修(xiū)主軸,更換軸承。
四(sì).工件尺寸與實際尺寸相差幾毫米, 或某一軸向有很大變化
故障原因
①快速定位的速度太快,驅動和電機反應不過來而產生
②在長期摩擦磨損後機械的拖板絲杆和軸承過緊卡死
③ 刀架換刀後太鬆鎖不緊(jǐn)
④編輯的程序錯誤,頭(tóu)、尾沒有呼應或沒取消刀補就結束
⑤係統的(de)電子齒輪比或步(bù)距角設(shè)置錯誤
解(jiě)決方案(與上對照)
1.快速定位速度太快,則適當調(diào)整G0 的速度(dù)、切削加減速度和時間使驅(qū)動器和電機在額(é)定的運行頻率(lǜ)下正常動作
2. 在出現機床磨損後產生拖板(bǎn)、絲杆(gǎn)和軸承過緊卡死,則必須(xū)重新調整修複
3.刀架換刀後太鬆則檢查刀架反(fǎn)轉時間是否(fǒu)滿足,檢查刀架內(nèi)部的渦輪渦杆是否磨損,間隙是否太大,安裝是否過鬆等
4.如果是程序原因造成(chéng)的,則必須修改程序,按照(zhào)工件圖紙要求改進,選擇合理的加工工藝,按照說明書的指令要求編寫正確的程序(xù)
5.若發現尺寸偏差太大則檢查係統參數是否(fǒu)設置合理,特別(bié)是電子齒輪比和步距角等參數是否被破壞,出現此現象可(kě)通過打百份表來測(cè)量
五.加工圓弧效果(guǒ)不理想,尺寸不到位
故障原因
① 振動頻率的重疊導致共振
② 加工工藝
③參數(shù)設置不合理,進給速度過(guò)大,使(shǐ)圓弧加工失步
④絲杆間隙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(chǎn)生共振的部件,改變其頻(pín)率,避免共振
2.考慮工件材料的加工(gōng)工(gōng)藝,合理編製程(chéng)序
3.對於步進電機,加工速率 F 不可(kě)設置過大
4.機床是否安裝牢固 ,放置平穩,拖板是否磨損後過緊(jǐn),間隙增(zēng)大或刀架鬆(sōng)動(dòng)等。
5.更換同(tóng)步帶
六.批量生(shēng)產(chǎn)中,偶(ǒu)爾出現工件超差
故障原因
①批量生(shēng)產中偶爾出現一(yī)件尺寸有變化,然後(hòu)不用修改任何參數再(zài)加工,卻恢複正常情(qíng)況
②在(zài)批量生產中偶(ǒu)爾出現(xiàn)一件尺寸不(bú)準(zhǔn),然後再繼續加工尺寸仍(réng)不合格,而重新對刀後又準確
解決方案
1. 必須認真檢(jiǎn)查工裝夾(jiá)具,且考(kǎo)慮到操(cāo)作者(zhě)的操作(zuò)方(fāng)法,及裝夾的可靠性;由於裝夾引起的尺寸變化,必須改善工裝使工人盡量避(bì)免人(rén)為疏忽作出誤判現象
2.數控係(xì)統可能受到外界電源的波動(dòng)或受到幹擾後自動(dòng)產生幹擾脈衝,傳給驅動致使驅動接受多餘的脈衝驅動(dòng)電機多走或少(shǎo)走現象(xiàng);了解掌握其規律,盡量采用一些抗幹擾的措施,如:強電場幹(gàn)擾的強電電纜與弱電信號的信號線隔離,加(jiā)入抗幹擾的吸收電容和采用屏蔽線隔離(lí)。另外,檢查地線是否連接牢固,接地觸點最近,采取一切抗幹擾措施避免係統受幹擾
七(qī).工件某一道工序加工有變化,其它各道工序尺寸準確
故障(zhàng)原因
該程序段程序的參數是否合理(lǐ),是否在預定的(de)軌跡內(nèi),編程(chéng)格式是否符合說明書要求
解(jiě)決方案
螺紋程序段時出現(xiàn)亂牙,螺距不對,則馬上聯想到加工螺紋(wén)的(de)外圍配置(編碼器)和該功能的客觀因素,如:主軸轉速,螺(luó)紋導程與進給速(sù)度的關係( 928 TC 配DY3 ,加工螺紋時主軸轉速 X 螺紋導程≤1700 mm/min),編碼器的線數與電腦(nǎo)設置(zhì)是否相符;當發現圓板程序段尺(chǐ)寸不對時則檢查圓弧的編程軌跡是否在同一圓弧上,有否特殊圓與(yǔ)圓之間的過度關係編程時的工藝編(biān)製
八.工件的每道工序都有遞增(zēng)或遞減(jiǎn)的現象
故障(zhàng)原因
① 程序編寫錯誤
② 係(xì)統參數設置不合理
③ 配置設置不當
④ 機械傳動部件有規律周期(qī) 性的變化故障
解決方案
1. 檢查程序使用的指令是(shì)否按說明書規定的要求軌跡執(zhí)行,可以通過打百份表(biǎo)來判斷,把百分表定位在程序的起點讓程序結束後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(guī)律
2.檢查係統參數是(shì)否設置合(hé)理或被人為改動
3.有關的機床配置(zhì)在連接計算耦合參數上的計算是否符合要求,脈(mò)衝(chōng)當量是(shì)否準確
4.檢查機床傳動(dòng)部分有沒有損壞,齒輪耦合是否均勻,檢查是(shì)否存在(zài)周期性,規律性故障現象。若有則檢查其關(guān)鍵部份並給予排除
九.工件尺寸與實際尺寸隻相差幾絲
故障原(yuán)因
①機床在長(zhǎng)期使用中磨擦、磨損,絲杆(gǎn)的間隙隨著增大,機床的絲杆反向間(jiān)隙過大使加工過程的尺寸漂浮不定,故工件的誤差總在這間隙範圍內變化
②加工工件(jiàn)使用的刀具選型不對,易損,刀具裝夾不正或不(bú)緊等
③工藝(yì)方麵根據工件材料選擇(zé)合理的主軸轉速(sù)、切削進(jìn)給速度和切削量
④與機床放置的平衡度和穩固性有關
⑤數控係統產(chǎn)生失(shī)步或(huò)驅(qū)動選型時功率不夠,扭矩小等原因產生
⑥ 刀架換刀後是否鎖住鎖緊
⑦主(zhǔ)軸是否存在跳動串(chuàn)動和尾座同軸度差等現(xiàn)象(xiàng)
⑧在一些(xiē)特殊加工場合(hé),反向間隙無法補入,導致加 工總是存在偏差
解決(jué)方案(與上對照)
1. 機床磨損絲杆間隙變大後通過調整絲(sī)杆螺(luó)母和修緊中拖板線條減小間隙,或通過打百(bǎi)份表(biǎo)得出間隙值(一般間隙在 0.15 mm 以內)可(kě)補進電腦,可通過電(diàn)腦的間隙補償功能來把間隙取代,使工件(jiàn)尺寸符合要求
2.由於是刀具材質使加工工件尺寸產生(shēng)變化,則按要求合理選擇刀具,而由於刀具裝夾不正等原因產(chǎn)生的則根據工件的工(gōng)藝要求合理選擇刀具角度和工裝夾具(jù)
3.當懷疑是加工方麵的工藝問題(tí),則根據材料的(de)性質,合理地編製加工工藝選擇適當的主軸轉速,切削進給速度(dù)和切削量
4.由於機床共振引(yǐn)起則把機床放(fàng)置(zhì)平穩,調整好水平,必要時打下地基,安裝穩固
5. 數控係統產生的尺寸變(biàn)化,首先判斷程序是否按圖紙尺寸要求編製,然後再根據所選的配置檢查設置的(de)參數是否合理(如 : G 0快速定位速度和切削時的加(jiā)減速時間常數等)。是(shì)否有人故意改動,其次是考慮(lǜ)所選配的驅動器功率大(dà)小是否合理,通過判斷相位燈觀察電腦發給驅動的脈衝是(shì)否有失步現象
6.檢查刀架換刀後反轉時間夠不夠,是否使刀架有(yǒu)足夠的時間來鎖緊,檢查刀架(jià)的定位和(hé)鎖緊螺絲是否有鬆動(dòng)
7.檢(jiǎn)查主軸和(hé)尾座的(de)同軸度是否存在跳動、串動等現(xiàn)象
8.利用編程技巧消除間隙
十.驅動器引起尺寸不(bú)穩定
故障原因
①驅動器發送的信號丟失,造(zào)成的驅動失步
②伺(sì)服驅動器的參數設置不當,增(zēng)益係數(shù)設置不合理(lǐ)
③驅動器發送信號幹擾所致,導致失步
④驅動處於高溫環境,沒有采取較好的散熱措施(shī),導致尺寸不穩定,同時也可能導致驅動內部參數變化,引發故障(zhàng)
⑤驅動器(qì)扭矩(jǔ)不夠或電機扭矩不夠
⑥ 驅動(dòng)器的驅動電流(liú)不夠
⑦ 驅動器損壞
解決方案(與上對應)
1.先確定使用的是步進驅動器(qì)還是伺服驅動器:步進電機驅動(dòng)器可通過(guò)相位燈或打(dǎ)百分表判斷是(shì)否存在失步。伺服驅動器則可通過(guò)驅動器上的脈衝數顯示或是(shì)打百分表判斷
2. 參照 DA98 說明書修改增益參數(shù)
3.加裝屏蔽線,加裝抗幹擾電容(róng)
4.保(bǎo)證良好的散熱通風環境,適當的溫(wēn)度(dù)是保證加工性能的重要因素
5.更換驅(qū)動器或電機,使扭矩符合實際需要
6.調大驅(qū)動電流(liú)仍不能滿足要求,則需更換驅動器
7.驅動器送廠維修
十一(yī).係統引起的尺寸變化不穩定
故障原因
① 係統參數設置不合理
② 工作電壓不穩(wěn)定
③係統受外部幹擾(rǎo),導致係統失步
④已加電容,但係統與驅動器之(zhī)間的阻抗不匹配,導致有用信號丟(diū)失(shī)
⑤係統與驅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(àn)(與上對照)
1.快速(sù)速度,加速時間是否過大,主軸轉(zhuǎn)速,切削速度是否合理,是否因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(kě)靠(kào)連接,在驅動器脈衝輸出觸點處加抗幹(gàn)擾吸收(shōu)電容;一般的情況下變頻器的(de)幹擾較大,請(qǐng)在帶負載的請況下判斷,因為越(yuè)大的負載會讓變頻器負(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(jiǎn)查係(xì)統與(yǔ)驅動器之(zhī)間的信號連接線是否帶屏蔽,連接是否可靠,檢查(chá)係統脈(mò)衝發生信號是否丟失或增加
6.送廠維修或更換主板(bǎn)
十二.機械方麵引起的(de)加工尺(chǐ)寸不穩定
故障原因
①步進電(diàn)機阻(zǔ)尼(ní)片是否過緊或過鬆
②電機插(chā)頭(tóu)進水造成絕緣性能下降,電機損壞
③加工出的工(gōng)件大小頭(tóu),裝夾不當(dāng)
④ 工件出現橢(tuǒ)圓(yuán)
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. 調整阻(zǔ)尼盤,使電機處於非共振狀態
2.更換電機插頭,做好(hǎo)防護,或是更(gèng)換電(diàn)機
3.檢查進刀量是否過大或過快造成的過負荷(hé),檢查工件裝(zhuāng)夾不應伸出卡(kǎ)盤太長,避免讓刀
4.檢查主軸的跳動,檢修主軸,更換軸承
5.通(tōng)過打百分表檢查絲杆的反向間隙(xì),是否已從係統將(jiāng)間隙補入,補入後間隙是(shì)否過大
6. 檢查絲杆是否存在爬行,是(shì)否(fǒu)存在響應慢的現象