影響數(shù)控銑床加工精度案例分析
數(shù)控銑床屬于精密設備,,但是在使用過程中難免會遇到數(shù)控銑床加工精度異常現(xiàn)象,,影響產(chǎn)品的加工精度,,形成這類故障的原因主要有四個方面:
1.系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動;
2.機床位置環(huán)異常,;
3.電機運行狀態(tài)異常,,即電氣及控制部分異常;
4.機械故障,,如絲杠,,軸承,聯(lián)軸器等部件,。另外加工程序的編制,,刀具的選擇及人為因素,也可能導致加工精度異常,。
針對以上常見的故障,,下面根據(jù)案例一一進行分析及研究
1.系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動導致加工精度異常
一臺數(shù)控立式銑床,配置FANUC 0i-MC數(shù)控系統(tǒng),。在加工批零件時,,發(fā)現(xiàn)當班加工出來的零件均比要求尺寸小(X軸方向超差-0.03,,Y軸方向超差-0.05),,而該班之前的零件尺寸均在公差范圍內(nèi)。檢查程序,、刀具均正常,,檢查各軸反向間隙,發(fā)現(xiàn)X軸間隙剛好為0.03MM,,Y軸間隙為0.05MM,。進一步了解情況得知,,原來前一天技術人員進行常規(guī)設備維護時,誤將反向間隙參數(shù)號1851的單位μm當成了10μm,,結果將X軸間隙30μm設成了3μm,,Y軸間隙50μm設成了5μm,導致誤差的出現(xiàn),。
系統(tǒng)參數(shù)主要包括機床進給單位,、零點偏置、反向間隙等等,。例如SIEMENS,、FANUC數(shù)控系統(tǒng),其進給單位有公制和英制兩種,。機床修理過程中某些處理,,常常影響到零點偏置和間隙的變化,故障處理完畢應作適時地調整和修改,;另一方面,,由于機械磨損嚴重或連結松動也可能造成參數(shù)實測值的變化,需對參數(shù)做相應的修改才能滿足機床加工精度的要求,。
2.機械故障導致的加工精度異常
案例一:一臺GSVM6540A立式加工中心,,采用FANUC 0i-MC數(shù)控系統(tǒng)。一次在銑削模具過程中,,突然發(fā)現(xiàn)Z軸進給異常,,造成至少0.3mm的切削誤差量(Z向過切)。調查中了解到:故障是突然發(fā)生的,。機床在點動,、MDI操作方式下各軸運行正常,且回參考點正常,;無任何報警提示,,電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認為,,主要應對以下幾方面逐一進行檢查,。
(1)檢查機床正運行的加工程序段,,特別是加工深度設定,、刀具長度補償、加工坐標系(G54~G59)的調用等,,檢查后并無異常,。
(2)在點動方式下,,反復運動Z軸,,經(jīng)過視,、觸、聽對其運動狀態(tài)診斷,,發(fā)現(xiàn)Z向運動聲音并無異常。
?。?)檢查機床Z軸精度,。用手脈發(fā)生器移動Z軸,(將手脈倍率定為1×100的擋位,,即每變化一步,,電機進給0.1mm),配合百分表觀察Z軸的運動情況,。在單向運動精度保持正常后作為起始點的正向運動,,手脈每變化一步,機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm,,說明電機運行良好,,定位精度良好。但在反向運動時,,發(fā)現(xiàn)明顯間隙,。將手輪設成1×10擋位,配合百分表反復測量得到Z軸的反向間隙為0.25MM,,修改系統(tǒng)1851號參數(shù)進行Z軸反向間隙補償,,再用百分表測量Z軸反向間隙,間隙消除,,故障初步排除,。
(4)進行試加工驗證,。再加工后發(fā)現(xiàn),,Z軸誤差依然存在,誤差值約為0.2MM,,由此判斷Z軸連結機構存在機械故障,。
(5)檢查Z軸連結機構,。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)Z軸絲桿的緊固螺母有松動跡像,,造成Z軸絲桿軸向竄動,以致誤差的出現(xiàn),。調緊螺母,,注意松緊程度,過松會有反向間隙,,過緊會使絲桿受力過大,,造成振動,。再次修改系統(tǒng)1851號參數(shù)進行Z軸反向間隙補償,以致間隙消除,。試加工后,,故障排除。
案例二:一臺GSVM6540A立式加工中心,,采用FANUC 0i-MC數(shù)控系統(tǒng),。在加工一長方形模坯時,發(fā)現(xiàn)Y軸方向寬度的精度異常,,實測尺寸比要求小0.2-0.3MM,,而且右端的實測值要比左端的小,但X軸方向的長度精度正常,。分析步驟如下:
?。?)首先檢查零件的CAD造型及加工程序,均無發(fā)現(xiàn)錯誤,。
?。?)用百分表檢查Y軸精度,發(fā)現(xiàn)Y軸定位精度良好,。由可知誤差是在有載荷的情況下才出現(xiàn)的,。分析可知,故障原因有二:一是Z軸導軌線條松,,二是X導軌線條松,。根據(jù)零件實測值右端比左端小的特點初步認定故障是由X導軌右邊的線條松動造成的。
?。?)拆缷X軸右邊防護罩,,觀察X導軌右邊的線條,發(fā)現(xiàn)果然有松動的跡像,。
?。?)調緊導軌線條后試加工,精度正常,,故障排除,。
3.機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常
一臺數(shù)控立式銑床,配置FANUC 0i-MC數(shù)控系統(tǒng),。在加工完一模具零件后,,用量具測量發(fā)現(xiàn)X軸尺寸超差-0.05MM左右。檢查發(fā)現(xiàn)X軸存在一定間隙,,且電機啟動時存在不穩(wěn)定現(xiàn)象,。用手觸摸X軸電機時感覺電機抖動比較嚴重,啟停時不太明顯,,JOG方式下較明顯,。
分析認為,,故障原因有兩點,一是機械反向間隙較大,;二是X軸電機工作異常,,電機抖動導致丟步。利用FANUC系統(tǒng)的參數(shù)功能,,對電機進行調試,。首先對存在的間隙進行了補償;調整伺服增益參數(shù)及N脈沖抑制功能參數(shù),,X軸電機的抖動消除,機床加工精度恢復正常,。
4.機床位置環(huán)異?;蚩刂七壿嫴煌讓е录庸ぞ犬惓?nbsp;
一臺TH61140鏜銑床加工中心,數(shù)控系統(tǒng)為FANUC 18i,,全閉環(huán)控制方式,。加工過程中,發(fā)現(xiàn)該機床Y軸精度異常,,精度誤差*小在0.006mm左右,,*大誤差可達到1.400mm。檢查中,,機床已經(jīng)按照要求設置了G54工件坐標系,。在MDI方式下,以G54坐標系運行一段程序即“G90 G54 Y80 F100,;M30,;”,待機床運行結束后顯示器上顯示的機械坐標值為“-1046.605”,,記錄下該值,。然后在手動方式下,將機床Y軸點動到其他任意位置,,再次在MDI方式下執(zhí)行上面的語句,,待機床停止后,發(fā)現(xiàn)此時機床機械坐標數(shù)顯值為“-1046.992”,,同第一次執(zhí)行后的數(shù)顯示值相比相差了0.387mm,。按照同樣的方法,將Y軸點動到不同的位置,,反復執(zhí)行該語句,,數(shù)顯的示值不定。用百分表對Y軸進行檢測,,發(fā)現(xiàn)機械位置實際誤差同數(shù)顯顯示出的誤差基本一致,,從而認為故障原因為Y軸重復定位誤差過大,。對Y軸的反向間隙及定位精度進行仔細檢查,重新作補償,,均無效果,。因此懷疑光柵尺及系統(tǒng)參數(shù)等有問題,但為什么產(chǎn)生如此大的誤差,,卻未出現(xiàn)相應的報警信息呢,?進一步檢查發(fā)現(xiàn),該軸為垂直方向的軸,,當 Y軸松開時,,主軸箱向下掉,造成了超差,。
對機床的PLC邏輯控制程序做了修改,,即在Y軸松開時,先把Y軸使能加載,,再把Y軸松開,;而在夾緊時,先把軸夾緊后,,再把Y軸使能去掉,。調整后機床故障得以解決。
如果在使用中發(fā)現(xiàn)任何異?,F(xiàn)象,,請及時和廠家售后服務聯(lián)系,在技術人員的指導下完成操作,。