數(shù)控機(jī)床加工尺寸不穩(wěn)定原因及解決方法

1、數(shù)控機(jī)床加工中出現(xiàn)尺寸不穩(wěn)定的機(jī)械原因分析1.伺服電機(jī)軸與絲杠之間的連接松動(dòng)，致使絲杠與電機(jī)不同步，出現(xiàn)尺寸誤差。檢測時(shí)只需在伺服電機(jī)與絲杠的聯(lián)軸節(jié)上作好記號(hào)，用較快倍率來回移動(dòng)工作臺(tái)(或刀架)，由于工作臺(tái)(或轉(zhuǎn)塔)的慣性作用，將使聯(lián)軸節(jié)的兩端出現(xiàn)明顯相對移動(dòng)。此類故障通常表現(xiàn)為加工尺寸只向一個(gè)方向變動(dòng)，只需將聯(lián)軸節(jié)螺釘均勻緊固即可排除。 2.滾珠絲杠與螺母之間潤滑不良，使工作臺(tái)(或刀架)運(yùn)動(dòng)阻力增加，無法完全準(zhǔn)確執(zhí)行移動(dòng)指令。此類故障通常表現(xiàn)為零件尺寸在幾絲范圍內(nèi)無規(guī)則變動(dòng)，只需將潤滑改善即可排除故障。 3.機(jī)床工作臺(tái)(或刀架)移動(dòng)阻力過大，一般為鑲條調(diào)整過緊、機(jī)床導(dǎo)軌表面潤滑不良所致。該故

2、障現(xiàn)象一般表現(xiàn)為零件尺寸在幾絲范圍內(nèi)無規(guī)則變動(dòng)。檢查時(shí)可通過觀察DGN800-804的位置偏差量大小和變化來進(jìn)行，通常為正反方向靜止時(shí)相差較大。此類故障只需將鑲條重新調(diào)整并改善導(dǎo)軌潤滑即可。 4.滾動(dòng)軸承磨損或調(diào)整不當(dāng)，造成運(yùn)動(dòng)阻力過大。該故障現(xiàn)象也通常表現(xiàn)為尺寸在幾絲范圍內(nèi)無規(guī)則變動(dòng)。檢查時(shí)可通過DGN800-804的位置偏差量進(jìn)行，方法同上。此類故障只需將磨損軸承更換并認(rèn)真調(diào)整，故障即可排除。 5.絲杠間隙或間隙補(bǔ)償量不當(dāng)，通過調(diào)整間隙或改變間隙補(bǔ)償值就可排除故障。 加工尺寸不穩(wěn)定類故障判斷維修  1.工件尺寸準(zhǔn)確，表面光潔度差故障原因  刀具刀尖受損，不鋒利 

3、; 機(jī)床產(chǎn)生共振，放置不平穩(wěn)  機(jī)械有爬行現(xiàn)象  加工工藝不好 解決方案（與上對照）1.刀具磨損或受損后不鋒利，則重新磨刀或選擇更好的刀具重新對刀2.機(jī)床產(chǎn)生共振或放置不平穩(wěn)，調(diào)整水平，打下基礎(chǔ)，固定平穩(wěn) 3.機(jī)械產(chǎn)生爬行的原因?yàn)橥习鍖?dǎo)軌磨損厲害，絲桿滾珠磨損或松動(dòng)。機(jī)床應(yīng)注意保養(yǎng)，上下班之后應(yīng)清掃鐵絲，并及時(shí)加潤滑油，以減少摩擦4. 選擇適合工件加工的冷卻液；在能達(dá)到其它工序加工要求的情況下，盡量選用較高的主軸轉(zhuǎn)速             &#

4、160;   2.工件產(chǎn)生錐度大小頭現(xiàn)象故障原因機(jī)床放置的水平?jīng)]調(diào)整好，一高一低，產(chǎn)生放置不平穩(wěn) 車削長軸時(shí)，工件材料比較硬，刀具吃刀比較深，造成讓刀現(xiàn)象  尾座頂針與主軸不同心   解決方案 1.使用水平儀調(diào)整機(jī)床的水平度 ，打下扎實(shí)的地基，把機(jī)床固定好提高其韌性 2.選擇合理的工藝和適當(dāng)?shù)那邢鬟M(jìn)給量避免刀具受力讓刀 3. 調(diào)整尾座3.驅(qū)動(dòng)器相位燈正常，而加工出來的 工件尺寸時(shí)大時(shí)小              故障

5、原因              機(jī)床拖板長期高速運(yùn)行，導(dǎo)致絲桿和軸承磨損                刀架的重復(fù)定位精度在長期使用中產(chǎn)生偏差                 拖板

6、每次都能準(zhǔn)確回到加工起點(diǎn)，但加工工件尺寸仍然變化。此種現(xiàn)象一般由主軸引起，主軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)使軸承磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致加工尺寸變化 解決方案（與上對照）1.用百分表靠在刀架底部，同時(shí)通過系統(tǒng)編輯一個(gè)固定循環(huán)程序，檢查拖板的重復(fù)定位精度，調(diào)整絲桿間隙，更換軸承              2.用百分表檢查刀架的重復(fù)定位精度，調(diào)整機(jī)械或更換刀架           

7、0;  3.用百分表檢測加工工件后是否能準(zhǔn)確回到程序起點(diǎn)；若可以，則檢修主軸，更換軸承                                            4.工

8、件尺寸與實(shí)際尺寸相差幾毫米， 或某一軸向有很大變化              故障原因              快速定位的速度太快，驅(qū)動(dòng)和電機(jī)反應(yīng)不過來而產(chǎn)生                在長期摩

9、擦磨損后機(jī)械的拖板絲桿和軸承過緊卡死                刀架換刀后太松鎖不緊                編輯的程序錯(cuò)誤，頭、尾沒有呼應(yīng)或沒取消刀補(bǔ)就結(jié)束             

10、60; 系統(tǒng)的電子齒輪比或步距角設(shè)置錯(cuò)誤 解決方案（與上對照）1.快速定位速度太快，則適當(dāng)調(diào)整G0 的速度、切削加減速度和時(shí)間使驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)在額定的運(yùn)行頻率下正常動(dòng)作              2. 在出現(xiàn)機(jī)床磨損后產(chǎn)生拖板、絲桿和軸承過緊卡死，則必須重新調(diào)整修復(fù)              3.刀架換刀后太松則檢查刀架反轉(zhuǎn)時(shí)間是否滿足，檢

11、查刀架內(nèi)部的渦輪渦桿是否磨損，間隙是否太大，安裝是否過松等              4.如果是程序原因造成的，則必須修改程序，按照工件圖紙要求改進(jìn)，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               5.若發(fā)現(xiàn)尺寸偏差太大則檢查系統(tǒng)參數(shù)是否設(shè)置合理，特別是電子齒輪比和步距角等參數(shù)是否被破壞，出現(xiàn)此現(xiàn)象可通

12、過打百份表來測量                                             5.加工圓弧效果不理想，尺寸不到位    &

13、#160;         故障原因              振動(dòng)頻率的重疊導(dǎo)致共振              加工工藝            &#

14、160;   參數(shù)設(shè)置不合理，進(jìn)給速度過大，使圓弧加工失步                絲桿間隙大引起的松動(dòng)或絲桿過緊引起的失步                同步帶磨損 解決方案1. 找出產(chǎn)生共振的部件，改變其頻率，避免共振 2.考慮工件材料的加工工藝，合理編制程序3.對于步進(jìn)電機(jī)，加

15、工速率 F 不可設(shè)置過大4.機(jī)床是否安裝牢固 ，放置平穩(wěn)，拖板是否磨損后過緊，間隙增大或刀架松動(dòng)等5.更換同步帶                              6.批量生產(chǎn)中，偶爾出現(xiàn)工件超差          

16、60;   故障原因              批量生產(chǎn)中偶爾出現(xiàn)一件尺寸有變化，然后不用修改任何參數(shù)再加工，卻恢復(fù)正常情況                在批量生產(chǎn)中偶爾出現(xiàn)一件尺寸不準(zhǔn)，然后再繼續(xù)加工尺寸仍不合格，而重新對刀后又準(zhǔn)確       

17、         解決方案1. 必須認(rèn)真檢查工裝夾具，且考慮到操作者的操作方法，及裝夾的可靠性；由于裝夾引起的尺寸變化，必須改善工裝使工人盡量避免人為疏忽作出誤判現(xiàn)象              2.數(shù)控系統(tǒng)可能受到外界電源的波動(dòng)或受到干擾后自動(dòng)產(chǎn)生干擾脈沖，傳給驅(qū)動(dòng)致使驅(qū)動(dòng)接受多余的脈沖驅(qū)動(dòng)電機(jī)多走或少走現(xiàn)象；了解掌握其規(guī)律，盡量采用一些抗干擾的措施，如：強(qiáng)電場干擾的強(qiáng)電電纜與弱電信號(hào)的

18、信號(hào)線隔離，加入抗干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(diǎn)最近，采取一切抗干擾措施避免系統(tǒng)受干擾              7.工件某一道工序加工有變化，其它各道工序尺寸準(zhǔn)確              故障原因        

19、60;     該程序段程序的參數(shù)是否合理，是否在預(yù)定的軌跡內(nèi)，編程格式是否符合說明書要求               解決方案              螺紋程序段時(shí)出現(xiàn)亂牙，螺距不對，則馬上聯(lián)想到加工螺紋的外圍配置（編碼器）和該功能的客觀因素，如：主軸轉(zhuǎn)速，螺紋導(dǎo)程與進(jìn)給速度的關(guān)系（ 928 T

20、C 配DY3 ，加工螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 X 螺紋導(dǎo)程1700 mm/min），編碼器的線數(shù)與電腦設(shè)置是否相符；當(dāng)發(fā)現(xiàn)圓板程序段尺寸不對時(shí)則檢查圓弧的編程軌跡是否在同一圓弧上，有否特殊圓與圓之間的過度關(guān)系編程時(shí)的工藝編制               8.工件的每道工序都有遞增或遞減的現(xiàn)象              故障原因 

21、             程序編寫錯(cuò)誤               系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不合理                配置設(shè)置不當(dāng)       

22、60;        機(jī)械傳動(dòng)部件有規(guī)律周期 性的變化故障 解決方案 1. 檢查程序使用的指令是否按說明書規(guī)定的要求軌跡執(zhí)行，可以通過打百份表來判斷，把百分表定位在程序的起點(diǎn)讓程序結(jié)束后拖板是否回到起點(diǎn)位置，再重復(fù)執(zhí)行幾遍觀察其結(jié)果，掌握其規(guī)律 2.檢查系統(tǒng)參數(shù)是否設(shè)置合理或被人為改動(dòng) 3.有關(guān)的機(jī)床配置在連接計(jì)算耦合參數(shù)上的計(jì)算是否符合要求，脈沖當(dāng)量是否準(zhǔn)確  4.檢查機(jī)床傳動(dòng)部分有沒有損壞，齒輪耦合是否均勻，檢查是否存在周期性，規(guī)律性故障現(xiàn)象。若有則檢查其關(guān)鍵部份并給予排除

23、60;                            9.工件尺寸與實(shí)際尺寸只相差幾絲              故障原因      

24、0;       機(jī)床在長期使用中磨擦、磨損，絲桿的間隙隨著增大,機(jī)床的絲桿反向間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范圍內(nèi)變化                加工工件使用的刀具選型不對，易損，刀具裝夾不正或不緊等               

25、;  工藝方面根據(jù)工件材料選擇合理的主軸轉(zhuǎn)速、切削進(jìn)給速度和切削量                 與機(jī)床放置的平衡度和穩(wěn)固性有關(guān)                數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生失步或驅(qū)動(dòng)選型時(shí)功率不夠，扭矩小等原因產(chǎn)生        

26、;        刀架換刀后是否鎖住鎖緊               主軸是否存在跳動(dòng)串動(dòng)和尾座同軸度差等現(xiàn)象               在一些特殊加工場合，反向間隙無法補(bǔ)入，導(dǎo)致加 工總是存在偏差  解決方案（與上對照）1. 機(jī)床磨損絲桿間隙變大后通過調(diào)整

27、絲桿螺母和修緊中拖板線條減小間隙，或通過打百份表得出間隙值（一般間隙在 0.15 mm 以內(nèi)）可補(bǔ)進(jìn)電腦，可通過電腦的間隙補(bǔ)償功能來把間隙取代，使工件尺寸符合要求              2.由于是刀具材質(zhì)使加工工件尺寸產(chǎn)生變化，則按要求合理選擇刀具，而由于刀具裝夾不正等原因產(chǎn)生的則根據(jù)工件的工藝要求合理選擇刀具角度和工裝夾具           

28、0;  3.當(dāng)懷疑是加工方面的工藝問題，則根據(jù)材料的性質(zhì)，合理地編制加工工藝選擇適當(dāng)?shù)闹鬏S轉(zhuǎn)速，切削進(jìn)給速度和切削量              4.由于機(jī)床共振引起則把機(jī)床放置平穩(wěn)，調(diào)整好水平，必要時(shí)打下地基，安裝穩(wěn)固              5. 數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生的尺寸變化，首先判斷程序是否按圖紙尺寸要求編制，然后再根據(jù)所選的配

29、置檢查設(shè)置的參數(shù)是否合理（如 : G 0快速定位速度和切削時(shí)的加減速時(shí)間常數(shù)等）。是否有人故意改動(dòng)，其次是考慮所選配的驅(qū)動(dòng)器功率大小是否合理，通過判斷相位燈觀察電腦發(fā)給驅(qū)動(dòng)的脈沖是否有失步現(xiàn)象               6.檢查刀架換刀后反轉(zhuǎn)時(shí)間夠不夠，是否使刀架有足夠的時(shí)間來鎖緊，檢查刀架的定位和鎖緊螺絲是否有松動(dòng)             &#

30、160;  7.檢查主軸和尾座的同軸度是否存在跳動(dòng)、串動(dòng)等現(xiàn)象              8.利用編程技巧消除間隙                10.驅(qū)動(dòng)器引起尺寸不穩(wěn)定            &#

31、160; 故障原因              驅(qū)動(dòng)器發(fā)送的信號(hào)丟失，造成的驅(qū)動(dòng)失步                伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，增益系數(shù)設(shè)置不合理               

32、驅(qū)動(dòng)器發(fā)送信號(hào)干擾所致，導(dǎo)致失步                 驅(qū)動(dòng)處于高溫環(huán)境，沒有采取較好的散熱措施，導(dǎo)致尺寸不穩(wěn)定，同時(shí)也可能導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)內(nèi)部參數(shù)變化，引發(fā)故障                 驅(qū)動(dòng)器扭矩不夠或電機(jī)扭矩不夠       

33、          驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電流不夠                驅(qū)動(dòng)器損壞               解決方案（與上對應(yīng)）1.先確定使用的是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器還是伺服驅(qū)動(dòng)器：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可通過相位燈或打百分表判斷是否存在失步。

34、伺服驅(qū)動(dòng)器則可通過驅(qū)動(dòng)器上的脈沖數(shù)顯示或是打百分表判斷              2. 參照 DA98 說明書修改增益參數(shù)               3.加裝屏蔽線，加裝抗干擾電容             

35、4.保證良好的散熱通風(fēng)環(huán)境，適當(dāng)?shù)臏囟仁潜ＷC加工性能的重要因素              5.更換驅(qū)動(dòng)器或電機(jī)，使扭矩符合實(shí)際需要               6.調(diào)大驅(qū)動(dòng)電流仍不能滿足要求，則需更換驅(qū)動(dòng)器            

36、   7.驅(qū)動(dòng)器送廠維修               11.系統(tǒng)引起的尺寸變化不穩(wěn)定              故障原因              系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不合理 

37、              工作電壓不穩(wěn)定                系統(tǒng)受外部干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)失步                已加電容，但系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器之間的阻抗不匹配，導(dǎo)致有用信號(hào)丟

38、失                系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器之間信號(hào)傳輸不正確               系統(tǒng)損壞或內(nèi)部故障 解決方案（與上對照）1.快速速度，加速時(shí)間是否過大，主軸轉(zhuǎn)速，切削速度是否合理，是否因?yàn)椴僮髡叩膮?shù)修改導(dǎo)致系統(tǒng)性能改變        

39、      2.加裝穩(wěn)壓設(shè)備               3.接地線并確定已可靠連接，在驅(qū)動(dòng)器脈沖輸出觸點(diǎn)處加抗干擾吸收電容；一般的情況下變頻器的干擾較大，請?jiān)趲ж?fù)載的請況下判斷，因?yàn)樵酱蟮呢?fù)載會(huì)讓變頻器負(fù)載電流越大，產(chǎn)生的干擾也越大              4.選擇適當(dāng)?shù)碾娙菪吞?hào)

40、60;             5. 檢查系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器之間的信號(hào)連接線是否帶屏蔽，連接是否可靠，檢查系統(tǒng)脈沖發(fā)生信號(hào)是否丟失或增加               6.送廠維修或更換主板               

41、0;                             12.機(jī)械方面引起的加工尺寸不穩(wěn)定故障原因步進(jìn)電機(jī)阻尼片是否過緊或過松 電機(jī)插頭進(jìn)水造成絕緣性能下降，電機(jī)損壞 加工出的工件大小頭，裝夾不當(dāng) 工件出現(xiàn)橢圓  絲桿反向間隙過大  機(jī)械絲 桿安裝過緊  解決方案（與上對照）1. 調(diào)整阻尼盤，

42、使電機(jī)處于非共振狀態(tài)2.更換電機(jī)插頭，做好防護(hù)，或是更換電機(jī)3.檢查進(jìn)刀量是否過大或過快造成的過負(fù)荷，檢查工件裝夾不應(yīng)伸出卡盤太長，避免讓刀4.檢查主軸的跳動(dòng)，檢修主軸，更換軸承5.通過打百分表檢查絲桿的反向間隙，是否已從系統(tǒng)將間隙補(bǔ)入，補(bǔ)入后間隙是否過大 6. 檢查絲桿是否存在爬行，是否存在響應(yīng)慢的現(xiàn)象 基于FANUC的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償方法 摘要：運(yùn)動(dòng)誤差是數(shù)控機(jī)床最常見的一種誤差形式，通過日本FANUC數(shù)控系統(tǒng)的例子，說明不但可以調(diào)整機(jī)床硬件結(jié)構(gòu)消除該誤差，還可以通過設(shè)置機(jī)床參數(shù)來補(bǔ)償。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；運(yùn)動(dòng)誤差；參數(shù)補(bǔ)償中圖分類號(hào)：TG659    

43、;               文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B                文章編號(hào)：1004-0420(2009)02-0018-02  0 引言   在數(shù)控機(jī)床加工零件的過程中,引起加工誤差的原因有很多方面。如機(jī)床零部件由于強(qiáng)度、剛度不夠引起而

44、產(chǎn)生的變形，從而造成的誤差；還有因傳動(dòng)件的慣性、電氣線路的時(shí)間滯后等原因帶來的加工偏差等。有些誤差通過調(diào)整機(jī)床可以消除，但有些無法消除，這就需要我們通過數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)補(bǔ)償來消除。    目前，日本FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)在國內(nèi)市場的占有率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他的數(shù)控系統(tǒng)。下面就以FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)為例來說明數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差參數(shù)補(bǔ)償方法。1 常見進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差    運(yùn)動(dòng)誤差是指由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)間的相對運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)本身的原因而使刀具與工件間產(chǎn)生的相對位置誤差，數(shù)控機(jī)床上常見進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差的原因有：    

45、a.機(jī)床的熱變形，機(jī)床構(gòu)件的扭曲與變形，傳動(dòng)軸或絲杠在扭矩作用下的扭曲變形引起的無效運(yùn)動(dòng)，都會(huì)造成零件的加工偏差；    b.螺距誤差，開環(huán)和閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的定位精度主要取決于滾珠絲杠的精度。但絲杠總會(huì)存在一定的螺距誤差，因此在加工過程中會(huì)造成零件的加工誤差；    c.齒隙或間隙，在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪間隙是引起傳動(dòng)誤差的一個(gè)主要原因。在絲杠螺母副傳動(dòng)時(shí)，其間的齒隙以及溜板的歪斜也會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)誤差。這類誤差統(tǒng)稱為齒隙誤差；d.機(jī)床溜板的磨擦、磨損造成的誤差。2 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差的消除方法進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差可分成兩類：一類是有常值系統(tǒng)性誤差，如螺距

46、積累誤差、反向間隙誤差等；一類是變值系統(tǒng)性誤差，如熱變形等。 消除誤差的方法很多，可通過機(jī)械設(shè)計(jì)提高部件的剛度、強(qiáng)度，以減少變形；也可通過控制系統(tǒng)消除誤差。過去用硬件電子線路和擋塊補(bǔ)償開關(guān)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，現(xiàn)在CNC系統(tǒng)中多用軟件進(jìn)行誤差補(bǔ)償。2.1 反向間隙誤差補(bǔ)償    在進(jìn)給傳動(dòng)鏈中，齒輪傳動(dòng)、滾珠絲杠螺母副等均存在反向間隙，這種反向間隙會(huì)造成工作臺(tái)在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)而工作臺(tái)不動(dòng)。這就使得半閉環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生誤差，全閉環(huán)系統(tǒng)位置環(huán)震蕩不穩(wěn)定。    為補(bǔ)償反向間隙可先采用調(diào)整和預(yù)緊的方法來減少間隙。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用了滾珠絲杠螺母副、貼塑涂塑導(dǎo)軌等傳動(dòng)效率高的結(jié)構(gòu)，滾珠絲杠螺母副又有雙螺母預(yù)緊結(jié)構(gòu)，所以機(jī)械結(jié)構(gòu)間隙不大，但由于傳動(dòng)部件彈性變形等引起的誤差，所以靠機(jī)械調(diào)整很難補(bǔ)償。對剩余誤差，在半閉環(huán)系統(tǒng)中可將其測出，作為參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)，此后每當(dāng)坐標(biāo)軸接受反向指令時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)便調(diào)用間隙補(bǔ)償程序，自動(dòng)將間隙補(bǔ)償值加到由插補(bǔ)程序計(jì)算出的位置增量指令中，以補(bǔ)償間隙引起的失動(dòng)，即控制電機(jī)多走一點(diǎn)距離，這段距離等于間隙值，從而補(bǔ)償間隙誤差。    對于全