有關(guān)加工尺寸不準(zhǔn)在數(shù)控機(jī)床加工的原因探討

1、有關(guān)加工尺寸不準(zhǔn)在數(shù)控機(jī)床加工的原因探討摘要:本文分析并論述了影響數(shù)控機(jī)床加工精度的主要因素，對(duì)來(lái)自外界的干擾、參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、操作錯(cuò)誤、回零不準(zhǔn)、機(jī)械或設(shè)備故障等一些列問(wèn)題進(jìn)行了分析并且提出維修方法。介紹了判斷數(shù)控機(jī)床故障原因和故障部位的方法，并介紹了維修方法。關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床精度故障排除數(shù)控機(jī)床在實(shí)際工作中的加工精度會(huì)受到定位精度的影響以及速度控制精度的影響。其中比較普遍的是定位精度誤差，在分析和消除定位精度誤差時(shí)，需要考慮兩方面的因素：第一，數(shù)控機(jī)床的測(cè)量設(shè)備的精度存在誤差，這種情況通常是因?yàn)閭鞲衅鞅旧淼木仍蚧蛘叱C正錯(cuò)誤導(dǎo)致的；第二，數(shù)控機(jī)床的定位系統(tǒng)存在誤差，這種情況通常是因?yàn)槲恢谜{(diào)

2、節(jié)器出現(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致的。維修人員在維護(hù)和檢修數(shù)控機(jī)床時(shí),經(jīng)常會(huì)涉及到數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行輪廓加工等工作時(shí)出現(xiàn)誤差的情況,這些故障具有偶然性的特點(diǎn)，因此要徹底解決通常比較困難。本文通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床的實(shí)際工作案例進(jìn)行分析和總結(jié)，論述了導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生精度誤差的主要因素，并且提出了改善和處理的方法。1機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)回零位置偏差案例描述：配置為GSK980TD+DA98A的數(shù)控加工機(jī)床，在進(jìn)行生產(chǎn)加工時(shí),X向可以準(zhǔn)確進(jìn)行定位，但是在進(jìn)行Z軸方向定位時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏差，當(dāng)Z軸方向出現(xiàn)偏差時(shí)，偏差值每次都是6mm。案例剖析:X軸的定位精度正常，只有Z軸有時(shí)會(huì)產(chǎn)生定位偏差并每次都會(huì)產(chǎn)生6mm的偏差,根據(jù)上述情況可以判斷

3、誤差不是外界干擾造成的。因此首先想到對(duì)程序進(jìn)行檢查，經(jīng)過(guò)檢查判斷程序沒(méi)有問(wèn)題。通過(guò)對(duì)工作人員進(jìn)行詢問(wèn)，得知通常在進(jìn)行第一次加工工作時(shí)出現(xiàn)偏差，由于數(shù)控機(jī)床在第一次加工時(shí)需要返回機(jī)械零點(diǎn)，接著對(duì)Z軸傳動(dòng)絲杠檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)程正好等于6mm。因此判斷機(jī)械回零存在誤差是導(dǎo)致該數(shù)控機(jī)床加工精度發(fā)生偏差的主要原因，通過(guò)測(cè)試機(jī)械回零的位置，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械回零時(shí)偶爾會(huì)產(chǎn)生6mm的偏差,通過(guò)分析后，對(duì)數(shù)控機(jī)床的減速開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整，檢修后對(duì)機(jī)械回零進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)回零位置準(zhǔn)確，當(dāng)進(jìn)行加工工作時(shí)沒(méi)有再次出現(xiàn)偏差，經(jīng)維修后故障排除。本例中針對(duì)GSK980TD產(chǎn)品的故障排除分析如下：通過(guò)對(duì)本例的回零方式B進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)數(shù)控機(jī)場(chǎng)進(jìn)行

4、機(jī)械回零時(shí)，工作臺(tái)會(huì)通過(guò)較快的運(yùn)行速度返回機(jī)械零點(diǎn)；當(dāng)調(diào)速開(kāi)關(guān)碰觸到減速檔塊時(shí)，工作臺(tái)會(huì)降低行進(jìn)速度,并且通過(guò)較低的速度返回機(jī)械零點(diǎn)，當(dāng)工作臺(tái)離開(kāi)檔塊后，調(diào)速開(kāi)關(guān)同時(shí)被完全釋放，并且開(kāi)始對(duì)PC信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，如果數(shù)控機(jī)床使用伺服電動(dòng)機(jī)，則會(huì)檢測(cè)伺服電動(dòng)機(jī)編碼器發(fā)出的一轉(zhuǎn)信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到相應(yīng)的PC信號(hào),則數(shù)控機(jī)床完成回零工作。2外界干擾或脈沖丟失案例描述:配置GSK980TDa+DA98A的數(shù)控機(jī)床，故障現(xiàn)象為該數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)加工工作中,Z軸向的加工精度產(chǎn)生偏差，由于加工的產(chǎn)品沒(méi)有對(duì)Z軸向的精度作出提出較高要求，因此在平時(shí)的生產(chǎn)工作中，并沒(méi)進(jìn)行Z軸向的檢測(cè)，當(dāng)客戶對(duì)成品進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，提出大約100件成

5、品中就有3件到10件沒(méi)有達(dá)到要求的精度。案例分析:通過(guò)實(shí)際觀察判斷出，故障數(shù)控機(jī)床曾經(jīng)被改造過(guò)，該數(shù)控機(jī)床的主軸使用的變頻器與DA98A距離比較近，配線柜中的線路也非常凌亂，所以判斷干擾是導(dǎo)致偏差產(chǎn)生的主要原因。因此，首相將變頻器從配電柜中取出，并且遠(yuǎn)離DA98A;然后運(yùn)行機(jī)床,通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)偏差明顯減??；因此重新對(duì)配電柜進(jìn)行了裝配和整理，將數(shù)控機(jī)床的控制線路與數(shù)控機(jī)床的動(dòng)力線路隔離，將強(qiáng)電工作設(shè)備與弱電工作設(shè)備隔離，然后使用該數(shù)控機(jī)床加工生產(chǎn)了200件產(chǎn)品,精度均達(dá)到要求，故障排除。因此可以確定此次故障由于線路間產(chǎn)生干擾，或脈沖丟失所導(dǎo)致的，處理這種情況可以通過(guò)以下方面進(jìn)行判斷：控制工作臺(tái)從指

6、定的位置開(kāi)始移動(dòng)，然后使控制工作臺(tái)完成一些進(jìn)給動(dòng)作，然后返回移動(dòng)前指定的位置。對(duì)于不同的伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備，所使用的檢測(cè)方法也不相同，當(dāng)檢測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備時(shí),可以對(duì)定位命令發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并與起始位置發(fā)出脈沖信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，判斷兩次脈沖信號(hào)的值是不是一樣；如果數(shù)控機(jī)床使用的是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，可以檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元，并判斷實(shí)際情況是否與相位指示燈所表示的一致，如果不一致，則說(shuō)明有受到外界干擾的可能。通常,在受到外界干擾后，會(huì)有更多的脈沖信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)際接收脈沖數(shù)量比控制器實(shí)際發(fā)出的脈沖信號(hào)多。因此當(dāng)懷疑數(shù)控機(jī)床的加工精度降低是由于加工現(xiàn)場(chǎng)存在外界干擾時(shí)，可以通過(guò)下列方法判斷干擾源并進(jìn)行處理：(1)

7、首先觀察在數(shù)控機(jī)床規(guī)定范圍內(nèi)是否有可能產(chǎn)生干擾的電氣設(shè)備，比如大功率電機(jī)、變頻裝置或電焊機(jī)等，如果有，將此類電氣設(shè)備移開(kāi)或屏蔽，再檢查數(shù)控機(jī)床的工作精度是否收到影響；(2)對(duì)數(shù)控機(jī)床配電柜進(jìn)行檢查，判斷其中是否存在干擾源，數(shù)控機(jī)床的控制線路與數(shù)控機(jī)床的動(dòng)力線路是否隔離或距離較遠(yuǎn)，另外強(qiáng)電設(shè)備與弱電設(shè)備也需要隔離；(3)控制信號(hào)傳輸時(shí)需要使用帶屏蔽層的雙絞線電纜,并檢查屏蔽層是否完整，并使用正確的方法連接；(4)數(shù)控機(jī)床需要配置可靠的接地系統(tǒng)；(5)檢查數(shù)控機(jī)床是否存在脈沖丟失的現(xiàn)象，如果存在脈沖丟失的現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床加工精度出現(xiàn)偏差，檢測(cè)脈沖信號(hào)的方法與上文所介紹的方法大致一樣，只是這種

8、情況下，驅(qū)動(dòng)單元獲得的脈沖信號(hào)的數(shù)量會(huì)少于控制器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)數(shù)量，對(duì)于這種故障，首先檢查控制信號(hào)傳輸電纜通信是否正常，CNC產(chǎn)生的脈沖信號(hào)是不是在規(guī)定的頻率內(nèi),CNC的工作芯片是否出現(xiàn)故障。如果存在上述故障，需要根據(jù)情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。3機(jī)械故障案例描述:一數(shù)控車床配置為GSK928TC+DA98A,在加工中Z向有時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差，用戶反應(yīng)之前工作一直正常，未出現(xiàn)過(guò)撞刀等情況。案例剖析：在用戶現(xiàn)場(chǎng)判斷GSK928TC發(fā)出的脈沖與DA98A接收脈沖，完全一致,基本排除了干擾引起故障的可能性。而后使用百分表測(cè)量機(jī)床的定位精度(未切削工件)，一切正常。在進(jìn)行工件加工時(shí)，尤其當(dāng)切削量較大時(shí)，發(fā)現(xiàn)Z軸回到起點(diǎn)后存在明顯的偏差?？煽吹诫妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)絲杠偶爾會(huì)出現(xiàn)顫動(dòng)現(xiàn)象，拆開(kāi)套簡(jiǎn)，發(fā)現(xiàn)銷釘已經(jīng)斷裂。更換銷釘后,機(jī)床加工正常，故障排除。4結(jié)語(yǔ)數(shù)控機(jī)床加工精度主要取決于位置控制的高定位精度及速度控制的高調(diào)速精度。對(duì)于位置控制誤差故障分析主要從測(cè)量裝置的測(cè)量誤差和位置控制的系統(tǒng)誤差來(lái)考慮。在工件加工時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)加工尺寸存在偏差，且偏差的尺寸恰好為絲杠導(dǎo)程時(shí)，很大可能是由于機(jī)械回零位置不準(zhǔn)造成的。此時(shí)的處理方法為重新調(diào)整減速開(kāi)關(guān)的位置，避免PC信號(hào)處于