原因分析

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(cè)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(duì)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(rùn)滑不良，使工作臺(tái)(或刀架)運(yùn)動(dòng)阻力增加，無(wú)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(wú)規(guī)則變動(dòng)，只需將潤(rùn)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(rùn)滑不良所致。該故障現(xiàn)象一般表現(xiàn)為零件尺寸在幾絲范圍內(nèi)無(wú)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(rùn)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(wú)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

 

一．工件尺寸準(zhǔn)確，表面光潔度差

 

故障原因

 

① 刀具刀尖受損，不鋒利

 

② 機(jī)床產(chǎn)生共振，放置不平穩(wěn)

 

③ 機(jī)械有爬行現(xiàn)象

 

④ 加工工藝不好

 

解決方案（與上對(duì)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(duì)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(rùn)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

 

二．工件產(chǎn)生錐度大小頭現(xiàn)象

 

故障原因

 

①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)

 

②車削長(zhǎng)軸時(shí)，工件材料比較硬，刀具吃刀比較深，造成讓刀現(xiàn)象

 

③ 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

 

三．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

 

故障原因

 

①機(jī)床拖板長(zhǎng)期高速運(yùn)行，導(dǎo)致絲桿和軸承磨損

 

②刀架的重復(fù)定位精度在長(zhǎng)期使用中產(chǎn)生偏差  

 

③拖板每次都能準(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(duì)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

 

3.用百分表檢測(cè)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。

 

四．工件尺寸與實(shí)際尺寸相差幾毫米， 或某一軸向有很大變化

 

故障原因

 

①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

 

②在長(zhǎng)期摩擦磨損后機(jī)械的拖板絲桿和軸承過緊卡死

 

③ 刀架換刀后太松鎖不緊

 

④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

 

⑤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(duì)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)象可通過打百份表來測(cè)量

 

五．加工圓弧效果不理想，尺寸不到位

 

故障原因

 

① 振動(dòng)頻率的重疊導(dǎo)致共振

 

② 加工工藝

 

③參數(shù)設(shè)置不合理，進(jìn)給速度過大，使圓弧加工失步

 

④絲桿間隙大引起的松動(dòng)或絲桿過緊引起的失步

 

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(duì)于步進(jìn)電機(jī)，加工速率 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

 

六．批量生產(chǎn)中，偶爾出現(xiàn)工件超差

 

故障原因

 

①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

 

②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(duì)刀后又準(zhǔn)確

 

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(chǎng)干擾的強(qiáng)電電纜與弱電信號(hào)的信號(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

 

七．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

 

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(duì)，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 TC 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(duì)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

 

八．工件的每道工序都有遞增或遞減的現(xiàn)象

 

故障原因

 

① 程序編寫錯(cuò)誤

 

② 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不合理

 

③ 配置設(shè)置不當(dāng)

 

④ 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

 

九．工件尺寸與實(shí)際尺寸只相差幾絲

 

故障原因

 

①機(jī)床在長(zhǎng)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

 

②加工工件使用的刀具選型不對(duì)，易損，刀具裝夾不正或不緊等  

 

③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  

 

④與機(jī)床放置的平衡度和穩(wěn)固性有關(guān)

 

⑤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

 

⑥ 刀架換刀后是否鎖住鎖緊

 

⑦主軸是否存在跳動(dòng)串動(dòng)和尾座同軸度差等現(xiàn)象

 

⑧在一些特殊加工場(chǎng)合，反向間隙無(wú)法補(bǔ)入，導(dǎo)致加 工總是存在偏差

 

解決方案（與上對(duì)照）

 

1. 機(jī)床磨損絲桿間隙變大后通過調(diào)整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

 

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)

 

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

 

十．驅(qū)動(dòng)器引起尺寸不穩(wěn)定

 

故障原因

 

①驅(qū)動(dòng)器發(fā)送的信號(hào)丟失，造成的驅(qū)動(dòng)失步

 

②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

 

③驅(qū)動(dòng)器發(fā)送信號(hào)干擾所致，導(dǎo)致失步  

 

④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

 

⑤驅(qū)動(dòng)器扭矩不夠或電機(jī)扭矩不夠  

 

⑥ 驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電流不夠

 

⑦ 驅(qū)動(dòng)器損壞

 

解決方案（與上對(duì)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。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

 

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

 

7.驅(qū)動(dòng)器送廠維修

 

十一．系統(tǒng)引起的尺寸變化不穩(wěn)定

 

故障原因

 

① 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不合理

 

② 工作電壓不穩(wěn)定

 

③系統(tǒng)受外部干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)失步

 

④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)丟失

 

⑤系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器之間信號(hào)傳輸不正確

 

⑥ 系統(tǒng)損壞或內(nèi)部故障

 

解決方案（與上對(duì)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

 

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(qǐng)?jiān)趲ж?fù)載的請(qǐng)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)

 

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

 

十二．機(jī)械方面引起的加工尺寸不穩(wěn)定

 

故障原因

 

①步進(jìn)電機(jī)阻尼片是否過緊或過松

 

②電機(jī)插頭進(jìn)水造成絕緣性能下降，電機(jī)損壞

 

③加工出的工件大小頭，裝夾不當(dāng)

 

④ 工件出現(xiàn)橢圓

 

⑤ 絲桿反向間隙過大

 

⑥ 機(jī)械絲 桿安裝過緊

 

 解決方案（與上對(duì)照）

 

1. 調(diào)整阻尼盤，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(zhǎng)，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