數(shù)控銑床銑削故障的排除與調(diào)整

趙冰

摘 要：隨著機械加工技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機床已被廣泛應(yīng)于各個加工行業(yè)，其性能越來越全面，具有應(yīng)用廣泛、加工精度高、人為因素干擾少、加工能力強等特點。同時，由于數(shù)控機床技術(shù)的先進程度越來越高，相應(yīng)的對于數(shù)控機床的維修也越來越復雜，這就給數(shù)控機床的維修人員提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：數(shù)控 銑床銑削 排除 調(diào)整

中圖分類號：TG5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0079-02

本文通過實際案例分析，了解一些常見故障的排除與調(diào)整。案例如下：設(shè)備名稱FANUC0i—Mc數(shù)控系統(tǒng)，故障類型為銑削出現(xiàn)橢圓現(xiàn)象。分析：對于數(shù)控銑床銑削后出現(xiàn)橢圓，通?？紤]以下3點原因：（1）X-Y軸伺服不匹配。（2）反向間隙。（3）X-Y軸不垂直。

1 X-Y軸伺服不匹配

伺服不匹配占故障比例為87%，因此首先考慮此問題。應(yīng)用球桿儀進行檢測可得圖1，圖中2和3為正反向360°得出的圖形， FANUC0i—Mc數(shù)控系統(tǒng)位置增益（伺服環(huán)增益）參數(shù)是#1828（0.01s-1）。

（1）產(chǎn)生原因。如果軸間伺服環(huán)增益不匹配，會導致伺服不匹配誤差，此時兩根軸不同步，一根軸要早于另一根，造成橢圓圖形，如圖2所示。

（2）故障排除。伺服不匹配將導致插補圓不圓。一般情況下，進給率越高造成插補圓的橢圓程度越大。與前一個圖像相符，原機床參數(shù)#1825X軸（6000），Y軸（3000），故減少X數(shù)值，增大Y值，如圖3所示。

經(jīng)過反復調(diào)整參數(shù)檢測調(diào)整（最后參數(shù)是X2200，Y7000）后圖像如圖4所示。

此時數(shù)控機床銑削出現(xiàn)橢圓的故障消失。

2 反向間隙的排故與調(diào)整

此機床的反向間隙占29%，發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)調(diào)整反向間隙的參數(shù)是#1851，如圖5所示。圖中由某軸線開始處有一個沿圖形中心外凸的臺階，臺階的大小通常不受機器進給率的影響。在圖中僅有Y軸上顯示有正值反向間隙。

檢測圖像是Y軸有反向間隙，調(diào)整參數(shù)為28.4 mm，調(diào)整后球桿儀檢測進行間隙補償。由于Y軸反向間隙存在正負兩個值，絲杠兩固定端應(yīng)存在串動或者絲桿副有問題，需要重新調(diào)整固定等?，F(xiàn)在圓度由原來的638.6 mm通過球桿儀檢測及數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整變?yōu)?2.8 mm。

3 X-Y軸不垂直

原因：數(shù)控機床在加工過程中，各軸的垂直度誤差都經(jīng)過測試，滿足機床的設(shè)計精度。但經(jīng)過一段時間的使用后，垂直度誤差超過設(shè)計精度時，就需要進行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移動。X-Y軸經(jīng)過長時間的振動與受力，經(jīng)常會發(fā)生偏移，這時就會出現(xiàn)X、Y軸之間垂直度誤差的出現(xiàn)，誤差主要出現(xiàn)在一個方向，即XY平面內(nèi)。

原因：在使用數(shù)控機床的過程中，測試排除過每個軸的垂直誤差，達到機床的設(shè)計精度。垂直誤差會在使用一段時間后偏差會超過設(shè)計精度，這時就要進行修正，這種情況產(chǎn)生的原因是各配合部分發(fā)生移動。X-Y軸長期受到震動和受力，所以很容易發(fā)生偏移，所以X、Y軸之間發(fā)生垂直度的誤差，并且誤差主要發(fā)生在XY平面內(nèi)這一個方向。

解決方法：將Y軸導軌重新進行定位面配刮，配刮鑲條，這樣可以將定位面積擴大，從而定位剛性也變強。將X-Y軸修刮至符合標注的呢機械垂直度，與此同時也進行了定位面修正，然后重新定位絲杠副，避免絲杠副彈性變形的發(fā)生，增加潤滑度在導軌、絲杠和各運動表面，避免各運動部件發(fā)生爬行現(xiàn)象。

4 結(jié)語

本文案例對于數(shù)控機床銑削出現(xiàn)橢圓形的故障排除應(yīng)用了球桿儀，同時需要技術(shù)人員、機械以及電器的配合，通過對X-Y軸伺服不匹配、反向間隙、X-Y軸不垂直等可能因素進行排除和調(diào)整，最終排除了故障，使機床的加工圓度達到加工要求。

參考文獻

[1] 徐平.西門子840D系統(tǒng)伺服軸參考點調(diào)整方法研究[C]//2011年“天山重工杯”全國機電企業(yè)工藝年會暨第五屆機械工業(yè)節(jié)能減排工藝技術(shù)研討會論文集.2011.

[2] 張鋼，李松生，陳曉陽，等.磁懸浮高速電主軸的設(shè)計分析[C]//2003大型發(fā)電機組振動和轉(zhuǎn)子動力學學術(shù)會議論文集.2003.

[3] 王春來.數(shù)控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//綠色制造與低碳經(jīng)濟—— 2010年海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會“年會”暨機械工程科技學術(shù)報告會論文集.2010.

[4] 王春來.數(shù)控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//“綠色制造 質(zhì)量管理”—— 海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會2011年會論文集.2011.

[5] 王可，王家欽，付玉升，等.基于統(tǒng)籌方法的數(shù)控銑床開發(fā)研究[C]//全國先進制造技術(shù)高層論壇暨制造業(yè)自動化、信息化技術(shù)研討會論文集.2005.

[6] 文懷興，夏田.數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[7] 侯力.機電一體化設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2003.

[8] 張世昌.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2002.

[9] 王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M].北京：兵器工業(yè)出版社，1999.

[10] 邱宣懷.機械設(shè)計[M].4版.北京：高等教育出版社，2007（2008重印）.

[11] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[12] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[13] 張福潤，嚴育才.數(shù)控技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，2009.endprint

摘 要：隨著機械加工技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機床已被廣泛應(yīng)于各個加工行業(yè)，其性能越來越全面，具有應(yīng)用廣泛、加工精度高、人為因素干擾少、加工能力強等特點。同時，由于數(shù)控機床技術(shù)的先進程度越來越高，相應(yīng)的對于數(shù)控機床的維修也越來越復雜，這就給數(shù)控機床的維修人員提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：數(shù)控 銑床銑削 排除 調(diào)整

中圖分類號：TG5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0079-02

本文通過實際案例分析，了解一些常見故障的排除與調(diào)整。案例如下：設(shè)備名稱FANUC0i—Mc數(shù)控系統(tǒng)，故障類型為銑削出現(xiàn)橢圓現(xiàn)象。分析：對于數(shù)控銑床銑削后出現(xiàn)橢圓，通常考慮以下3點原因：（1）X-Y軸伺服不匹配。（2）反向間隙。（3）X-Y軸不垂直。

1 X-Y軸伺服不匹配

伺服不匹配占故障比例為87%，因此首先考慮此問題。應(yīng)用球桿儀進行檢測可得圖1，圖中2和3為正反向360°得出的圖形， FANUC0i—Mc數(shù)控系統(tǒng)位置增益（伺服環(huán)增益）參數(shù)是#1828（0.01s-1）。

（1）產(chǎn)生原因。如果軸間伺服環(huán)增益不匹配，會導致伺服不匹配誤差，此時兩根軸不同步，一根軸要早于另一根，造成橢圓圖形，如圖2所示。

（2）故障排除。伺服不匹配將導致插補圓不圓。一般情況下，進給率越高造成插補圓的橢圓程度越大。與前一個圖像相符，原機床參數(shù)#1825X軸（6000），Y軸（3000），故減少X數(shù)值，增大Y值，如圖3所示。

經(jīng)過反復調(diào)整參數(shù)檢測調(diào)整（最后參數(shù)是X2200，Y7000）后圖像如圖4所示。

此時數(shù)控機床銑削出現(xiàn)橢圓的故障消失。

2 反向間隙的排故與調(diào)整

此機床的反向間隙占29%，發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)調(diào)整反向間隙的參數(shù)是#1851，如圖5所示。圖中由某軸線開始處有一個沿圖形中心外凸的臺階，臺階的大小通常不受機器進給率的影響。在圖中僅有Y軸上顯示有正值反向間隙。

檢測圖像是Y軸有反向間隙，調(diào)整參數(shù)為28.4 mm，調(diào)整后球桿儀檢測進行間隙補償。由于Y軸反向間隙存在正負兩個值，絲杠兩固定端應(yīng)存在串動或者絲桿副有問題，需要重新調(diào)整固定等?，F(xiàn)在圓度由原來的638.6 mm通過球桿儀檢測及數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整變?yōu)?2.8 mm。

3 X-Y軸不垂直

原因：數(shù)控機床在加工過程中，各軸的垂直度誤差都經(jīng)過測試，滿足機床的設(shè)計精度。但經(jīng)過一段時間的使用后，垂直度誤差超過設(shè)計精度時，就需要進行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移動。X-Y軸經(jīng)過長時間的振動與受力，經(jīng)常會發(fā)生偏移，這時就會出現(xiàn)X、Y軸之間垂直度誤差的出現(xiàn)，誤差主要出現(xiàn)在一個方向，即XY平面內(nèi)。

原因：在使用數(shù)控機床的過程中，測試排除過每個軸的垂直誤差，達到機床的設(shè)計精度。垂直誤差會在使用一段時間后偏差會超過設(shè)計精度，這時就要進行修正，這種情況產(chǎn)生的原因是各配合部分發(fā)生移動。X-Y軸長期受到震動和受力，所以很容易發(fā)生偏移，所以X、Y軸之間發(fā)生垂直度的誤差，并且誤差主要發(fā)生在XY平面內(nèi)這一個方向。

解決方法：將Y軸導軌重新進行定位面配刮，配刮鑲條，這樣可以將定位面積擴大，從而定位剛性也變強。將X-Y軸修刮至符合標注的呢機械垂直度，與此同時也進行了定位面修正，然后重新定位絲杠副，避免絲杠副彈性變形的發(fā)生，增加潤滑度在導軌、絲杠和各運動表面，避免各運動部件發(fā)生爬行現(xiàn)象。

4 結(jié)語

本文案例對于數(shù)控機床銑削出現(xiàn)橢圓形的故障排除應(yīng)用了球桿儀，同時需要技術(shù)人員、機械以及電器的配合，通過對X-Y軸伺服不匹配、反向間隙、X-Y軸不垂直等可能因素進行排除和調(diào)整，最終排除了故障，使機床的加工圓度達到加工要求。

參考文獻

[1] 徐平.西門子840D系統(tǒng)伺服軸參考點調(diào)整方法研究[C]//2011年“天山重工杯”全國機電企業(yè)工藝年會暨第五屆機械工業(yè)節(jié)能減排工藝技術(shù)研討會論文集.2011.

[2] 張鋼，李松生，陳曉陽，等.磁懸浮高速電主軸的設(shè)計分析[C]//2003大型發(fā)電機組振動和轉(zhuǎn)子動力學學術(shù)會議論文集.2003.

[3] 王春來.數(shù)控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//綠色制造與低碳經(jīng)濟—— 2010年海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會“年會”暨機械工程科技學術(shù)報告會論文集.2010.

[4] 王春來.數(shù)控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//“綠色制造 質(zhì)量管理”—— 海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會2011年會論文集.2011.

[5] 王可，王家欽，付玉升，等.基于統(tǒng)籌方法的數(shù)控銑床開發(fā)研究[C]//全國先進制造技術(shù)高層論壇暨制造業(yè)自動化、信息化技術(shù)研討會論文集.2005.

[6] 文懷興，夏田.數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[7] 侯力.機電一體化設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2003.

[8] 張世昌.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2002.

[9] 王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M].北京：兵器工業(yè)出版社，1999.

[10] 邱宣懷.機械設(shè)計[M].4版.北京：高等教育出版社，2007（2008重?。?

[11] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[12] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[13] 張福潤，嚴育才.數(shù)控技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，2009.endprint

摘 要：隨著機械加工技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機床已被廣泛應(yīng)于各個加工行業(yè)，其性能越來越全面，具有應(yīng)用廣泛、加工精度高、人為因素干擾少、加工能力強等特點。同時，由于數(shù)控機床技術(shù)的先進程度越來越高，相應(yīng)的對于數(shù)控機床的維修也越來越復雜，這就給數(shù)控機床的維修人員提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：數(shù)控 銑床銑削 排除 調(diào)整

中圖分類號：TG5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0079-02

本文通過實際案例分析，了解一些常見故障的排除與調(diào)整。案例如下：設(shè)備名稱FANUC0i—Mc數(shù)控系統(tǒng)，故障類型為銑削出現(xiàn)橢圓現(xiàn)象。分析：對于數(shù)控銑床銑削后出現(xiàn)橢圓，通?？紤]以下3點原因：（1）X-Y軸伺服不匹配。（2）反向間隙。（3）X-Y軸不垂直。

1 X-Y軸伺服不匹配

伺服不匹配占故障比例為87%，因此首先考慮此問題。應(yīng)用球桿儀進行檢測可得圖1，圖中2和3為正反向360°得出的圖形， FANUC0i—Mc數(shù)控系統(tǒng)位置增益（伺服環(huán)增益）參數(shù)是#1828（0.01s-1）。

（1）產(chǎn)生原因。如果軸間伺服環(huán)增益不匹配，會導致伺服不匹配誤差，此時兩根軸不同步，一根軸要早于另一根，造成橢圓圖形，如圖2所示。

（2）故障排除。伺服不匹配將導致插補圓不圓。一般情況下，進給率越高造成插補圓的橢圓程度越大。與前一個圖像相符，原機床參數(shù)#1825X軸（6000），Y軸（3000），故減少X數(shù)值，增大Y值，如圖3所示。

經(jīng)過反復調(diào)整參數(shù)檢測調(diào)整（最后參數(shù)是X2200，Y7000）后圖像如圖4所示。

此時數(shù)控機床銑削出現(xiàn)橢圓的故障消失。

2 反向間隙的排故與調(diào)整

此機床的反向間隙占29%，發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)調(diào)整反向間隙的參數(shù)是#1851，如圖5所示。圖中由某軸線開始處有一個沿圖形中心外凸的臺階，臺階的大小通常不受機器進給率的影響。在圖中僅有Y軸上顯示有正值反向間隙。

檢測圖像是Y軸有反向間隙，調(diào)整參數(shù)為28.4 mm，調(diào)整后球桿儀檢測進行間隙補償。由于Y軸反向間隙存在正負兩個值，絲杠兩固定端應(yīng)存在串動或者絲桿副有問題，需要重新調(diào)整固定等?，F(xiàn)在圓度由原來的638.6 mm通過球桿儀檢測及數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整變?yōu)?2.8 mm。

3 X-Y軸不垂直

原因：數(shù)控機床在加工過程中，各軸的垂直度誤差都經(jīng)過測試，滿足機床的設(shè)計精度。但經(jīng)過一段時間的使用后，垂直度誤差超過設(shè)計精度時，就需要進行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移動。X-Y軸經(jīng)過長時間的振動與受力，經(jīng)常會發(fā)生偏移，這時就會出現(xiàn)X、Y軸之間垂直度誤差的出現(xiàn)，誤差主要出現(xiàn)在一個方向，即XY平面內(nèi)。

原因：在使用數(shù)控機床的過程中，測試排除過每個軸的垂直誤差，達到機床的設(shè)計精度。垂直誤差會在使用一段時間后偏差會超過設(shè)計精度，這時就要進行修正，這種情況產(chǎn)生的原因是各配合部分發(fā)生移動。X-Y軸長期受到震動和受力，所以很容易發(fā)生偏移，所以X、Y軸之間發(fā)生垂直度的誤差，并且誤差主要發(fā)生在XY平面內(nèi)這一個方向。

解決方法：將Y軸導軌重新進行定位面配刮，配刮鑲條，這樣可以將定位面積擴大，從而定位剛性也變強。將X-Y軸修刮至符合標注的呢機械垂直度，與此同時也進行了定位面修正，然后重新定位絲杠副，避免絲杠副彈性變形的發(fā)生，增加潤滑度在導軌、絲杠和各運動表面，避免各運動部件發(fā)生爬行現(xiàn)象。

4 結(jié)語

本文案例對于數(shù)控機床銑削出現(xiàn)橢圓形的故障排除應(yīng)用了球桿儀，同時需要技術(shù)人員、機械以及電器的配合，通過對X-Y軸伺服不匹配、反向間隙、X-Y軸不垂直等可能因素進行排除和調(diào)整，最終排除了故障，使機床的加工圓度達到加工要求。

參考文獻

[1] 徐平.西門子840D系統(tǒng)伺服軸參考點調(diào)整方法研究[C]//2011年“天山重工杯”全國機電企業(yè)工藝年會暨第五屆機械工業(yè)節(jié)能減排工藝技術(shù)研討會論文集.2011.

[2] 張鋼，李松生，陳曉陽，等.磁懸浮高速電主軸的設(shè)計分析[C]//2003大型發(fā)電機組振動和轉(zhuǎn)子動力學學術(shù)會議論文集.2003.

[3] 王春來.數(shù)控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//綠色制造與低碳經(jīng)濟—— 2010年海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會“年會”暨機械工程科技學術(shù)報告會論文集.2010.

[4] 王春來.數(shù)控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//“綠色制造 質(zhì)量管理”—— 海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會2011年會論文集.2011.

[5] 王可，王家欽，付玉升，等.基于統(tǒng)籌方法的數(shù)控銑床開發(fā)研究[C]//全國先進制造技術(shù)高層論壇暨制造業(yè)自動化、信息化技術(shù)研討會論文集.2005.

[6] 文懷興，夏田.數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[7] 侯力.機電一體化設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2003.

[8] 張世昌.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2002.

[9] 王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M].北京：兵器工業(yè)出版社，1999.

[10] 邱宣懷.機械設(shè)計[M].4版.北京：高等教育出版社，2007（2008重?。?

[11] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[12] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[13] 張福潤，嚴育才.數(shù)控技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，2009.endprint