中捷GMC810U五軸加工中心過切的解決辦法

■中航工業(yè)昌河飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)公司（江西景德鎮(zhèn) 333002）胡 輝

1.故障現(xiàn)象

沈陽(yáng)中捷機(jī)床廠GMC810U五軸加工中心配置的是840D數(shù)控系統(tǒng)，CYTECG30五軸頭。在加工一工件拐角時(shí)，出現(xiàn)過切問題，過切深度達(dá)到0.5 mm（見圖1）。

圖1

2.問題分析及調(diào)整

在排除工件程序、刀具、裝夾、操作等因素后，將排查的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向機(jī)床。懷疑機(jī)床驅(qū)動(dòng)沒有優(yōu)化到最佳狀態(tài)。

（1）使用SERVOTRACE功能，測(cè)試FFWON，SOFT狀態(tài)下線性軸以及旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)X、Y、Z、A及C測(cè)量結(jié)果均延遲滯后，測(cè)試結(jié)果偏差較大。以下簡(jiǎn)單介紹旋轉(zhuǎn)軸的測(cè)試調(diào)整過程。

用同樣的方法測(cè)試A軸，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

通過優(yōu)化調(diào)整參數(shù)M D32810（進(jìn)給前饋速度環(huán)控制的等效時(shí)間），將參數(shù)值從0.004 s調(diào)整至0.0005 s，延滯誤差明顯縮小，且沒有過沖（見圖3）。

（2）通過圓弧測(cè)試，檢查機(jī)床五軸聯(lián)動(dòng)匹配性。需要對(duì)X和Y軸、X和Z軸、X和C軸以及A和C軸進(jìn)行圓弧測(cè)試。以下簡(jiǎn)單介紹下X和C軸的圓弧測(cè)試調(diào)整過程。

執(zhí)行圓弧測(cè)試功能，測(cè)試結(jié)果如圖4所示，由測(cè)試結(jié)果可以看出，C軸在反向的時(shí)候過沖較大。

圖2

圖3

將參數(shù)MD32500由0改成1，激活C軸的摩擦力補(bǔ)償功能，然后將參數(shù)MD32520由0改成0.1。重新進(jìn)行圓弧測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖5所示。使用同樣的方法，將其他軸的匹配調(diào)整到最佳狀態(tài)。

（3）在做完機(jī)床的驅(qū)動(dòng)優(yōu)化后，重新加工該工件，拐角處過切解決，且表面平滑（見圖6）。

圖4

圖5

圖6

3.結(jié)語(yǔ)

為了保證數(shù)控機(jī)床出廠時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)，在數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整好之后，需要對(duì)系統(tǒng)及電動(dòng)機(jī)參數(shù)做一定的調(diào)整和優(yōu)化，使電氣參數(shù)與機(jī)械結(jié)果相匹配，這樣才能使數(shù)控機(jī)床的性能達(dá)到最佳，加工出合格的零件。

[1]王鋼.數(shù)控機(jī)床調(diào)試、使用與維護(hù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：98-108

專家點(diǎn)評(píng)

由機(jī)床本身造成的過切或欠切一般是不容易想到的，比較難處理。

本文提出了由機(jī)床本身造成的過切所采用的解決方法——參數(shù)優(yōu)化法，介紹了通過SERVOTRACE功能，測(cè)試FFWON，SOFT狀態(tài)下線性軸以及旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，來驗(yàn)證坐標(biāo)軸是否滯后，并通過參數(shù)優(yōu)化來調(diào)整。還提出了通過圓弧測(cè)試，檢查機(jī)床五軸聯(lián)動(dòng)的匹配性，由此確定是否應(yīng)用坐標(biāo)軸的摩擦力補(bǔ)償功能。對(duì)機(jī)床操作與調(diào)整者來說是具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義的。