螺旋槽加工異常的參數(shù)調(diào)整方法

宓方瑋，劉世洪，劉磊寧

(中國(guó)工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所，四川綿陽(yáng) 621900)

某單位的KVC-1400加工中心在某工件上進(jìn)行螺旋槽的加工時(shí)出現(xiàn)槽深控制不一致的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量，并導(dǎo)致廢品。作者通過(guò)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整，最終徹底解決了上述問(wèn)題。

1 故障現(xiàn)象

螺旋槽軌跡正確，但在自起刀點(diǎn)0～6 mm的范圍內(nèi)，槽深異常且破口，6 mm以后螺旋槽深度符合要求，整個(gè)加工過(guò)程中機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，沒(méi)有報(bào)警。

2 故障分析

分析加工程序，進(jìn)行螺旋槽加工的程序是比較簡(jiǎn)單的，主軸保持鎖定，并安裝拉槽刀具，由X、Z、A三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸聯(lián)動(dòng)執(zhí)行拉槽操作。起刀段程序N0030 G01 Z-XXX.XXX F#110(#110=2100)Z軸向下運(yùn)行到起刀點(diǎn);下一程序段N0040 GO1 X-XXX.XXX AXXX.XXX開(kāi)始執(zhí)行拉槽。

作者進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):在N0040程序段前加G04 P2.0(暫停2 s)或在N0030程序段加G09(精確停止)/G61指令 (精確停止方式)，目的在于通過(guò)延時(shí)或刀具在程序段的終點(diǎn)減速，執(zhí)行到位檢查，然后執(zhí)行下段程序，這樣就可以保證槽口加工質(zhì)量和槽深一致了。但這樣會(huì)造成加工效率的降低;取消暫?；騁09/G61故障依舊。

由此看來(lái)故障的原因就在于:執(zhí)行起刀段程序N0030后，Z軸還沒(méi)有完全到位，拉槽段程序N0040就開(kāi)始運(yùn)行了。由于機(jī)床沒(méi)有出現(xiàn)如何報(bào)警，運(yùn)行狀態(tài)良好，沒(méi)有理由懷疑機(jī)床存在機(jī)械或電氣故障。

3 故障處理

通過(guò)上述分析，只要解決好N0030程序段和N0040程序段之間的銜接問(wèn)題就可以消除螺旋槽起始段的槽深不一致的問(wèn)題了。KVC-1400加工中心采用的是FANUC 0i-MA數(shù)控系統(tǒng)，作者對(duì)其參數(shù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行了認(rèn)真的研讀后認(rèn)為:可以通過(guò)對(duì)有關(guān)進(jìn)給速度參數(shù)、加減速控制參數(shù)、伺服控制參數(shù)的修正和優(yōu)化，改善運(yùn)動(dòng)軌跡的品質(zhì)，達(dá)到消除螺旋槽起始段誤差的目的。以下是作者在具體實(shí)踐過(guò)程中通過(guò)FANUC 0i-MA參數(shù)調(diào)整方法處理故障的過(guò)程:

(1)修改參數(shù)1601.4即RTO為0(原為1):快速運(yùn)行時(shí)，程序段不重疊;

修改參數(shù)1601.5即NIC為0(原為1):減速時(shí)到位檢查執(zhí)行;

修改參數(shù)5010為0:該參數(shù)決定刀尖半徑補(bǔ)償中刀具沿拐角外側(cè)移動(dòng)時(shí)，忽略的最小微動(dòng)量的極限值;

修改參數(shù)5431.0即MDL為1，原為0:單方向定位G代碼G60為模態(tài)碼。

上述修改后，加工沒(méi)有效果。

(2)檢查參數(shù)1622:各軸插補(bǔ)后切削進(jìn)給的加減速時(shí)間常數(shù)。該參數(shù)除特殊用途外所有軸都必須設(shè)定為相同的時(shí)間常數(shù)，若不同的數(shù)值將會(huì)導(dǎo)致異常的直線或圓弧形狀。原設(shè)置為X、Y、Z為100，A為200，修改一致均為100。

這時(shí)開(kāi)始試加工，發(fā)現(xiàn)起始端的螺旋槽破口消失，但前3 mm仍然有0～0.03 mm的誤差。

(3)修改參數(shù)1770為10 000(原為200):先行控制方式，AI先行控制方式或AI輪廓控制方式時(shí)插補(bǔ)前直線加速度的加速度參數(shù)1，該參數(shù)中設(shè)定插補(bǔ)前直線加速度的最大值，在參數(shù)1771中設(shè)定達(dá)到最大加工速度的時(shí)間;

修改參數(shù)1771為800(原為200):先行控制方式，AI先行控制方式或AI輪廓控制方式時(shí)插補(bǔ)前直線加速度的加速度參數(shù)2，即達(dá)到參數(shù)1771中設(shè)定速度的時(shí)間 (時(shí)間常數(shù));

修改參數(shù)1783為500(原為0)。各軸允許的進(jìn)給速度差可由此參數(shù)設(shè)定;

修改參數(shù)1785為500(原為0)。該參數(shù)設(shè)定AI先行控制方式或AI輪廓控制方式時(shí)用加速度確定進(jìn)給速度時(shí)，到達(dá)最大切削進(jìn)給速度的時(shí)間。最大切削進(jìn)給速度由參數(shù)1432決定;

修改參數(shù)2005.1即FEEP為1(原為0)，意為設(shè)前饋功能有效;

修改參數(shù)2068為9 800(原為0)，意為設(shè)定X、Y、Z、A軸的前饋系數(shù)FALPH。

但這時(shí)出現(xiàn)401報(bào)警，A軸伺服 READY OFF，關(guān)機(jī)后再開(kāi)機(jī)出現(xiàn)417報(bào)警，無(wú)法消除。取消A軸前饋系數(shù)后關(guān)機(jī)再開(kāi)機(jī)故障消失;

修改參數(shù)2069為100(原為0)，意為設(shè)定X、Y、Z、A軸的速度環(huán)前饋系數(shù)VFFLT;

打開(kāi)前饋功能的目的就在于進(jìn)一步降低輪廓誤差。

試加工，但前3 mm的誤差卻擴(kuò)大到0.18 mm。

(4)修改參數(shù)1622為60;

修改參數(shù)1610.0即 CTLx為1(原為0)。CTLx代表切削進(jìn)給的加減速，0為指數(shù)型加減速;1為插補(bǔ)后的直線型加減速。該參數(shù)與1622參數(shù)配合使用;

將參數(shù)1783、1785改回為0。

試加工，前3 mm誤差減小明顯，但有深有淺，似乎呈S型偏差?？磥?lái)改為直線型加減速有效果。

(5)修改參數(shù)1622為120，繼續(xù)加大直線型加速度。

再加工，前3 mm的偏差消失，螺旋槽槽深一致。

可見(jiàn)，通過(guò)對(duì)加減速及控制輪廓精度相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，確實(shí)有效地解決了加工中出現(xiàn)的螺旋槽加工異常問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

其實(shí)在剛剛接受維修任務(wù)時(shí)，作者不知道從何處下手處理，這樣的問(wèn)題很奇怪:各伺服軸負(fù)荷及電流均正常，機(jī)械的反向間隙及連接正常，機(jī)床沒(méi)有任何報(bào)警，加工程序經(jīng)反復(fù)校驗(yàn)也正常，這許多的“正常”在平時(shí)的加工活動(dòng)中體現(xiàn)得也很正常，偏偏在螺旋槽加工中會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。這也從另一個(gè)角度說(shuō)明機(jī)床的狀態(tài)其實(shí)不在最佳，應(yīng)付普通要求的加工尚可，一旦用于要求較高的加工時(shí)就會(huì)暴露出機(jī)床性能在調(diào)試及參數(shù)設(shè)置方面的不足和漏洞。

上述介紹的是作者在實(shí)踐中調(diào)整的主要參數(shù)，還有不少其他參數(shù)的調(diào)整，由于起到的作用不大，或者起到相反的作用，限于篇幅不再贅述。通過(guò)此次參數(shù)調(diào)整的過(guò)程實(shí)踐，使作者對(duì)FANUC系統(tǒng)參數(shù)的實(shí)際意義有了深刻的了解，對(duì)于今后的維修工作有很大的促進(jìn)作用。

［1］BEIJING-FANUC 0i-MA機(jī)床操作說(shuō)明書(shū)［M］.

［2］BEIJING-FANUC 0i-MA參數(shù)說(shuō)明書(shū)［M］.

［3］BEIJING-FANUC AC伺服電機(jī)α系列參數(shù)說(shuō)明書(shū)［M］.