有关加工尺寸不准在数控机床加工的原因探讨_数控机床尺寸不稳原因

　　摘 要:本文分析并论述了影响数控机床加工精度的主要因素,对来自外界的干扰、参数设置错误、操作错误、回零不准、机械或设备故障等一些列问题进行了分析并且提出维修方法。介绍了判断数控机床故障原因和故障部位的方法,并介绍了维修方法。
　　关键词:数控机床 精度 故障排除
　　中图分类号:TH17 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0092-01
　　数控机床在实际工作中的加工精度会受到定位精度的影响以及速度控制精度的影响。其中比较普遍的是定位精度误差,在分析和消除定位精度误差时,需要考虑两方面的因素:第一,数控机床的测量设备的精度存在误差,这种情况通常是因为传感器本身的精度原因或者矫正错误导致的;第二,数控机床的定位系统存在误差,这种情况通常是因为位置调节器出现问题而导致的。维修人员在维护和检修数控机床时,经常会涉及到数控机床在进行轮廓加工等工作时出现误差的情况,这些故障具有偶然性的特点,因此要彻底解决通常比较困难。本文通过对数控机床的实际工作案例进行分析和总结,论述了导致数控机床产生精度误差的主要因素,并且提出了改善和处理的方法。
　　1 机床传动系统回零位置偏差
　　案例描述:配置为GSK980TD+DA98A的数控加工机床,在进行生产加工时,X向可以准确进行定位,但是在进行Z轴方向定位时,有时会产生偏差,当Z轴方向出现偏差时,偏差值每次都是6mm。
　　案例剖析:X轴的定位精度正常,只有Z轴有时会产生定位偏差,并每次都会产生6mm的偏差,根据上述情况可以判断误差不是外界干扰造成的。因此首先想到对程序进行检查,经过检查判断程序没有问题。通过对工作人员进行询问,得知通常在进行第一次加工工作时出现偏差,由于数控机床在第一次加工时需要返回机械零点,接着对Z轴传动丝杠检测,发现导程正好等于6mm。因此判断机械回零存在误差是导致该数控机床加工精度发生偏差的主要原因,通过测试机械回零的位置,发现在机械回零时偶尔会产生6mm的偏差,通过分析后,对数控机床的减速开关进行调整,检修后对机械回零进行测试,发现回零位置准确,当进行加工工作时没有再次出现偏差,经维修后故障排除。本例中针对GSK980TD产品的故障排除分析如下:通过对本例的回零方式B进行说明,当数控机场进行机械回零时,工作台会通过较快的运行速度返回机械零点;当调速开关碰触到减速档块时,工作台会降低行进速度,并且通过较低的速度返回机械零点,当工作台离开档块后,调速开关同时被完全释放,并且开始对PC信号进行检测,如果数控机床使用伺服电动机,则会检测伺服电动机编码器发出的一转信号,当检测到相应的PC信号,则数控机床完成回零工作。
　　2 外界干扰或脉冲丢失
　　案例描述:配置GSK980TDa+DA98A的数控机床,故障现象为,该数控机床在生产加工工作中,Z轴向的加工精度产生偏差,由于加工的产品没有对Z轴向的精度作出提出较高要求,因此在平时的生产工作中,并没进行Z轴向的检测,当客户对成品进行验收时,提出大约100件成品中就有3件到10件没有达到要求的精度。案例分析:通过实际观察判断出,故障数控机床曾经被改造过,该数控机床的主轴使用的变频器与DA98A距离比较近,配线柜中的线路也非常凌乱,所以判断干扰是导致偏差产生的主要原因。因此,首相将变频器从配电柜中取出,并且远离DA98A;然后运行机床,通过检测发现偏差明显减小;因此重新对配电柜进行了装配和整理,将数控机床的控制线路与数控机床的动力线路隔离,将强电工作设备与弱电工作设备隔离,然后使用该数控机床加工生产了200件产品,精度均达到要求,故障排除。因此可以确定此次故障由于线路间产生干扰,或脉冲丢失所导致的,处理这种情况可以通过以下方面进行判断:控制工作台从指定的位置开始移动,然后使控制工作台完成一些进给动作,然后返回移动前指定的位置。对于不同的伺服驱动设备,所使用的检测方法也不相同,当检测伺服驱动设备时,可以对定位命令发出的脉冲信号进行检测,并与起始位置发出脉冲信号进行对比,判断两次脉冲信号的值是不是一样;如果数控机床使用的是步进驱动设备,可以检测驱动单元,并判断实际情况是否与相位指示灯所表示的一致,如果不一致,则说明有受到外界干扰的可能。通常,在受到外界干扰后,会有更多的脉冲信号发送到驱动单元,实际接收脉冲数量比控制器实际发出的脉冲信号多。因此当怀疑数控机床的加工精度降低是由于加工现场存在外界干扰时,可以通过下列方法判断干扰源并进行处理:(1)首先观察在数控机床规定范围内是否有可能产生干扰的电气设备,比如大功率电机、变频装置或电焊机等,如果有,将此类电气设备移开或屏蔽,再检查数控机床的工作精度是否收到影响;(2)对数控机床配电柜进行检查,判断其中是否存在干扰源,数控机床的控制线路与数控机床的动力线路是否隔离或距离较远,另外强电设备与弱电设备也需要隔离;(3)控制信号传输时需要使用带屏蔽层的双绞线电缆,并检查屏蔽层是否完整,并使用正确的方法连接;(4)数控机床需要配置可靠的接地系统;(5)检查数控机床是否存在脉冲丢失的现象,如果存在脉冲丢失的现象,则会导致数控机床加工精度出现偏差,检测脉冲信号的方法与上文所介绍的方法大致一样,只是这种情况下,驱动单元获得的脉冲信号的数量会少于控制器产生的脉冲信号数量,对于这种故障,首先检查控制信号传输电缆通信是否正常,CNC产生的脉冲信号是不是在规定的频率内,CNC的工作芯片是否出现故障。如果存在上述故障,需要根据情况进行相应的处理。
　　3 机械故障
　　案例描述:一数控车床配置为GSK928 TC+DA98A,在加工中Z向有时会出现偏差,用户反应之前工作一直正常,未出现过撞刀等情况。案例剖析:在用户现场判断GSK928TC发出的脉冲与DA98A接收脉冲,完全一致,基本排除了干扰引起故障的可能性。而后使用百分表测量机床的定位精度(未切削工件),一切正常。在进行工件加工时,尤其当切削量较大时,发现Z轴回到起点后存在明显的偏差。可看到电动机转动时丝杠偶尔会出现颤动现象,拆开套简,发现销钉已经断裂。更换销钉后,机床加工正常,故障排除。
　　4 结语
　　数控机床加工精度主要取决于位置控制的高定位精度及速度控制的高调速精度。对于位置控制误差故障分析主要从测量装置的测量误差和位置控制的系统误差来考虑。在工件加工时,如果发现加工尺寸存在偏差,且偏差的尺寸恰好为丝杠导程时,很大可能是由于机械回零位置不准造成的。此时的处理方法为重新调整减速开关的位置,避免PC信号处于临界点位置,最好能够调整到电动机转半圈后PC信号才到达,这样也有利于提高机械回零的精度。
　　参考文献
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　　[2] 王钰．数控机床中AutoCAD 2000应用程序[M]．人民邮电出版社,2008(4)．