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機床加工中出現尺寸不穩定的原因及解決方案

文章出處：作者：多米機械人氣：次時間：2018-09-17

在数控机床加工中，经常会出现尺寸不稳定的问题，导致该问题的出现有很多的原因，除非是经验非常丰富的老师傅，否则很难找出原因迅速解决问题，因此令很多操机员感到苦恼，因此小编专门请了多米机械的工程师做了解答，小编将其编辑出来，希望对大家有所帮助！
　　1、伺服電機軸與絲杠之間的連接松動，致使絲杠與電機不同步，出現尺寸誤差。檢測時只需在伺服電機與絲杠的聯軸節上作好記號，用較快倍率來回移動工作台(或刀架)，由于工作台(或轉塔)的慣性作用，將使聯軸節的兩端出現明顯相對移動。此類故障通常表現爲加工尺寸只向一個方向變動，只需將聯軸節螺釘均勻緊固即可排除。

　　2、滾珠絲杠與螺母之間潤滑不良，使工作台(或刀架)運動阻力增加，無法完全准確執行移動指令。此類故障通常表現爲零件尺寸在幾絲範圍內無規則變動，只需將潤滑改善即可排除故障。
　　3、機床工作台(或刀架)移動阻力過大，一般爲鑲條調整過緊、機床導軌表面潤滑不良所致。該故障現象一般表現爲零件尺寸在幾絲範圍內無規則變動。檢查時可通過觀察DGN800-804的位置偏差量大小和變化來進行，通常爲正反方向靜止時相差較大。此類故障只需將鑲條重新調整並改善導軌潤滑即可。
　　4、滾動軸承磨損或調整不當，造成運動阻力過大。該故障現象也通常表現爲尺寸在幾絲範圍內無規則變動。檢查時可通過DGN800-804的位置偏差量進行，方法同上。此類故障只需將磨損軸承更換並認真調整，故障即可排除。
　　5、絲杠間隙或間隙補償量不當，通過調整間隙或改變間隙補償值就可排除故障
　　加工尺寸不穩定類故障判斷維修
　　一、工件尺寸准確，表面光潔度差故障原因
　　① 刀具刀尖受损，不锋利
　　② 机床产生共振，放置不平稳
　　③ 机械有爬行现象
　　④ 加工工艺不好
　　解決方案
　　1.刀具磨損或受損後不鋒利，則重新磨刀或選擇更好的刀具重新對刀
　　2.機床産生共振或放置不平穩，調整水平，打下基礎，固定平穩
　　3.機械産生爬行的原因爲拖板導軌磨損厲害，絲杆滾珠磨損或松動。機床應注意保養，上下班之後應清掃鐵絲，並及時加潤滑油，以減少摩擦
　　4. 选择适合工件加工的冷却液;在能达到其它工序加工要求的情况下，尽量选用较高的主轴转速

　　二、工件産生錐度大小頭現象故障原因
　　①機床放置的水平沒調整好，一高一低，産生放置不平穩
　　②車削長軸時，工件材料比較硬，刀具吃刀比較深，造成讓刀現象
　　③ 尾座顶针与主轴不同心
　　解決方案
　　1.使用水平仪调整机床的水平度，打下扎实的地基，把机床固定好提高其韧性
　　2.選擇合理的工藝和適當的切削進給量避免刀具受力讓刀
　　3. 调整尾座
　　三、驅動器相位燈正常，而加工出來的工件尺寸時大時小故障原因
　　①機床拖板長期高速運行，導致絲杆和軸承磨損
　　②刀架的重複定位精度在長期使用中産生偏差
　　③拖板每次都能准確回到加工起點，但加工工件尺寸仍然變化。此種現象一般由主軸引起，主軸的高速轉動使軸承磨損嚴重，導致加工尺寸變化
　　解決方案
　　1.用百分表靠在刀架底部，同時通過系統編輯一個固定循環程序，檢查拖板的重複定位精度，調整絲杆間隙，更換軸承
　　2.用百分表檢查刀架的重複定位精度，調整機械或更換刀架
　　3.用百分表檢測加工工件後是否能准確回到程序起點;若可以，則檢修主軸，更換軸承。

　　四、工件尺寸与实际尺寸相差几毫米，或某一轴向有很大变化故障原因
　　①快速定位的速度太快，驅動和電機反應不過來而産生
　　②在長期摩擦磨損後機械的拖板絲杆和軸承過緊卡死
　　③ 刀架换刀后太松锁不紧
　　④編輯的程序錯誤，頭、尾沒有呼應或沒取消刀補就結束
　　⑤系統的電子齒輪比或步距角設置錯誤
　　解決方案
　　1.快速定位速度太快，则适当调整G0 的速度、切削加减速度和时间使驱动器和电机在额定的运行频率下正常动作
　　2. 在出现机床磨损后产生拖板、丝杆和轴承过紧卡死，则必须重新调整修复
　　3.刀架換刀後太松則檢查刀架反轉時間是否滿足，檢查刀架內部的渦輪渦杆是否磨損，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，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.若發現尺寸偏差太大則檢查系統參數是否設置合理，特別是電子齒輪比和步距角等參數是否被破壞，出現此現象可通過打百份表來測量

　　五、加工圓弧效果不理想，尺寸不到位故障原因
　　① 振动频率的重叠导致共振
　　② 加工工艺
　　③參數設置不合理，進給速度過大，使圓弧加工失步
　　④絲杆間隙大引起的松動或絲杆過緊引起的失步
　　⑤ 同步带磨损
　　解決方案
　　1. 找出产生共振的部件，改变其频率，避免共振
　　2.考慮工件材料的加工工藝，合理編制程序
　　3.对于步进电机，加工速率 F 不可设置过大
　　4.机床是否安装牢固，放置平稳，拖板是否磨损后过紧，间隙增大或刀架松动等。
　　5.更換同步帶
　　六、批量生産中，偶爾出現工件超差故障原因
　　①批量生産中偶爾出現一件尺寸有變化，然後不用修改任何參數再加工，卻恢複正常情況
　　②在批量生産中偶爾出現一件尺寸不准，然後再繼續加工尺寸仍不合格，而重新對刀後又准確
　　解決方案
　　1. 必须认真检查工装夹具，且考虑到操作者的操作方法，及装夹的可靠性;由于装夹引起的尺寸变化，必须改善工装使工人尽量避免人为疏忽作出误判现象
　　2.數控系統可能受到外界電源的波動或受到幹擾後自動産生幹擾脈沖，傳給驅動致使驅動接受多余的脈沖驅動電機多走或少走現象;了解掌握其規律，盡量采用一些抗幹擾的措施，如：強電場幹擾的強電電纜與弱電信號的信號線隔離，加入抗幹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，接地觸點最近，采取一切抗幹擾措施避免系統受幹擾

　　七、工件某一道工序加工有變化，其它各道工序尺寸准確故障原因
　　該程序段程序的參數是否合理，是否在預定的軌迹內，編程格式是否符合說明書要求
　　解決方案
　　螺纹程序段时出现乱牙，螺距不对，则马上联想到加工螺纹的外围配置(编码器)和该功能的客观因素，如：主轴转速，螺纹导程与进给速度的关系( 928 TC 配DY3 ，加工螺纹时主轴转速 X 螺纹导程≤1700 mm/min)，编码器的线数与电脑设置是否相符;当发现圆板程序段尺寸不对时则检查圆弧的编程轨迹是否在同一圆弧上，有否特殊圆与圆之间的过度关系编程时的工艺编制
　　八、工件的每道工序都有遞增或遞減的現象故障原因
　　① 程序编写错误
　　② 系统参数设置不合理
　　③ 配置设置不当
　　④ 机械传动部件有规律周期性的变化故障
　　解決方案
　　1. 检查程序使用的指令是否按说明书规定的要求轨迹执行，可以通过打百份表来判断，把百分表定位在程序的起点让程序结束后拖板是否回到起点位置，再重复执行几遍观察其结果，掌握其规律
　　2.檢查系統參數是否設置合理或被人爲改動
　　3.有關的機床配置在連接計算耦合參數上的計算是否符合要求，脈沖當量是否准確
　　4.檢查機床傳動部分有沒有損壞，齒輪耦合是否均勻，檢查是否存在周期性，規律性故障現象。若有則檢查其關鍵部份並給予排除

　　九、工件尺寸與實際尺寸只相差幾絲故障原因
　　①機床在長期使用中磨擦、磨損，絲杆的間隙隨著增大,機床的絲杆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範圍內變化
　　②加工工件使用的刀具選型不對，易損，刀具裝夾不正或不緊等
　　③工藝方面根據工件材料選擇合理的主軸轉速、切削進給速度和切削量
　　④與機床放置的平衡度和穩固性有關
　　⑤數控系統産生失步或驅動選型時功率不夠，扭矩小等原因産生
　　⑥ 刀架换刀后是否锁住锁紧
　　⑦主軸是否存在跳動串動和尾座同軸度差等現象
　　⑧在一些特殊加工场合，反向间隙无法补入，导致加工总是存在偏差
　　解決方案
　　1. 机床磨损丝杆间隙变大后通过调整丝杆螺母和修紧中拖板线条减小间隙，或通过打百份表得出间隙值(一般间隙在 0.15 mm 以内)可补进电脑，可通过电脑的间隙补偿功能来把间隙取代，使工件尺寸符合要求
　　2.由于是刀具材質使加工工件尺寸産生變化，則按要求合理選擇刀具，而由于刀具裝夾不正等原因産生的則根據工件的工藝要求合理選擇刀具角度和工裝夾具
　　3.當懷疑是加工方面的工藝問題，則根據材料的性質，合理地編制加工工藝選擇適當的主軸轉速，切削進給速度和切削量
　　4.由于機床共振引起則把機床放置平穩，調整好水平，必要時打下地基，安裝穩固
　　5. 数控系统产生的尺寸变化，首先判断程序是否按图纸尺寸要求编制，然后再根据所选的配置检查设置的参数是否合理(如 : G 0快速定位速度和切削时的加减速时间常数等)。是否有人故意改动，其次是考虑所选配的驱动器功率大小是否合理，通过判断相位灯观察电脑发给驱动的脉冲是否有失步现象
　　6.檢查刀架換刀後反轉時間夠不夠，是否使刀架有足夠的時間來鎖緊，檢查刀架的定位和鎖緊螺絲是否有松動
　　7.檢查主軸和尾座的同軸度是否存在跳動、串動等現象
　　8.利用編程技巧消除間隙

　　十、驅動器引起尺寸不穩定故障原因
　　①驅動器發送的信號丟失，造成的驅動失步
　　②伺服驅動器的參數設置不當，增益系數設置不合理
　　③驅動器發送信號幹擾所致，導致失步
　　④驅動處于高溫環境，沒有采取較好的散熱措施，導致尺寸不穩定，同時也可能導致驅動內部參數變化，引發故障
　　⑤驅動器扭矩不夠或電機扭矩不夠
　　⑥ 驱动器的驱动电流不够
　　⑦ 驱动器损坏
　　解決方案(与上对应)
　　1.先確定使用的是步進驅動器還是伺服驅動器：步進電機驅動器可通過相位燈或打百分表判斷是否存在失步。伺服驅動器則可通過驅動器上的脈沖數顯示或是打百分表判斷
　　2. 参照 DA98 说明书修改增益参数
　　3.加裝屏蔽線，加裝抗幹擾電容
　　4.保證良好的散熱通風環境，適當的溫度是保證加工性能的重要因素
　　5.更換驅動器或電機，使扭矩符合實際需要
　　6.調大驅動電流仍不能滿足要求，則需更換驅動器
　　7.驅動器送廠維修
　　十一、系統引起的尺寸變化不穩定故障原因
　　① 系统参数设置不合理
　　② 工作电压不稳定
　　③系統受外部幹擾，導致系統失步
　　④已加電容，但系統與驅動器之間的阻抗不匹配，導致有用信號丟失
　　⑤系統與驅動器之間信號傳輸不正確
　　⑥ 系统损坏或内部故障
　　解決方案(与上对照)
　　1.快速速度，加速時間是否過大，主軸轉速，切削速度是否合理，是否因爲操作者的參數修改導致系統性能改變
　　2.加裝穩壓設備
　　3.接地線並確定已可靠連接，在驅動器脈沖輸出觸點處加抗幹擾吸收電容;一般的情況下變頻器的幹擾較大，請在帶負載的請況下判斷，因爲越大的負載會讓變頻器負載電流越大，産生的幹擾也越大
　　4.選擇適當的電容型號
　　5. 检查系统与驱动器之间的信号连接线是否带屏蔽，连接是否可靠，检查系统脉冲发生信号是否丢失或增加
　　6.送廠維修或更換主板

　　十二、機械方面引起的加工尺寸不穩定故障原因
　　①步進電機阻尼片是否過緊或過松
　　②電機插頭進水造成絕緣性能下降，電機損壞
　　③加工出的工件大小頭，裝夾不當
　　④ 工件出现椭圆
　　⑤ 丝杆反向间隙过大
　　⑥ 机械丝杆安装过紧
　　解決方案(与上对照)
　　1. 调整阻尼盘，使电机处于非共振状态
　　2.更換電機插頭，做好防護，或是更換電機
　　3.檢查進刀量是否過大或過快造成的過負荷，檢查工件裝夾不應伸出卡盤太長，避免讓刀
　　4.檢查主軸的跳動，檢修主軸，更換軸承
　　5.通過打百分表檢查絲杆的反向間隙，是否已從系統將間隙補入，補入後間隙是否過大
　　6. 检查丝杆是否存在爬行，是否存在响应慢的现象
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