数控铣床垂直轴故障排除

2013-06-18威海职业学院山东264210梁典民

金属加工(冷加工) 2013年10期

威海职业学院（山东 264210）梁典民

目前，数控机床应用越来越广泛，具有加工性能好、精度高、应用范围广等优点。但由于技术越来越先进，对维修人员的技术素质也提出了更高的要求，给数控机床的维修带来了更大的困难。下面以我们在日常教学中的一台数控铣床FANUC0i—Mc数控系统在铣削产生椭圆的故障为案例，进行系统分析及排除，以供同行参考。

数控机床铣削产生椭圆主要原因有：①X－Y轴伺服不匹配。②反向间隙。③X－Y轴不垂直。

1.X－Y轴伺服不匹配

具体排故如下：调整前根据球杆仪检测得图1，分析数控机床调整前伺服不匹配占87%，我们首先解决这个问题。发那科数控系统位置增益（伺服环增益）参数是#1828（0.01s - 1）。图中线3和线2是正反向360°所得两个图形。

图1

（1）产生原因当轴间伺服环增益不匹配时将发生伺服不匹配误差，导致一根轴超前于另一根轴而出现椭圆形的图形，超前轴的增益较高（见图2）。

图2

（2）排除故障方法伺服不匹配将导致插补圆不圆。一般情况下，进给率越高造成插补圆的椭圆程度越大。与前一个图像相符，原机床参数#1825 X轴（6000），Y轴（3000），故减少X数值，增大Y值，如图3所示。

图3

调整参数检测调整后，图像如图4所示。

再重复机床参数调整，如图5所示。

再调整（最后参数是X 2200，Y 7000）后图像如图 6所示。

现在机床主要故障问题消失了。

图4

图5

图6

2.反向间隙的排故与调整

图7

此机床的反向间隙占29%，发那科数控系统调整反向间隙的参数是#1851，如图7所示。图中由某轴线开始处有一个沿图形中心外凸的台阶，台阶的大小通常不受机器进给率的影响。在图中仅有Y轴上显示有正值反向间隙。

检测图像是Y轴有反向间隙，调整参数为28.4μm，调整后球杆仪检测进行间隙补偿。由于Y轴反向间隙存在正负两个值，丝杠两固定端应存在串动或者丝杆副有问题，需要重新调整固定等。现在圆度由原来的638.6μm 通过球杆仪检测及数控系统参数调整变为32.8μm。

3.X－Y轴不垂直

（1）产生的原因机床本身的安装不当或长期运行时的振动等内力和外力的作用，导轨的垂直度误差逐渐超出设计允许的范围。垂直度误差会带来轮廓误差和位置误差。垂直度误差包括线对面的垂直度误差与线对线的垂直度误差。数控机床在加工过程中，各轴的垂直度误差都经过测试，满足机床的设计精度。但经过一段时间的使用后，垂直度误差超过设计精度时，就需要进行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移动。X－Y轴经过长时间的振动与受力，经常会发生偏移，这时就会出现X、Y轴之间垂直度误差的出现，误差主要出现在一个方向，即XY平面内。

（2）解决方法重新配刮Y轴导轨定位面，配刮镶条，增大定位面积，增强定位刚性。修刮XY轴机械垂直度至符合要求，同时由于定位面进行了修正丝杠副需要重新定位，防止丝杠副产生弹性变形。导轨、丝杠及各运动表面加强润滑，杜绝各运动部件的爬行现象。