威海職業(yè)學(xué)院（山東 264210）梁典民

目前，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用越來(lái)越廣泛，具有加工性能好、精度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但由于技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，對(duì)維修人員的技術(shù)素質(zhì)也提出了更高的要求，給數(shù)控機(jī)床的維修帶來(lái)了更大的困難。下面以我們?cè)谌粘＝虒W(xué)中的一臺(tái)數(shù)控銑床FANUC0i—Mc數(shù)控系統(tǒng)在銑削產(chǎn)生橢圓的故障為案例，進(jìn)行系統(tǒng)分析及排除，以供同行參考。

數(shù)控機(jī)床銑削產(chǎn)生橢圓主要原因有：①X－Y軸伺服不匹配。②反向間隙。③X－Y軸不垂直。

1.X－Y軸伺服不匹配

具體排故如下：調(diào)整前根據(jù)球桿儀檢測(cè)得圖1，分析數(shù)控機(jī)床調(diào)整前伺服不匹配占87%，我們首先解決這個(gè)問(wèn)題。發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)位置增益（伺服環(huán)增益）參數(shù)是#1828（0.01s - 1）。圖中線3和線2是正反向360°所得兩個(gè)圖形。

圖1

（1）產(chǎn)生原因 當(dāng)軸間伺服環(huán)增益不匹配時(shí)將發(fā)生伺服不匹配誤差，導(dǎo)致一根軸超前于另一根軸而出現(xiàn)橢圓形的圖形，超前軸的增益較高（見(jiàn)圖2）。

圖2

（2）排除故障方法 伺服不匹配將導(dǎo)致插補(bǔ)圓不圓。一般情況下，進(jìn)給率越高造成插補(bǔ)圓的橢圓程度越大。與前一個(gè)圖像相符，原機(jī)床參數(shù)#1825 X軸（6000），Y軸（3000），故減少X數(shù)值，增大Y值，如圖3所示。

圖3

調(diào)整參數(shù)檢測(cè)調(diào)整后，圖像如圖4所示。

再重復(fù)機(jī)床參數(shù)調(diào)整，如圖5所示。

再調(diào)整（最后參數(shù)是X 2200，Y 7000）后圖像如圖 6所示。

現(xiàn)在機(jī)床主要故障問(wèn)題消失了。

圖4

圖5

圖6

2.反向間隙的排故與調(diào)整

圖7

此機(jī)床的反向間隙占29%，發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)調(diào)整反向間隙的參數(shù)是#1851，如圖7所示。圖中由某軸線開始處有一個(gè)沿圖形中心外凸的臺(tái)階，臺(tái)階的大小通常不受機(jī)器進(jìn)給率的影響。在圖中僅有Y軸上顯示有正值反向間隙。

檢測(cè)圖像是Y軸有反向間隙，調(diào)整參數(shù)為28.4μm，調(diào)整后球桿儀檢測(cè)進(jìn)行間隙補(bǔ)償。由于Y軸反向間隙存在正負(fù)兩個(gè)值，絲杠兩固定端應(yīng)存在串動(dòng)或者絲桿副有問(wèn)題，需要重新調(diào)整固定等?，F(xiàn)在圓度由原來(lái)的638.6μm 通過(guò)球桿儀檢測(cè)及數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整變?yōu)?2.8μm。

3.X－Y軸不垂直

（1）產(chǎn)生的原因 機(jī)床本身的安裝不當(dāng)或長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)等內(nèi)力和外力的作用，導(dǎo)軌的垂直度誤差逐漸超出設(shè)計(jì)允許的范圍。垂直度誤差會(huì)帶來(lái)輪廓誤差和位置誤差。垂直度誤差包括線對(duì)面的垂直度誤差與線對(duì)線的垂直度誤差。數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中，各軸的垂直度誤差都經(jīng)過(guò)測(cè)試，滿足機(jī)床的設(shè)計(jì)精度。但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，垂直度誤差超過(guò)設(shè)計(jì)精度時(shí)，就需要進(jìn)行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移動(dòng)。X－Y軸經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)與受力，經(jīng)常會(huì)發(fā)生偏移，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)X、Y軸之間垂直度誤差的出現(xiàn)，誤差主要出現(xiàn)在一個(gè)方向，即XY平面內(nèi)。

（2）解決方法 重新配刮Y軸導(dǎo)軌定位面，配刮鑲條，增大定位面積，增強(qiáng)定位剛性。修刮XY軸機(jī)械垂直度至符合要求，同時(shí)由于定位面進(jìn)行了修正絲杠副需要重新定位，防止絲杠副產(chǎn)生彈性變形。導(dǎo)軌、絲杠及各運(yùn)動(dòng)表面加強(qiáng)潤(rùn)滑，杜絕各運(yùn)動(dòng)部件的爬行現(xiàn)象。

4.結(jié)語(yǔ)

本案例數(shù)控機(jī)床的橢圓度故障排除是依靠球桿儀精密儀器，需要機(jī)械、電器等技術(shù)人員相互配合，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)功能參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，機(jī)床圓度可以調(diào)整到10μm以內(nèi)，完全滿足使用要求。