数控双侧铣床加工不稳定的原因处理

文章附图

  众所周知,数控双侧铣床是一种高精、高速、高效的加工设备。相对传统铣削加工设备来说,它是集自动化加工和复合集中化加工为一体的加工机床。它是高度机电一体化的加工设备。其最大的加工特点是,可以在工件只需经过一次或者少量重复装夹的情况下,通过更换不同的加工刀具可以集中完成包括钻、铣、镗、铰、攻等多种工序在内的大部分加工内容。

  特别是,一些包含曲面或者球面等加工内容的复杂异形工件,以及多种工序交叉进行的大批量工件,都可以在小型数控铣床上快速的予以完成,其加工精度可以控制在0.01mm以内甚至更高。更为重要的是,对于批量工件的加工可以最大程度的实现加工尺寸的一致性。正因为这些优异的加工特点,使得它成为复杂模具和汽配行业最为主要的加工设备。

  当然,数控铣床之所以具有上述较高的加工能力,除了自身配置有先进的电子控制装置以外,还配置有具有高定位精度的进给系统。和传统铣削加工机床的进给系统不同,它不再是由普通T型丝杠和变速齿轮箱组成,而是由伺服驱动器、伺服电机、位置检测装置和高精度滚珠丝杠组成。它们是保证机床高精、高效加工的前提。它们中任意环节出现问题都会最终导致工件加工的不理想。本文就简单介绍一下,进给系统造成小型数控铣床数控加工不稳定的原因及解决措施,希望能给一线加工人员一点参考。

  现阶段,数控铣床的控制形式主要以半闭环控制为主。加工时通过机床CNC数控系统的运算向伺服驱动装置发出控制信号,然后驱动伺服电机转动,再经滚珠丝杠及螺母副带动工作台运动,从而实现加工动作。当工件与刀具相对移动量与指令移动量相符时,就可以加工出符合标准的工件;但当工件与刀具之间并未完全按照指令值进行相对移动时,就会造成工件加工尺寸的不稳定。出现这种现象多半是由于进给系统造成的。归纳起来主要有伺服控制系统故障和机械故障两方面造成。

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  一、伺服控制系统故障造成的加工不稳定

  简单来说,数控铣床的伺服控制系统包括伺服控制器、伺服电机和检测装置组成。机床工作时,位置检测装置将伺服电机上检测到的转位角信号反馈给位置控制单元,通过位置比较,发出信号控制速度控制单元,从而控制伺服电机的转动。出现问题的原因主要集中在位置检测装置、主PCB板、位置或速度控制单元及伺服电机上。

  1、主PCB板不良造成

  一般来说,脉冲编码器电源是由系统的主PCB提供的,主PCB板的各项供电电源不良或者主PCB与其它控制单元位置反馈装置之间的连线松动等接触不良的现象。都会造成输出信号的失真,从而影响反馈质量造成加工的不稳定。

  2、位置检测装置造成

  位置检测装置通常是采用圆光栅脉冲编码器,如出现故障后,往往造成反馈信号失真或丢失。从而引起伺服电机转角不准确,从而影响小型数控铣床加工的不稳定。造成这类故障的原因主要一下几个原因:一是脉冲编码器的电源电压值不合要求造成输出信号失真;二是脉冲编码器受外界信号干扰或脏污等等造成使输出信号失真;三是脉冲编码器与电机之间的联轴节损坏或脉冲编码器本身损坏造成输出信号故障。

  二、机械故障造成的加工不稳定

  数控铣床进给系统的机械部分包括滚珠丝杠、导轨两大部分。它们的正常运转对整个机床加工的稳定起着举足轻重的作用。造成机床运行不稳定的原因主要包括伺服电机与丝杠连接松动;丝杠和螺母副润滑不良;工作台在导轨上运行阻力大;丝杠间隙过大或者间隙补偿量设置不当等几个方面的原因

  1、工作台在导轨上运行阻力大造成

  数控铣床工作台如运行阻力大会造成爬行或者运行抖动,从而造成工件加工尺寸的不稳定。这种情况一般是由镶条调整过紧、机床导轨表面润滑不良或者滚动轴承磨损所致。一般通过调整或者更换损坏件即可恢复。

  2、丝杠和电机连接松动造成

  数控铣床的滚珠丝杠一般采用联轴器和伺服电机进行直连。在机床长时间使用后由于工件及工作台的惯性造成联轴器出现间隙,从而造成机床运行的爬行或者抖动。一般通过调节或者更换即可解决。


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