廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院2加工精度差課件

案例81.加工尺寸或精度誤差過大： 誤差故障的現(xiàn)象較多，在各種設(shè)備上出現(xiàn)時的表現(xiàn)不一。如數(shù)控車床在直徑方向出現(xiàn)時大時小的現(xiàn)象較多。在加工中心上垂直軸出現(xiàn)誤差的情況較多，常見的是尺寸向下逐漸增大，但也有尺寸向上增大的現(xiàn)象，在水平軸上也經(jīng)常會有一些較小誤差的故障出現(xiàn)，有些經(jīng)常變化，時好時壞使零件的尺寸難以控制。造成數(shù)控機床中誤差故障但又無報警的情況，主要有幾種情況：

案例81.加工尺寸或精度誤差過大：①機床幾何誤差太大，機床機械精度達不到要求。②機床的數(shù)控系統(tǒng)較簡單，在系統(tǒng)中對誤差沒有設(shè)置檢測，因此在機床出現(xiàn)故障時不能有報警顯示③機床中出現(xiàn)的誤差情況不在設(shè)計時預(yù)測的范圍內(nèi)，因此當(dāng)出現(xiàn)誤差時檢測不到，由于大多數(shù)的數(shù)控機床使用的是半閉環(huán)系統(tǒng)，因此不能檢測到機床的實際位置①機床幾何誤差太大，機床機械精度達不到要求。④絲杠與電機的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)對故障發(fā)生的頻率和可能性不同，出現(xiàn)故障后現(xiàn)象也不同，有些尺寸只會向負方向增加，但有些正負方向變化的可能彈性聯(lián)接的基本上是負向增加的多，而中間使用鍵聯(lián)接的兩種故障均會發(fā)生⑤機床的電氣系統(tǒng)中回零不當(dāng)，回零點不能保證一致，該種故障出現(xiàn)的誤差一般較小。除了一般的因減速開關(guān)不良造成故障外，回零時的減速距離太短也會使零點偏離。在有些系統(tǒng)中的監(jiān)控頁面中有“刪格量”一項，記錄并經(jīng)常核對可及時發(fā)現(xiàn)問題④絲杠與電機的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)對故障發(fā)生的頻率⑥機床運動時由于超調(diào)引起加工精度和加工尺寸誤差過大如果加減速時間常數(shù)調(diào)節(jié)的過小,電機電流已經(jīng)形成飽和,引起伺服運動的超調(diào),可以引起系統(tǒng)的加工精度與加工尺寸,這時可以通過調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動器的參數(shù)來改善軸的運動性能,來消除加工誤差⑦在利用刀尖半徑補償時，G41、G42使用不正確或者在走刀換向時沒有相應(yīng)修改G41、G42⑧刀具與工件的相對位置方位號設(shè)定錯誤⑨對刀不正確，或者加工時沒有考慮刀尖半徑尺寸⑥機床運動時由于超調(diào)引起加工精度和加工尺事例1:故障現(xiàn)象: 某加工中心運行九個月后,發(fā)生Z軸方向加工尺寸不穩(wěn)定,尺寸超差且無任何規(guī)律,顯示屏及伺服驅(qū)動器沒有任何報警或異.故障分析: 該加工中心是采用的國外進口數(shù)控系統(tǒng),絲杠采用的是直聯(lián)的方式,根據(jù)故障分析,原因可能是因為聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)螺釘松動,導(dǎo)致聯(lián)軸器與滾軸絲杠或伺服電機間滑動,經(jīng)過對Z軸仔細檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器6只緊固螺釘都出現(xiàn)了松動,緊固螺釘后,故障排除.事例1:2.兩軸聯(lián)動銑削圓周時圓度超差

圓度超差一般出現(xiàn)兩種情況：一種是圓的軸向變形；另一種情況是出現(xiàn)斜橢圓，即在45度方向上的橢圓①圓的軸向變形，其原因是由于機床的機械未調(diào)整好而造成軸的定位精度不好，或者是機床的絲杠間隙補償不當(dāng)，從而導(dǎo)致每當(dāng)機床在過向限時，就產(chǎn)生圓度誤差②產(chǎn)生斜橢圓誤差時,一般是由各軸的位置偏差過大造成,可以通過調(diào)整各軸的增益來改善各軸的運動性能.使每個軸的運動特性比較接近,另外，如果機械傳動副之間的間隙如果過大或者間隙補償不合適的話,也可能引起該故障2.兩軸聯(lián)動銑削圓周時圓度超差3.兩軸聯(lián)動銑削圓周時圓弧上有突起現(xiàn)象 圓弧切削在特定的角度（0、90、180、270度）過象限時，由于電機需要反轉(zhuǎn)，由于機械的摩擦力、反向間隙等原因造成速度無法連續(xù)，造成圓弧上有突起現(xiàn)象。3.兩軸聯(lián)動銑削圓周時圓弧上有突起現(xiàn)象事例1:故障現(xiàn)象:

某加工中心在加工整圓時,發(fā)生X軸方向加工尺寸不對,尺寸超差,顯示屏及伺服驅(qū)動器沒有任何報警或異常。故障分析:

該加工中心是采用的國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng),絲杠采用的是直聯(lián)的方式,根據(jù)故障分析,原因可能是因為是由于機床的機械未調(diào)整好而造成軸的定位精度不好，或者是機床的絲杠間隙補償不當(dāng)，從而導(dǎo)致每當(dāng)機床在過向限時，就產(chǎn)生圓度誤差。對該機床進行重新校平調(diào)整,檢查該機床的參數(shù),發(fā)現(xiàn)該機床的軸的間隙補償為零,用百分表測量X軸的反向間隙,實際測量值超過0.003MM,對該機床的X軸進行了調(diào)整,并利用了系統(tǒng)的軟件補償功能,消除了X軸的間隙,再次加工整圓進行檢驗,故障消除。事例1:4.

加工零件尺寸不準（不穩(wěn)）A加工的零件尺寸時大時小首先應(yīng)確定尺寸誤差是CNC系統(tǒng)的故障造成的還是機械故障造成的：1）參考點返回位置隨機變化2）電機軸磨損3）電機與絲桿聯(lián)軸節(jié)磨損4）滾珠絲桿與電機結(jié)合處松動，聯(lián)軸器磨5）滾珠絲桿與支架定位處螺母松動，支架軸承磨損4.

加工零件尺寸不準（不穩(wěn)）6）滾珠絲桿磨損7）絲桿反向間隙過大8）（車床）檢查刀架的定位精度，同時檢查刀架是否有松動9）（車床）檢查加工過程中，是否造成刀具上時而有切削瘤，時而切削瘤又消失了。（改進刀具和加工工藝，減少切削瘤的生成機會）10）（車床）如果加工外圓，尺寸愈來愈大，則首先應(yīng)該檢查刀具與加工材料和加工工藝的配合是否合適，加工過程是否造成刀具的磨損太快了11）伺服增益設(shè)得太小，需調(diào)整伺服參數(shù)12）干擾6）滾珠絲桿磨損2.加工精度差，表面光潔度不好A機床定位精度差和重復(fù)定位精度差1）定位超差，絲桿螺母研損2）反向不一致性差，是由于軸承未消除軸向間隙或軸承座螺釘松動或絲桿與電機彈性連軸節(jié)松動或皮帶過松造成3）導(dǎo)軌面研損4）壓板、鑲條面研損5）滾動導(dǎo)軌研損6）導(dǎo)軌、絲桿潤滑不充分2.加工精度差，表面光潔度不好7）傳動調(diào)整不當(dāng)8）螺母座安裝未按圖紙要求進行9）導(dǎo)軌平行/導(dǎo)軌與壓板面平行/導(dǎo)軌與絲桿的平行度超差10）導(dǎo)軌防護板變形11）數(shù)控系統(tǒng)補償參數(shù)丟失（或為進行補償）12）數(shù)控系統(tǒng)漂移13）當(dāng)采用全閉環(huán)時光柵尺進了污物14）光柵尺定尺、滑尺安裝松動不符合要求或設(shè)計

7）傳動調(diào)整不當(dāng)

B工件表面產(chǎn)生明顯振紋，粗糙度增加（表面光潔度不好）1）

主要由于主軸徑向跳動形成的振動引起2）

進給系統(tǒng)間隙大或預(yù)緊不足，引起振動3）

工件未夾緊4）

切削用量選用不當(dāng)5）

驅(qū)動器參數(shù)設(shè)定不合理（應(yīng)合理設(shè)定慣量比及各種增益及加減速時間常數(shù)等）6）

主軸轉(zhuǎn)速波動7）干擾

B工件表面產(chǎn)生明顯振紋，粗糙度增加（表面光潔度不好）3.機床加工零件時躁聲大1）棒料的不直度直接影響到機床的工作噪聲（車床）2）機床使用已久，滾珠絲桿間隙增大（修磨絲桿螺母，調(diào)整墊片，重調(diào)間隙）3）

運動軸軸承座潤滑不良，軸承磨損或損壞4）其他機械故障引起加工噪聲大

3.機床加工零件時躁聲大4.切削時振動1）主軸剛性不足（調(diào)整切削參數(shù)）2）主軸箱傳動軸軸承松動（修換主軸箱軸承）3）進給傳動部分剛性差4）機床鑲條磨損，導(dǎo)軌間隙大5）工件未夾緊或夾緊方法不合理6）主軸及進給伺服系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)

4.切削時振動5.螺紋功能不對數(shù)控車床加工螺紋，其實質(zhì)是主軸的轉(zhuǎn)角與Z軸進給之間進行插補，主軸的角度位移是通過主軸編碼器進行測量的A系統(tǒng)執(zhí)行螺紋加工程序時，停止在螺紋加工的程序上，沒有報警信息，此故障一般是CNC找不到主軸的同步脈沖所至1）主軸編碼器的零脈沖故障，根本就發(fā)不出零脈沖2）主軸編碼器電纜故障3）CNC系統(tǒng)零脈沖檢測電路故障4）CNC設(shè)定了檢測“主軸速度到達”信號，而“主軸速度到達”信號未輸出或CNC未檢測到該信號

5.螺紋功能不對數(shù)控車床加工螺紋，其實質(zhì)是主軸的轉(zhuǎn)角B螺紋加工時出現(xiàn)“亂牙”故障

“亂牙”是由于主軸與Z軸進給不能實現(xiàn)同步引起的C車削螺紋時不能執(zhí)行或者加工的螺紋尺寸短系統(tǒng)參數(shù)社定錯誤，螺紋加工的加減速時的起始速度設(shè)的太高B螺紋加工時出現(xiàn)“亂牙”故障案例81.加工尺寸或精度誤差過大： 誤差故障的現(xiàn)象較多，在各種設(shè)備上出現(xiàn)時的表現(xiàn)不一。如數(shù)控車床在直徑方向出現(xiàn)時大時小的現(xiàn)象較多。在加工中心上垂直軸出現(xiàn)誤差的情況較多，常見的是尺寸向下逐漸增大，但也有尺寸向上增大的現(xiàn)象，在水平軸上也經(jīng)常會有一些較小誤差的故障出現(xiàn)，有些經(jīng)常變化，時好時壞使零件的尺寸難以控制。造成數(shù)控機床中誤差故障但又無報警的情況，主要有幾種情況：

案例81.加工尺寸或精度誤差過大：①機床幾何誤差太大，機床機械精度達不到要求。②機床的數(shù)控系統(tǒng)較簡單，在系統(tǒng)中對誤差沒有設(shè)置檢測，因此在機床出現(xiàn)故障時不能有報警顯示③機床中出現(xiàn)的誤差情況不在設(shè)計時預(yù)測的范圍內(nèi)，因此當(dāng)出現(xiàn)誤差時檢測不到，由于大多數(shù)的數(shù)控機床使用的是半閉環(huán)系統(tǒng)，因此不能檢測到機床的實際位置①機床幾何誤差太大，機床機械精度達不到要求。④絲杠與電機的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)對故障發(fā)生的頻率和可能性不同，出現(xiàn)故障后現(xiàn)象也不同，有些尺寸只會向負方向增加，但有些正負方向變化的可能彈性聯(lián)接的基本上是負向增加的多，而中間使用鍵聯(lián)接的兩種故障均會發(fā)生⑤機床的電氣系統(tǒng)中回零不當(dāng)，回零點不能保證一致，該種故障出現(xiàn)的誤差一般較小。除了一般的因減速開關(guān)不良造成故障外，回零時的減速距離太短也會使零點偏離。在有些系統(tǒng)中的監(jiān)控頁面中有“刪格量”一項，記錄并經(jīng)常核對可及時發(fā)現(xiàn)問題④絲杠與電機的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)對故障發(fā)生的頻率⑥機床運動時由于超調(diào)引起加工精度和加工尺寸誤差過大如果加減速時間常數(shù)調(diào)節(jié)的過小,電機電流已經(jīng)形成飽和,引起伺服運動的超調(diào),可以引起系統(tǒng)的加工精度與加工尺寸,這時可以通過調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動器的參數(shù)來改善軸的運動性能,來消除加工誤差⑦在利用刀尖半徑補償時，G41、G42使用不正確或者在走刀換向時沒有相應(yīng)修改G41、G42⑧刀具與工件的相對位置方位號設(shè)定錯誤⑨對刀不正確，或者加工時沒有考慮刀尖半徑尺寸⑥機床運動時由于超調(diào)引起加工精度和加工尺事例1:故障現(xiàn)象: 某加工中心運行九個月后,發(fā)生Z軸方向加工尺寸不穩(wěn)定,尺寸超差且無任何規(guī)律,顯示屏及伺服驅(qū)動器沒有任何報警或異.故障分析: 該加工中心是采用的國外進口數(shù)控系統(tǒng),絲杠采用的是直聯(lián)的方式,根據(jù)故障分析,原因可能是因為聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)螺釘松動,導(dǎo)致聯(lián)軸器與滾軸絲杠或伺服電機間滑動,經(jīng)過對Z軸仔細檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器6只緊固螺釘都出現(xiàn)了松動,緊固螺釘后,故障排除.事例1:2.兩軸聯(lián)動銑削圓周時圓度超差

圓度超差一般出現(xiàn)兩種情況：一種是圓的軸向變形；另一種情況是出現(xiàn)斜橢圓，即在45度方向上的橢圓①圓的軸向變形，其原因是由于機床的機械未調(diào)整好而造成軸的定位精度不好，或者是機床的絲杠間隙補償不當(dāng)，從而導(dǎo)致每當(dāng)機床在過向限時，就產(chǎn)生圓度誤差②產(chǎn)生斜橢圓誤差時,一般是由各軸的位置偏差過大造成,可以通過調(diào)整各軸的增益來改善各軸的運動性能.使每個軸的運動特性比較接近,另外，如果機械傳動副之間的間隙如果過大或者間隙補償不合適的話,也可能引起該故障2.兩軸聯(lián)動銑削圓周時圓度超差3.兩軸聯(lián)動銑削圓周時圓弧上有突起現(xiàn)象 圓弧切削在特定的角度（0、90、180、270度）過象限時，由于電機需要反轉(zhuǎn)，由于機械的摩擦力、反向間隙等原因造成速度無法連續(xù)，造成圓弧上有突起現(xiàn)象。3.兩軸聯(lián)動銑削圓周時圓弧上有突起現(xiàn)象事例1:故障現(xiàn)象:

某加工中心在加工整圓時,發(fā)生X軸方向加工尺寸不對,尺寸超差,顯示屏及伺服驅(qū)動器沒有任何報警或異常。故障分析:

該加工中心是采用的國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng),絲杠采用的是直聯(lián)的方式,根據(jù)故障分析,原因可能是因為是由于機床的機械未調(diào)整好而造成軸的定位精度不好，或者是機床的絲杠間隙補償不當(dāng)，從而導(dǎo)致每當(dāng)機床在過向限時，就產(chǎn)生圓度誤差。對該機床進行重新校平調(diào)整,檢查該機床的參數(shù),發(fā)現(xiàn)該機床的軸的間隙補償為零,用百分表測量X軸的反向間隙,實際測量值超過0.003MM,對該機床的X軸進行了調(diào)整,并利用了系統(tǒng)的軟件補償功能,消除了X軸的間隙,再次加工整圓進行檢驗,故障消除。事例1:4.

加工零件尺寸不準（不穩(wěn)）A加工的零件尺寸時大時小首先應(yīng)確定尺寸誤差是CNC系統(tǒng)的故障造成的還是機械故障造成的：1）參考點返回位置隨機變化2）電機軸磨損3）電機與絲桿聯(lián)軸節(jié)磨損4）滾珠絲桿與電機結(jié)合處松動，聯(lián)軸器磨5）滾珠絲桿與支架定位處螺母松動，支架軸承磨損4.

加工零件尺寸不準（不穩(wěn)）6）滾珠絲桿磨損7）絲桿反向間隙過大8）（車床）檢查刀架的定位精度，同時檢查刀架是否有松動9）（車床）檢查加工過程中，是否造成刀具上時而有切削瘤，時而切削瘤又消失了。（改進刀具和加工工藝，減少切削瘤的生成機會）10）（車床）如果加工外圓，尺寸愈來愈大，則首先應(yīng)該檢查刀具與加工材料和加工工藝的配合是否合適，加工過程是否造成刀具的磨損太快了11）伺服增益設(shè)得太小，需調(diào)整伺服參數(shù)12）干擾6）滾珠絲桿磨損2.加工精度差，表面光潔度不好A機床定位精度差和重復(fù)定位精度差1）定位超差，絲桿螺母研損2）反向不一致性差，是由于軸承未消除軸向間隙或軸承座螺釘松動或絲桿與電機彈性連軸節(jié)松動或皮帶過松造成3）導(dǎo)軌面研損4）壓板、鑲條面研損5）滾動導(dǎo)軌研損6）導(dǎo)軌、絲桿潤滑不充分2.加工精度差，表面光潔度不好7）傳動調(diào)整不當(dāng)8）螺母座安裝未按圖紙要求進行9）導(dǎo)軌平行/導(dǎo)軌與壓板面平行/導(dǎo)軌與絲桿的平行度超差10）導(dǎo)軌防護板變形11）數(shù)控系統(tǒng)補償參數(shù)丟失（或為進行補償）12）數(shù)控系統(tǒng)漂移13）當(dāng)采用全閉環(huán)時光柵尺進了污物14）光柵尺定尺、滑尺安裝松動不符合要求或設(shè)計

7）傳動調(diào)整不當(dāng)

B工件表面產(chǎn)生明顯振紋，粗糙度增加（表面光潔度不好）1）

主要由于主軸徑向跳動形成的振動引起2）

進給系統(tǒng)間隙大或預(yù)緊不足，引起振動3）

工件未夾緊4）

切削用量選用不當(dāng)5）

驅(qū)動器參數(shù)設(shè)定不合理（應(yīng)合理設(shè)定慣量比及各種增益及加減速時間常數(shù)等）6）

主軸轉(zhuǎn)速波動7）干擾

B工件