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论文摘要:文章对数控机床的爬行与振动故障原因作了简单分析,指出一些诊断排故的方法和策略
数控机床是集机、电、液、气、光等为一体的自动化机床,经各部分的执行功能,最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作,实现切削加工任务。工作时,各项功能相互结合,发生故障时也混在一起,故障现象和原因并非简单一一对应。一种故障现象可能有几种不同的原因,大部分故障以综合形式出现,数控机床的爬行与振动就是一个明显的例子。
数控机床进给伺服系统所驱动的移动部件在低速运行时,出现移动部件开始不能启动,启动后又突然作加速运动,而后又停顿,继而又作加速运动,如此周而复始,这种移动部件忽停忽跳,忽快忽慢的运动现象,称为爬行;而当其高速运行时,移动部件又出现明显的振动。这一故障现象就是典型的进给系统的爬行与振动故障。
造成这类故障的原因有多种可能,可能是因为机械部分出现了故障所导致,也可能是进给系统电气部分出现了问题,还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成,甚至可能因编程有误也会产生爬行故障。
一、分析机械部分原因与对策
因为数控机床低速运行时的爬行现象往往取决于机械传动部分的特性,高速时的振动又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关,由此数控机床的爬行与振动故障可能会在机械部分。
如果在机械部分,首先应该检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副,如果导轨副的动、静摩擦系数大,且其差值也大,将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨,如果导轨间隙调整不好,仍会造成爬行或振动。对于静压导轨副应着重检查静压是否到位,对于塑料导轨可检查有否杂质或异物阻碍导轨副运动,对于滚动导轨则应检查预紧措施是否良好。关注导轨副的也有助于分析爬行问题,导轨副状态不好,导轨的油不足够,致使溜板爬行。这时,添加油,且采用具有防爬作用的导轨油是一种非常有效的措施。这种导轨油中有极性添加剂,能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜,从而改善导轨的摩擦特性防止爬行。
其次,要检查进给传动链。因为在进给系统中,伺服驱动装置到移动部件之间必定要经过由齿轮、丝杠螺母副或其他传动副所组成的传动链。定位精度下降、反向间隙增大也会使工作台在进给运动中出现爬行。通过调整轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧力,调整松动环节,调整补偿环节,都可有效地提高这一传动链的扭转和拉压刚度(即提高其传动刚度),对于提高运动精度,消除爬行非常有益;另外传动链太长,传动轴直径偏小,支承座的刚度不够也是引起爬行的因素。因此,在检查时也要考虑这些方面是否有缺陷,逐个排查。
二、分析进给伺服系统原因与对策
如果故障原因在进给伺服系统,则需分别检查伺服系统中各有关环节。数控机床的爬行与振动问题属于速度问题,与进给速度密切相关,所以也就离不开分析进给伺服系统的速度环,检查速度调节器故障一是给定信号,二是反馈信号,三是速度调节器自身故障。根据故障特点(如振动周期与进给速度是否成比例变化)检查电动机或测速发电机表面是否光整;还可检查系统插补精度是否太差,检查速度环增益是否太高;与位置控制有关的系统参数设定有无错误;伺服单元的短路棒或电位器设定是否正确;增益电位器调整有无偏差以及速度控制单元的线路是否良好,应对这些环节逐项检查、分类排除。
三、其它因素
有时故障既不是机械部分的原因,又不是进给伺服系统的原因,有可能是其它原因如编程误差。如FANUC6M系统数控机床在一次切削加工时出现过载爬行。经过仔细核查,发现电动机故障引起过载,更换电动机过载消除,可爬行还是存在。先从机床着手寻找故障原因,结果核实传动链没问题,又查进给伺服系统确认无故障,随后对加工程序进行检查,发现工件曲线的加工,采用细微分段圆弧逼近来实现,而在编程中用了G61指令,也即每加工一段就要进行一次到位停止检查,从而使机床出现爬行现象,将G61改为G64指令连续切削,爬行消除。
如果故障既有机械部分的原因,又有进给伺服系统的原因,很难分辨出引起这一故障的主要矛盾,这是制约我们迅速查出故障原因的重要因素。面对这种情况,要进行多方面的检测,运用机械、电气、液压等方面的综合知识,采取综合分析判断,排除故障。
数控机床是技术密集和知识密集的设备,故障现象是多样的,其表现形式也没有简单的规律可遵循,这就要求维修的技术人员要有电子技术、计算机技术、电气自动化技术、检测技术、机械理论与实践技术、液压与气动等较全面的综合技术知识,还要求具有综合分析和解决问题的能力。
参考文献:
进入新世纪,科学技术得到了快速的发展,劳动生产率也得到了显著的提高,现代社会发展追求的目标是更加高效与节能的发展模式,提高数控机床机械技术加工效率这一命题也正是在这种背景下提出的。因此,我们可以得知提高数控机床机械技术加工效率是适应时代潮流的产物,对于提高劳动生产率,促进社会发展有着极其重要的意义。另一方面,提高数控机床机械技术加工效率可以降低劳动强度,降低成本投入,这也是响应国家节能减排政策的具体体现。最后需要认识到的是提高数控机床机械技术加工效率对于促进加工企业的发展与进步也有着十分重要的意义和价值。综上所述,提高数控机床机械技术加工效率对于现代社会的发展有着极其重要的理论意义与现实价值。
2影响数控机床机械技术加工效率的相关因素
1)规章制度不完善。
近些年,数控机床取得了一定的发,但是针对某些方面仍然存在一定的问题,一些设备与零件仍然存在很大的问题,在实际的工作之中数控机床还没有制定合理科学的规章制度保障数控机床的正常工作,这是影响数控机床发展最为主要的因素之一。
2)编制程序有失规范。
数控机床与传统机床相比较最为突出的有点就是增加了数字与计算机控制的部分,这就必然需要相关软件的支撑,由此可见,软件的编制程序对于提高数控机床机械技术加工效率也有着十分重要的理论意义与现实价值。程序的编制在很大程度上可以对数控机床机械技术加工效率产生最为直接的影响。
3提高数控机床机械技术加工效率的策略
3.1软件系统
1)专业操作人员。
在实际的工作之中,专业的操作人员对于提高控机床机械技术加工效率有着十分重要的作用,他们是对数控机床软件进行实际操作的人员,其专业能力与业务素养对于控机床机械技术加工效率有着直接的关系。因此,加工企业应该充分的重视数控机床操作人员业务能力的提高。具体的实施方式有很多,其中比较重要的方式可以分为以下几种:①加工企业应该针对操作人员进行定期的培训,不断的提高他们的综合素质与业务能力,让员工掌握相关的理论知识与注意事项;②应该不断引进相关的专业人才整体提高数控机床操作人员的整体素质,保障数控机床机械技术加工效率的提高。
2)进一步规范操作流程。
与普通机床相比,数控机床在的操作流程更加复杂,操作工艺相对较多。因此,在实际的工作之中,为了进一步提高数控机床机械技术加工效率,我们应该严格的规范数控机床的操作流程,减少数控机床工作之中的冗杂流程,制度严格的工作步骤与检验步骤,真正实现数控机床工作的科学化与规范化,以此来提高数控机床机械技术加工效率。
3)创新管理模式。
数控机床有着其自身的特点,其中最为突出的特点就是需要进行科学的管理,只有这样才能更好的发挥数控机床的优势,促进加工企业的不断发展与进步。因此,在实际的工作之中一定要注重数控机床管理模式的创新,对不同工艺的数控机床制定不同的管理模式,实现管理模式的与时俱进,只有这样才能更好的促进数控机床机械技术加工效率的提高。
3.2硬件方面
在提高数控机床机械技术加工效率过程中最为重要的方式就是注重硬件方面措施的采取,要充分的分析数控机床的工作特点,针对其具体的工作环境采取相应的措施,在实际的工作中需要注意的方面很多其中比较重要的方面主要是以下几个方面。
1)恒定的电网供电水平。
数控机床依靠科技技术与电脑尖端技术,对电网供电系统有着极为苛刻的限制。就目前应用较为广泛的数控机床来说,其装置内部欠压保护装置的报警系统在不稳定的电网系统中很难维持恒定的工作状态,要解决这个问题最直接的办法就是根据运行中数控机床的自身特性,有方向有策略的针对的配置交流稳压器,以减少高峰及低谷时段供电不稳定对整个加工高效所产生的后果。
2)加强对设备选型的研究。
在实际的工作中,我们应该注重加强数控机床设备选型的研究,尤其是针对数控系统方面也更是需要重视。在具体的工作之中,应该根据工作的具体环境和具体条件,结合生产的产品等因素对设备的型号进行选择。另外,一个加工企业购买多种控机床的过程中应该买一个厂家出产额设备,方便维修,有利于工艺之间的连接,从而实现数控机床机械技术加工效率的提高。
3)做好机床的维护和管理。
数控机床的管理与维护对于保障数控机床正常工作,提高数控机床的使用寿命有着极其重要的作用与价值。机床是对数控机床进行维护和保养最为重要的方式之一,要结合机床实际的工作环境与工作状态,对机床进行适当的保养。另外,还应该针对不同型号的机床选择不同的油,只有这样才能保障机床的正常工作,提高数控机床机械技术加工效率。
4结束语
伺服系统是数控机床的重要组成部分,它既是数控系统CNC系统与刀具、主轴间的信息传递环节,又是能量放大与传递的环节。它的性能在很大程度上决定了数控机床的性能。例如,数控机床的最高移动速度、跟踪精度、定位精度等重要指标均取决于伺服系统的动态和静态性能。伺服系统按控制方式分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统三类。在普通机床的数控化改造中,一般选用价格较低的开环控制系统。该系统的执行元件——伺服电机,通常采用步进电机或永磁式交流伺服电机。
步进电机是采用脉冲数字信号进行控制的,每转一转步距误差自动变为零,易于控制,价格最低。其选择的关键是对参数进行确定。确定参数的具体方法是:先计算电机的步距角,其次确定其步距精度,然后再对它的转矩进行选择,最后选定步进电机驱动器。
永磁式交流伺服电机常用于进给驱动系统中,它容量大,结构简单,运行可靠,效率高,但启动特性欠佳。其选择方法是:先确定电机的额定转速,其次选择其负载惯量,然后再确定它的额定转矩,进行电机预选,最后通过进一步的速度、加减速转矩及连续工作转矩的验算确定预选电机是否符合要求。
2数控系统的选择
数控系统是数控机床的中枢,是其中最关键的环节。目前,市场上数控系统的类型较多,选择时要保证能购得最适合的系统,就必须要充分考虑改造中各方面的因素。
首先,要考虑被改造机床的功能要求。根据机床的功能要求选择数控系统,以使数控系统所具有的功能要与准备改造的机床所能达到的功能相匹配。既要避免因偏面追求数控系统的高性能指标,而选择了功能远远多于改造机床功能的系统,造成功能过剩、资金浪费,且在一定程度上还可能潜伏下由于数控系统复杂程度的增加而带来故障率升高的隐患。又要保证所选数控系统能满足机床全部功能要求,不要出现一些因必须的系统功能短缺,影响其它功能的使用,使机床的优良性能发挥不出来。
其次,要考虑数控系统的制造厂商。老牌著名跨国公司主要有德国的西门子、日本的发那科和三菱、法国的NVM等,国内公司主要有中华数控、中国珠峰、北京航天等。目前,进口系统的性能尚优于国产系统,但价格也较高,因此适用于大型高精度机床。国产系统功能较简单,性能较稳定,价格便宜,对一般车床、铣床已能可靠使用,且近几年国产系统也有长足进步,与世界先进技术的差距越来越小。如中华数控公司,就凭借已其达到国际领先水平,且具有自主版权的数控技术和现代化的产业基地在中国大地迅速崛起。该公司的中华数控系统曾在2004年举行的第一届全国数控技能大赛上与西门子、发那科等著名系统同台全方位竞技,充分发挥了其强大功能优势。使用此系统的参赛选手,有多人取得了很好的成绩。可见,国内系统功能也会越来越完善。
第三,要考虑数控系统与其它配件的匹配。如果数控系统、电机及驱动器的品种、牌号太杂,在连接各部件时,就可能会出现输入与输出信号的不匹配及在传送中信号产生滞后等现象。因此,选择时要优先考虑能提供进给伺服系统和主轴驱动的厂家的数控系统。
另外,在资金允许的条件下,尽量向著名厂家型号系列靠拢。一般著名厂商此类系统零件筛选更严格,制造工艺更规范可靠,性能稳定,能更好地预防电器元件的故障或提前失效引起的设备故障,也有利于维修。
3机床机械部件的改造
数控机床的机械部分在刚度、精度、速度、摩擦磨损等方面较普通机床有更高的要求。因此,不能简单地认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了机床数控改造的目的。而是应该从机床自身的价值考虑,分析改造要达到的目标和所需投入。从该机床在本单位产品制造中的地位和重要程度来分析改造价值。对被改造机床的结构、性能、精度等技术现状作全面分析。其中包括机床原来的结构设计是否符合改造要求,部件结构是否仍然完好,各坐标轴的机械传动结构及导轨副的形式等是否适用,各项精度是否满足要求,机床在加工中是否存在故障和历史上有无出现过重大故障。从该机床的投入产出率估算,确定最终改造方案。
3.1主传动系统的改造
在对主传动系统进行改造时,一般应尽量保留原主轴箱齿轮变速换档机构,只把主轴的正转、反转和停转由原来的机械控制改变为由数控系统控制。当然,如果为了扩大变速范围,实现加工过程中的自动变速,也可以将原来的单速电机更换为多速电机,这样可以使机床性能更好。但多速电机的功率是随转速的变化而变化的,所以电机功率要大,且还要增加一套电机变速系统,改装比较麻烦。对普通机床进行简易数控改造时,最好不要用这种方法。另外,为了使改装后的机床主传动和进给传动保持必然的联系,要在主轴箱内安装一个与主轴同步旋转的旋转脉冲编码器。如普通车床改装为数控车床时,在主轴箱内装主轴脉冲编码器,以保证改造后的车床具备螺纹加工的功能。
3.2进给传动系统的改造
在对进给传动系统进行改造时,一般都应该把原来的进给变速传动装置及操纵机构全部拆除。而每个方向的进给传动都改由各自独立的功率步进电机,经减速齿轮直接与带动滑板移动的丝杠连接,分别实现各坐标方向的运动,进行各坐标的控制。例如普通机床的简易化数控改装,通常都是把原来由主轴箱到进给箱的传动路线切断,且将溜板箱拆除,直接把齿轮减速箱和功率步进电机安装在纵向丝杠的右端和横向丝杠的外端。
在对机床进给传动系统改装的同时,也要对此传动系统中的传动装置元件进行相应的改造。具体如下:
(1)丝杠。丝杠是将回转运动转换为直线运动的传动装置。改造时,为了满足数控机床上较高精度零件的加工要求,应该用滚珠丝杠螺母副替换原普通机床上的梯形丝杠螺母副。滚珠丝杠螺母副把传动丝杠与螺母之间的滑动摩擦变为了滚动摩擦,使摩擦损失减小,精度保持性、传动平稳性、传动效率等都得以提高。其传动效率可达到92%~98%,是普通丝杠螺母副的3~4倍。
(2)拖板。拖板是数控系统直接控制的对象。不论是点位控制、直线控制,还是轮廓控制,被加工零件的最终坐标精度都将受到拖板运动精度、灵敏度和稳定性的影响。除拖板及相配件精度要高外,由驱动电机到丝杠间的传动齿轮也要采用间隙消除结构。以满足传动精度和灵敏度的要求。常用的消隙方法有刚度调整法和柔性调整法两种。刚性调整法传动刚度较好,结构简单,但调整起来很费时;柔性调整法,一般用弹簧弹力自动消除齿侧间隙,传动刚度较低,传动平稳性差,结构复杂。改造中,可根据机床加工目标选用。具体选用可参考有关资料。
(3)机床导轨。为了使改造后的机床有较高的开动率和精度保持性,应充分考虑机床导轨的耐磨性。当前国内普通机床床身等大件多采用普通铸铁,其摩擦系数较大。改造中,在对达不到预定要求的原机床导轨进行修磨、刮研后,要在上面贴上耐磨、吸振的聚四氟飞烯软带。
4刀架的改造
刀架是否需要进行改造,要根据改造后机床主要加工对象来确定。若采用一把刀即可完成本机床上的加工,就没有必要对刀架进行改造。若需采用多把刀,如普通车床改装后需要三、四把刀才能完成全部车工工序,就必须对刀架部件进行改造。即拆掉原手动刀架,装上电气或液压驱动,由数控装置控制的自动刀架。
机床的数控化改造要考虑的因素很多。除了上面提到的主要内容外,由于机床控制方式的改变,还要对其进行电气部分的重新设计,机械部分的大修和专项修理,解决调试、安装等多方面存在的问题。总之,在改造过程中,一定要全面综合地考虑问题。只有这样才能改造出性能价格比最优的机床。
摘要:从中、小企业设备的实际情况出发,对在普通机床的数控化改造中,如何对数控系统、伺服系统进行选择,如何对其机械部分进行改造等问题进行了介绍。
关键词:普通机床;数控化;数控机床;改造
Abstract:Onthebasisoftheconditionoftheequipmentinsmallenterprisesormiddleenterprises,intheprocessofrestructuringthegeneralmachinetoolintoNC,theproblemsthathowtoselecttheNCsystem,servosystemandhowtorestructurethestructuresofthemachinetoolandsoonareintroduced.
Keyword:Ordinaryenginebed;Numericalcontrol;Numerically-controlledmachinetool;Transformation
参考文献:
[1]李铁尧.金属切削机床[M].北京:机械工业出版社,1989.
[2]罗永顺.普通机床数控化改造设计中关键问题的研究[J].机床与液压,2005,(6):193-195.
[3]吴孜越.C620普通车床的数控化改造[J].机床与液压,2005,(8):211-213.
一、直观法
维修人员通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察,认真察看系统的各个部分,将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。
例1:数控机床加工过程中,突然出现停机。打开数控柜检查发现Y轴电机主电路保险管烧坏,经仔细观察,检查与Y轴有关的部件,最后发现Y轴电机动力线外皮被硬物划伤,损伤处碰到机床外壳上,造成短路烧断保险,更换Y轴电机动力线后,故障消除,机床恢复正常。
二、自诊断功能法
数控系统的自诊断功能,已经成为衡量数控系统性能特性的重要指标,数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况,立即在CRT上显示报警信息或用发光二极管指示故障的大致起因,这是维修中最有效的一种方法。
例2:AX15Z数控车床,配置FANUC10TE—F系统,故障显示:
FS10TE1399B
ROMTEST:END
RAMTEST:
CRT的显示表明ROM测试通过,RAM测试未能通过。RAM测试未能通过,不一定是RAM故障,可能是RAM中参数丢失或电池接触不良一起的参数丢失,经检查故障原因是由于更换电池后电池接触不良,所以一开机就出现上述故障现象。
三、功能程序测试法
功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动编程的方法,编制成一个功能测试程序,送入数控系统,然后让数控系统运行这个测试程序,借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性,进而判断出故障发生的可能原因。
例3:采用FANUC6M系统的一台数控铣床,在对工件进行曲线加工时出现爬行现象,用自编的功能测试程序,机床能顺利运行完成各种预定动作,说明机床数控系统工作正常,于是对所用曲线加工程序进行检查,发现在编程时采用了G61指令,即每加工一段就要进行1次到未停止检查,从而使机床出现爬行现象,将G61指令改用G64(连续切削方式)指令代替之后,爬行现象就消除了
四、交换法
所谓交换法就是在分析出故障大致起因的情况下,利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分,从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。
例4:TH6350加工中心旋转工作台抬起后旋转不止,且无减速,无任何报警信号出现。对这种故障,可能是由于旋转工件台的简易位控器故障造成的,为进一步证实故障部位,考虑到该加工中心的刀库的简易位控器与转台的基本一样。于是采用交换法进行检查,交换刀库与转台的位控器后,并按转台位控器的设定对刀库位控器进行了重新设定,交换后,刀库则出现旋转不止,而转台运行正常,证实了故障确实出在转台的位控器上。
五、原理分析法
根据CNC组成原理,从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数,从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断,确定故障部位的维修方法。这种方法的运用,要求维修人员对整个系统或每个部件的工作原理都有清楚的、较深的了解,才可能对故障部位进行定位。
例5:PNE710数控车床出现Y轴进给失控,无论是点动或是程序进给,导轨一旦移动起来就不能停下来,直到按下紧急停止为止。
根据数控系统位置控制的基本原理,可以确定故障出在X轴的位置环上,并很可能是位置反馈信号丢失,这样,一旦数控装置给出进给量的指令位置,反馈的实际位置始终为零,位置误差始终不能消除,导致机床进给的失控,拆下位置测量装置脉冲编码器进行检查,发现编码器里灯丝已断,导致无反馈输入信号,更换Y轴编码器后,故障排除。
六、参数检查法
数控系统发现故障时应及时核对系统参数,系统参数的变化会直接影响到机床的性能,甚至使机床不能正常工作,出现故障,参数通常存放在磁泡存储器或由电池保持的CMOSRAM中,一旦外界干扰或电池电压不足,会使系统参数丢失或发生变化而引起混乱现象,通过核对,修正参数,就能排除故障。
例6:G18CP4数控磨床,数控系统是FANUC11M系统,故障现象使机床不能工作,CRT显示器无任何报警信息。
检查机床各部分,发现CNC装置及CNC与各接口的连接单元都是好的,最后分析是由于外部干扰引起磁泡存储器内存储数据混乱而造成的,因此,对磁泡存储器存储内容进行了全部清除,重新按手册送入数控系统各种参数后,数控机床即恢复正常。除了上面介绍的几种检查方法外,还有测量比较法、敲击法、局部升温法,电压拉编法及开环检测法等,这些方法各有特点,维修时应根据故障现象,常常同时采用几种方法,灵活运用,对故障进行综合分析逐步缩小故障范围,以达到排除故障的目的。
线切割机床常见故障
故障现象可能原因排除方法
1.贮丝筒不换向,导致机器总停。行程开关SQ3或SQ2损坏。
换行程开关SQ3或SQ2。
2.贮线筒在换向时常停转。
1.电极线太松;
2.断丝保护电路故障。1.紧电极丝;
2.换断丝保护继电器。
3.丝筒不转(按下走丝开按
钮SB1无反应)。
1.外电源无电压;
2.电阻R1烧断;
3.桥式整流器VC损坏,造成保
险丝FU1熔断。1.检查外电源并排除;
2.更换电阻R1;
3.更换整流器VC,保险丝FU1。
4.丝筒不转(走丝电压有指
示且较正常工作时高)。1.碳刷磨损或转子污垢;
2.电机M电源进线断。1.更换碳刷、清洁电机转子;
2.检查进线并排除。
5.工作灯不亮。保险丝FU2断更换保险丝FU2。
6.工作液泵不转或转速慢。1.液泵工作接触器KM3不吸合;
2.工作液泵电容损坏或容量减
少;1.按下SB4,KM3线包二端若有
115V电压,则更换KM3,若
无115V电压,检查控制KM3
线包电路;
2.换同规格电容或并上一只足
够耐压的电容
7.高频电源正常,走丝正常,
无高频火花(模拟运行正常
切割时不走)。1.若高频继电器K1不工作,则
是行程开关SQ3常闭触点坏;
2.若高频继电器K1能吸合,则
是高频继电器触点坏或高频
关键词:改造;数控车床;质量控制
如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造,仅购买新的数控车床,则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。
由于进行数控化改造对于改造厂家来说,较杂又乱,但如何对改造的数控机床进行质量控制则是我们一直以来需要探讨的问题,在此谈一下如何进行改造数控车床的质量控制。
普通车床数控改造分为新机改造和旧机改造,新机改造是用户购买普通车床或普通光机(指仅带床头箱和纵、横向导轨的车床),改造厂家根据其要求进行数控化改造。旧机改造是指用户将已经使用过的普通车床或数控车床进行翻新并进行数控化改造。其中旧机改造包括大修车床改造和用户旧机部件改造。在此浅谈改造数控车床在机械方面的质量控制方法、着重控制点和检验过程。
一、新机改造和旧机大修车床改造都必须经过如下相同改造
(1)更换X轴、Z轴丝杆、轴承、电机。
(2)增加电动刀架和主轴编码器。
(3)增加轴向电机的驱动装置,限制运行超程的行程开关,加装变频器(客户需要)以及为了加工和安全所需的电气部分。
(4)X轴、Z轴的丝杆两端支承面的配刮、滚珠丝杆副托架与床鞍的配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮。
(5)据需要增加防护设施,如各向丝杆的防护罩,安全防护门,行程开关的防护装置。
二、新机改造和旧机大修车床改造的不同点
(1)新机改造的主轴和尾座部分未进行改动,主轴部分和尾座部分无须进行再改造。
(2)旧机大修车床由于经过长时间使用,导轨已磨损,为了保证大修后,能继续长时间使用而不变形,必须经过淬火工序,然后磨导轨,且磨导轨后必须保证导轨硬度≥HRC47。
(3)旧机大修车床应根据客户需要对主轴部分和尾座部分进行改造和调整。
三、新机改造和大修机床改造的精度检验是检验的重要项目
精度检验执行JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床精度》。
四、新车床改造的精度质量控制如下
(1)铲刮检验。新车床改造经过对X轴、Z轴的丝杆两端支承面的进行配刮、对滚珠丝杆副托架与床鞍进行配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮等。车床的主轴、尾座部分未拆动。检验方法如下:用配合面进行涂色,相互配合面进行结合,并相对摩擦,然后对铲刮面进行铲刮点数检验,并对结合处用塞尺进行结合程度检验,其中刮研点不得低于6点/25*25mm,0.03mm的塞尺塞结合处,不入。
(2)丝杆与导轨平行度检验:装配丝杆时,丝杆与导轨的平行度必须≤0.02mm。
(3)精度检验的G1项中导轨在垂直平面内的直线度(只许凸)应由普通车床厂家进行保证,不作为重点检验项目。
(4)精度检验中的主轴部分精度G4、G5、G6项也应由普通车床厂家进行保证,不作为重点检验项目。
(5)G11项床头、尾座两顶尖的等高度由普通车床厂家进行保证,不作为改造厂家质量控制的重点项目。
五、用户大修车床改造的精度检验
由于进行了磨导轨,基准面已变动,所以精度检验中的所有项目必须进行检验,且应严格进行控制,以保证改造后的使用性能。
六、大修车床改造和新机改造的其它质量重要控制点
(1)锈蚀检查:各横、纵向导轨面,主轴、主轴法兰盘,尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必须采取防锈措施,如清洗干净后,用脂等进行防锈检查:铲刮面、丝杆和轴承在进行装配前必须清洗干净,不得留有红丹粉、铁削和其它脏物质;电箱内侧、防护罩内侧无灰尘、脏物。
(3)渗漏检查:大修车床改造的主轴轴承和齿轮等必须保持,大修车床改造和新车床改造的轴向丝杆和轴承必须有,必须有冷却装置,且以上和冷却中接头处,油、水箱等处都不得有渗漏现象。
(4)机床噪声、温升、转速、空运转试验:
①主轴在各种转速下连续空运转4min,其中最高转速运转时间不小于2小时。整机空运行时间≥16h,对圆弧、螺纹、外圆、端面等循环车削进行模拟空运行试验。
②主轴轴承温度稳定后,测轴承温度及温升滚动轴承:温度≤70℃,温升≤40℃;滑动轴承:温度≤60℃,温升≤30℃。
③机床噪声声压级空运转条件下≤83dB(A),且机床有无不正常尖叫、冲击声。各轴方向进给运动进行应平稳,无明显振动、颤动和爬行现象。
④机床连续空运转试验在规定连续空运转时间内,无故障,运行可靠,稳定。
(5)用户更换部件(包括机床部分的维修)的改造:由于车床更换部件的改造项目较多,主要是更换主轴轴承、轴向丝杆、轴向电机、轴向轴承和系统。
①更换主轴轴承:由于更换主轴轴承是为了保证加工外圆和端面的精度,必须在更换轴承后,先行检验主轴的噪声在无异常的情况下,整机噪声声压级不得超过83dB(A),然后进行加工精度检验,并检验加工工件的表面粗糙度。
②更换轴向丝杆检验:检验各向位置精度,确保在规定范围内,跑机运行达到轴向运行无不正常的冲击声和杂音。更换轴向电机:由于其它项目未进行改造,则检验仅对跑机运行的噪声进行检验,轴向运行无不正常的冲击声和杂音。检验其轴向反向间隙,以防在装配中由于装配引起反向差值不符合要求。