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摘要:经济型数控机床不仅具有较高的性价比,而且维修方便,在旧设备的改造中应用较为广泛,在零件自动化加工方面具有突出的优势,同时,由于国内对于经济型数控机床使用效能的提升以及对自动化机床的需求,使得相关技术人员对于经济型数控机床的研究逐渐增多。出于这一方面的考虑,本文主要对经济型数控机床加工中的误差来源进行分析,并探寻解决对策,以供参考。
关键词:经济型数控机床;加工;误差;预防方法
1机械部分误差来源和对策分析
任何机床的驱动坐标轴在移动和停止时,都要经历一个升、降速过程。在高档数控机床中,由于有液压驱动和锁紧系统,其升、降速率可以在很短的时间内完成,而经济型数控机床由于没有液压驱动和锁紧系统,则升、降速率在一定的时间内才能完成。这种传动系统的滞后(即惯性)、停顿在加工内槽型面等轮廓中,当零件轮廓有拐角时,刀具容易产生超程而导致加工误差。所以在编程时,需要注意在靠近拐角时对进给速度进行降低,待拐角运行结束之后再进行速度的提升。数控机床传动副中的齿轮、轴和传动丝杠有反转间隙,在工作台处于反向运动工作状态下时,由于受到存在间隙的影响,会导致出现诸如工作台停止运作、电动机走空等问题发生,继而导致数控机床运作误差的产生。针对上述问题,可以采用以下预防措施:对运动所产生的反向间隙,在开环、半闭环系统中进行间隙值的测量,将所测得的数据作为参数进行控制系统的输入,使之成为反向间隙补偿值,从而在机床出现反向运动时及时进行补偿。
2进给误差来源和对策分析
数控机床与传动链这两个内容间所产生的误差称之为进给误差。此类误差来源有:长时间的积累,导致滚珠丝杠不再具有较好的准确程度,慢慢地加大螺距误差;在长时间处于使用运转状态下,会使得滚珠丝杠以及螺母支架承受一定的负载以及热能,久而久之便会导致变形问题的发生,继而出现误差。想要尽可能的减小这种误差,缩小差距,可以从两方面着手:第一,对于开环系统和半闭环系统而言,可以利用数控系统对累计产生的螺距误差进行控制,做好修改和补偿工作。所以,一定要采用有效对策使用数控系统对轴运动实施管理,将差值自动考虑在内,并且采取科学的方式进行补偿处理;第二,针对机械传动链受到外力影响而导致的受热问题,引发的误差,在避免过程中要增大传动链的刚性特征,也可以减小他们之间的摩擦力,进而避免误差存在。
3系统故障和参数不当设置的误差及对策分析
当前,社会对机械产品性能、结构、精度及品种、生产效率等的要求越来越高,同时对于机械产品的单件以及中小批量产品的需求越来越大。随着现代化社会的发展,传统通用机床或者专用机床已不再适用于现代化、高效化产品生产加工的需求。数控机床是传统机械加工技术与电子信息技术相结合而衍生出的产物,充分将计算机、光电、精密机械等多种学科技术集为一身,可用来高效解决精密、复杂的零件加工问题,适用于各类机械产品快速更新换代的需求。数控机床以其柔性高、精度强、效率大等特点,已在机械制造业中获得了普遍应用。但是如果想使其作用最大化地发挥出来,重点在于编程,根据不同零件所对应的特点以及精度要求,进行科学、合理及高效加工程序的编程。编程参数设置不当或者是系统出现故障,是导致目前经济型数控机床出现加工误差的主要原因,总体归纳来说,一般有以下几种具体表现:
3.1电缆连接不良当
连接电缆系统、驱动机及步进电机的电缆没有被有效连接时,将会对系统脉冲指令的准确度产生最为直接的影响,进而使电机发生较大的失步误差。该类误差表现出断断续续的特点,而如果发生了时有时无的加工误差,则要对电缆接头做好全面仔细的检查,降低電缆连接不良所导致的加工误差。
3.2脉冲编码器的故障
当主轴和进给需联动或者进行螺纹加工处理时,脉冲编码器会发出相应的执行脉冲指令,同时作用于进给电机。同时,如果主空轴好编码器之间的连接状态不好,或者是编码器编码盘有损坏的问题,就会直接影响到脉冲指令的产生,而不正常脉冲指令所造成的直接后果便是发生乱牙等误差情况。为了预防这一误差的发生,可针对性地做编码器完善工作,认真检查其连接的有效性和安全性,排除由于该类原因所导致的误差。
3.3工作环境温度高
数控系统以及电机驱动放大器均属于畏热性的电子产品,其对所处的工作环境温度要求较为严苛,而且通常都需要辅以风扇来做随时随地的降温处理。如果风扇由于故障问题而不能工作,或者是其他原因导致电机的驱动器、系统所处的工作环境温度过高,均会对机床的正常运行产生影响,甚至导致机床运行误差的发生。一般此类误差会随着工作时间的延长而表现得越来越明显,但将机床停运一段时间之后再运行,加工误差又会有所减小。借此可以判断这类误差的来源,选择相应的方法进行预防,比如说维修散热电扇、保持周围环境较低的温度等。
3.4参数设置不当
如果一些数控系统参数发生了设置不当的问题,就会直接导致发生加工误差。具体来说,例如进行GOO指令设置时,若将其所对应的速度参数设置过高,将会导致电机在停运时产生更大的误差。再像是编码器波特率参数如果做了不当的设置,会使螺纹在加工的一系列过程中发生螺纹误差现象。为有效避免此类误差出现,需要对参数设置进行严格的审核,在最大程度上将误差的发生控制到最低。
4结语
总之,由于我国科学技术的迅猛发展,国家制造业迅猛前进,数控机床加工形势也出现了多样化趋势。经济型数控机床是现阶段较新的技术手段,它在使用中对技术要求严格,复杂度高。想要提升我国的数控加工水平,就一定要找准误差来源,分析误差存在的原因,然后结合机械运作的实际情况,通过日常改造、减小进给误差以及编程误差等方式完善对策。通过经验归纳以及分析,希望能对数控机床的制造、使用以及维护起到积极的促进作用,减少数控机床误差发生率,促进经济型数控机床的优势充分发挥,必将使其迅猛发展,并有极为广阔的应用前景。
参考文献:
[1]梁杰.经济型数控机床加工中误差来源及策略简析[J].环球市场,2017,27(13).
[2]韦晓航.数控机床电气控制系统中系统控制“替代”电路解析[J].装备制造技术,2016,18(11).
[3]李岩.浅谈数控机床故障判断与维护[J].魅力中国,2016,22(25).
[4]陈祖奎.经济型数控机床加工中误差来源及预防方法的研究[J].科技创新导报.2018(05).
(作者单位:巨轮智能装备股份有限公司)
作者简介:邵为峰(1981.10-),男,广东揭阳人,汉族,本科,数控编程技师,研究方向:经济型数控机床加工。
关键词:经济型数控机床;加工;误差;预防方法
1机械部分误差来源和对策分析
任何机床的驱动坐标轴在移动和停止时,都要经历一个升、降速过程。在高档数控机床中,由于有液压驱动和锁紧系统,其升、降速率可以在很短的时间内完成,而经济型数控机床由于没有液压驱动和锁紧系统,则升、降速率在一定的时间内才能完成。这种传动系统的滞后(即惯性)、停顿在加工内槽型面等轮廓中,当零件轮廓有拐角时,刀具容易产生超程而导致加工误差。所以在编程时,需要注意在靠近拐角时对进给速度进行降低,待拐角运行结束之后再进行速度的提升。数控机床传动副中的齿轮、轴和传动丝杠有反转间隙,在工作台处于反向运动工作状态下时,由于受到存在间隙的影响,会导致出现诸如工作台停止运作、电动机走空等问题发生,继而导致数控机床运作误差的产生。针对上述问题,可以采用以下预防措施:对运动所产生的反向间隙,在开环、半闭环系统中进行间隙值的测量,将所测得的数据作为参数进行控制系统的输入,使之成为反向间隙补偿值,从而在机床出现反向运动时及时进行补偿。
2进给误差来源和对策分析
数控机床与传动链这两个内容间所产生的误差称之为进给误差。此类误差来源有:长时间的积累,导致滚珠丝杠不再具有较好的准确程度,慢慢地加大螺距误差;在长时间处于使用运转状态下,会使得滚珠丝杠以及螺母支架承受一定的负载以及热能,久而久之便会导致变形问题的发生,继而出现误差。想要尽可能的减小这种误差,缩小差距,可以从两方面着手:第一,对于开环系统和半闭环系统而言,可以利用数控系统对累计产生的螺距误差进行控制,做好修改和补偿工作。所以,一定要采用有效对策使用数控系统对轴运动实施管理,将差值自动考虑在内,并且采取科学的方式进行补偿处理;第二,针对机械传动链受到外力影响而导致的受热问题,引发的误差,在避免过程中要增大传动链的刚性特征,也可以减小他们之间的摩擦力,进而避免误差存在。
3系统故障和参数不当设置的误差及对策分析
当前,社会对机械产品性能、结构、精度及品种、生产效率等的要求越来越高,同时对于机械产品的单件以及中小批量产品的需求越来越大。随着现代化社会的发展,传统通用机床或者专用机床已不再适用于现代化、高效化产品生产加工的需求。数控机床是传统机械加工技术与电子信息技术相结合而衍生出的产物,充分将计算机、光电、精密机械等多种学科技术集为一身,可用来高效解决精密、复杂的零件加工问题,适用于各类机械产品快速更新换代的需求。数控机床以其柔性高、精度强、效率大等特点,已在机械制造业中获得了普遍应用。但是如果想使其作用最大化地发挥出来,重点在于编程,根据不同零件所对应的特点以及精度要求,进行科学、合理及高效加工程序的编程。编程参数设置不当或者是系统出现故障,是导致目前经济型数控机床出现加工误差的主要原因,总体归纳来说,一般有以下几种具体表现:
3.1电缆连接不良当
连接电缆系统、驱动机及步进电机的电缆没有被有效连接时,将会对系统脉冲指令的准确度产生最为直接的影响,进而使电机发生较大的失步误差。该类误差表现出断断续续的特点,而如果发生了时有时无的加工误差,则要对电缆接头做好全面仔细的检查,降低電缆连接不良所导致的加工误差。
3.2脉冲编码器的故障
当主轴和进给需联动或者进行螺纹加工处理时,脉冲编码器会发出相应的执行脉冲指令,同时作用于进给电机。同时,如果主空轴好编码器之间的连接状态不好,或者是编码器编码盘有损坏的问题,就会直接影响到脉冲指令的产生,而不正常脉冲指令所造成的直接后果便是发生乱牙等误差情况。为了预防这一误差的发生,可针对性地做编码器完善工作,认真检查其连接的有效性和安全性,排除由于该类原因所导致的误差。
3.3工作环境温度高
数控系统以及电机驱动放大器均属于畏热性的电子产品,其对所处的工作环境温度要求较为严苛,而且通常都需要辅以风扇来做随时随地的降温处理。如果风扇由于故障问题而不能工作,或者是其他原因导致电机的驱动器、系统所处的工作环境温度过高,均会对机床的正常运行产生影响,甚至导致机床运行误差的发生。一般此类误差会随着工作时间的延长而表现得越来越明显,但将机床停运一段时间之后再运行,加工误差又会有所减小。借此可以判断这类误差的来源,选择相应的方法进行预防,比如说维修散热电扇、保持周围环境较低的温度等。
3.4参数设置不当
如果一些数控系统参数发生了设置不当的问题,就会直接导致发生加工误差。具体来说,例如进行GOO指令设置时,若将其所对应的速度参数设置过高,将会导致电机在停运时产生更大的误差。再像是编码器波特率参数如果做了不当的设置,会使螺纹在加工的一系列过程中发生螺纹误差现象。为有效避免此类误差出现,需要对参数设置进行严格的审核,在最大程度上将误差的发生控制到最低。
4结语
总之,由于我国科学技术的迅猛发展,国家制造业迅猛前进,数控机床加工形势也出现了多样化趋势。经济型数控机床是现阶段较新的技术手段,它在使用中对技术要求严格,复杂度高。想要提升我国的数控加工水平,就一定要找准误差来源,分析误差存在的原因,然后结合机械运作的实际情况,通过日常改造、减小进给误差以及编程误差等方式完善对策。通过经验归纳以及分析,希望能对数控机床的制造、使用以及维护起到积极的促进作用,减少数控机床误差发生率,促进经济型数控机床的优势充分发挥,必将使其迅猛发展,并有极为广阔的应用前景。
参考文献:
[1]梁杰.经济型数控机床加工中误差来源及策略简析[J].环球市场,2017,27(13).
[2]韦晓航.数控机床电气控制系统中系统控制“替代”电路解析[J].装备制造技术,2016,18(11).
[3]李岩.浅谈数控机床故障判断与维护[J].魅力中国,2016,22(25).
[4]陈祖奎.经济型数控机床加工中误差来源及预防方法的研究[J].科技创新导报.2018(05).
(作者单位:巨轮智能装备股份有限公司)
作者简介:邵为峰(1981.10-),男,广东揭阳人,汉族,本科,数控编程技师,研究方向:经济型数控机床加工。