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    1 、數(shù)控車床螺紋加工故障維修實例

 

    1.1 螺紋加工“亂牙”的故障維修

 

     一臺安裝 FANUC 0i 系統(tǒng)的數(shù)控車床，在用 G92命令車削軸類零件上的螺紋時，在螺紋的起始段出現(xiàn)“亂牙”現(xiàn)象。理論分析認為，數(shù)控車床在加工螺紋時，利用主軸的旋轉(zhuǎn)運動和 Z 軸的直線進給運動配合進行，關(guān)鍵點是要保證主軸旋轉(zhuǎn)與 Z 軸進給的同步[2]。由于大部分數(shù)控車床采用變頻器作為主軸調(diào)速裝置，對于不同的負載，主軸的啟動時間、啟動速度、轉(zhuǎn)速等都不同，且不穩(wěn)定，從而導致主軸與進給軸在螺紋切削的起始段很難實現(xiàn)同步，起螺紋“亂牙”。針對此故障，可以從編程或工藝兩個方面加以排除。編程方面可以采用在主軸正轉(zhuǎn) M03 指令后，螺紋加工指令 G92 前增加暫停指令G04，目的是等待主軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，再進行螺紋加工；而工藝方面的方法則是更改螺紋加工的起始點，大約設(shè)置 3 mm ~ 5 mm的前導距離，同樣也能保證刀具在與工件接觸時，主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)穩(wěn)定。采用上述兩種方法都可以保證螺紋車削不發(fā)生“亂牙”問題。

 

    1.2 數(shù)控車床不執(zhí)行螺紋車削指令的故障維修

 

    一臺配備數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床在自動加工時不執(zhí)行螺紋車削程序，程序無誤。理論分析認為，數(shù)控車床在加工螺紋時，是利用主軸的旋轉(zhuǎn)運動和 Z 軸的直線進給運動配合進行的，主軸的旋轉(zhuǎn)運動通過主軸編碼器進行測量。在這臺機床上，主軸能正常旋轉(zhuǎn)與變速，但是機床的顯示屏不能正常顯示主軸轉(zhuǎn)速，檢查線路連接發(fā)現(xiàn)主軸編碼器與主軸驅(qū)動器之間連接不良，經(jīng)過重新連接后，機床能正常執(zhí)行螺紋加工程序。

   
    2、 數(shù)控車床螺紋加工故障原因及解決措施

 

    2.1 主軸編碼器故障及排除

 

    這類故障原因主要包括主軸編碼器自身損壞，編碼器與系統(tǒng)連接錯誤、斷開、接觸不良，編碼器信號線受干擾等。排除此類故障主要圍繞編碼器信號zui終是否反饋回數(shù)控系統(tǒng)來進行。例如采用更換新編碼器、重新牢固連接、焊緊接觸不良處、用萬用表測量編碼器信號線是否斷開、排除干擾源或使用帶屏蔽的信號線等方法。

 

    2.2 參數(shù)故障及排除

 

    數(shù)控機床的正常工作必須依賴正確合適的參數(shù)設(shè)置。不合理的參數(shù)設(shè)置往往很難實現(xiàn)機床預定功能。為保證螺紋車削加工不出現(xiàn)故障，對參數(shù)的檢查應(yīng)包括檢查快速移動速度設(shè)置、線性加/減速時間常數(shù)、螺紋指數(shù)加/減速時間常數(shù)、電子齒輪比、步距角、傳動比等參數(shù)設(shè)置的正確性與匹配性 。例如在

FANUC 0i TD 數(shù)控系統(tǒng)中，與螺紋車削有關(guān)的參數(shù)PRM24#2，該參數(shù)可設(shè)置“0”或者“1”，當該值設(shè)為“0”時，Z 軸進給時不檢測“主軸速度到達”信號；若設(shè)置為“1”則 Z 軸進給時檢測“主軸速度到達”信號。為保證螺紋切削時不“亂牙”則應(yīng)將該值設(shè)置為“1”.

   
     2.3 系統(tǒng)或驅(qū)動器故障及排除

 

    系統(tǒng)或驅(qū)動器故障主要原因是系統(tǒng)或驅(qū)動器失步造成的。排除故障的方法則可通過打百分表判斷或者利用系統(tǒng)或驅(qū)動器上顯示的脈沖數(shù)進行判斷；使程序空運行，查看刀架返回到加工起始點后有無變動，如果沒有變動，再檢查參數(shù)。

 

    2.4 傳動鏈機械故障及排除

 

    傳動鏈機械故障包含的因素很多，如電動機、絲桿、軸承、刀架等的制造安裝誤差、定位精度等。造成螺紋加工誤差的傳動鏈機械故障原因往往有一定的隱蔽性，比較難檢測和發(fā)現(xiàn)。解決此類故障引起螺紋加工問題，主要應(yīng)檢測定位精度是否合格；絲桿間隙及參數(shù)補償值有沒有將間隙消除；電動機軸承、阻尼盤是否有問題、絲桿軸承、滾珠有無問題；刀架定位精度、加載后有沒有松動；主軸及刀具、夾具安裝是不是正確、刀具對刀及刀補值設(shè)定是否正確等。

 

    2.5 編程操作故障及排除

 

     編程與操作原因也經(jīng)常會造成螺紋加工誤差。例如程序不正確和車刀安裝不正確故障。程序不正確主要是螺紋加工指令中各參數(shù)值給定不正確，例如螺紋加工指令中 F 的值必須設(shè)置為螺紋的導程，否則出錯；車刀安裝不正確即車刀兩切削刃的對稱中心線與工件軸線不垂直。安裝不正確會造成

加工出來的螺紋牙型角傾斜，安裝時必須采取措施保證對稱中心線與工件軸線垂直，并使刀尖與工件中心高度一致。排除這類故障的措施主要是加強編程操作人員的技能培訓，提高人員的工藝、編程和操作水平。嚴格按照操作規(guī)程及編程操作說明書進行編程和操作機床等。

 

    2.6 其他故障及排除

 

    除上述故障外，還必須注意檢查數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部螺紋指令接收信號電路是否有故障，如果有故障，則一般需要返廠維修或者更換系統(tǒng)主板；檢查主軸轉(zhuǎn)速是否穩(wěn)定，如果不穩(wěn)定則要考慮有無外部干擾，并進行排除；檢查螺紋切削時機床性能是否超負荷，應(yīng)確保機床各項性能指標都在合理的范圍內(nèi)，因為每一種配置的機床的主軸轉(zhuǎn)速和螺距的乘積都有一個上限，如果超過這一上限就可能出現(xiàn)螺紋加工的異常情況。