高速数控车床加工,以高速度来达到率。目前的国际水平是主轴转速≤25000rpm,加、减速度≤2.5g,快速移动≤160m/min,要达到这个新的水平,数控机床的驱动、机械传动、机械结构、刀具都要有很大的改进。机床的主轴必须使用电主轴,主轴承一般采用陶瓷轴承,难点是冷却、润滑,使用寿命一般20,000h。驱动一般采用直线电机加线性导轨也有用静压导轨的,90m/min,1g的机床也有用大螺距双滚珠丝杆预张紧方案的双伺服电机驱动的。机械结构一般采用框架箱式结构。刀具采用高硬度高耐热刀具,刀柄采用hsk对柄。
生产中经常会遇到数控机床加工精度异常的故障。此类故障隐蔽性强、诊断难度大。导致此类故障的原因主要有以下方面:
1)机床进给单位被改动或变化
2)机床各轴的零点偏置(nulloffset)异常
3)轴向的反向间隙(backlash)异常
4)电机运行状态异常,即电气及控制部分故障
5)此外,加工程序的编制、刀具的选择及人为因素,也可能导致加工精度异常。
1.系统参数发生变化或改动
系统参数主要包括机床进给单位、零点偏置、反向间隙等等。例如siemens、fanuc数控系统,其进给单位有公制和英制两种。机床修理过程中某些处理,常常影响到零点偏置和间隙的变化,故障处理完毕应作适时地调整和修改;另一方面,由于机械磨损---或连结松动也可能造成参数实测值的变化,需对参数做相应的修改才能满足机床加工精度的要求。
2.机械故障导致的加工精度异常
一台thm6350卧式加工中心,采用fanuc0i-ma数控系统。一次在铣削汽轮机叶片的过程中,突然发现z轴进给异常,造成至少1mm的切削误差量(z向过切)。调查中了解到:故障是突然发生的。机床在点动、mdi操作方式下各轴运行正常,且回参考点正常;无任何报警提示,电气控制部分硬故障的可能性排除。分析认为,主要应对以下几方面逐一进行检查。
(1)检查机床精度异常时正运行的加工程序段,---是刀具长度补偿、加工坐标系(g54~g59)的校对及计算。
(2)在点动方式下,反复运动z轴,经过视、触、听对其运动状态诊断,发现z向运动声音异常,---是快速点动,噪声明显。由此判断,机械方面可能存在---。
(3)检查机床z轴精度。用手脉发生器移动z轴,(将手脉倍率定为1×100的挡位,精密自动化设备零件厂,即每变化一步,电机进给0.1mm),配合百分表观察z轴的运动情况。在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动,手脉每变化一步,机床z轴运动的实际距离d=d1=d2=d3…=0.1mm,说明电机运行---,定位精度---。而返回机床实际运动位移的变化上,可以分为四个阶段:机床运动距离d1>;d=0.1mm(斜率大于1);表现出为d=0.1mm>;d2>;d3(斜率小于1);机床机构实际未移动,表现出标准的反向间隙;机床运动距离与手脉给定值相等(斜率等于1),精密自动化设备零件厂商,恢复到机床的正常运动。
无论怎样对反向间隙(参数1851)进行补偿,其表现出的特征是:除第阶段能够补偿外,其他各段变化仍然存在,---是第阶段---影响到机床的加工精度。补偿中发现,间隙补偿越大,第段的移动距离也越大。
分析上述检查,数控技工培训认为存在几点可能原因:一是电机有异常;二是机械方面有故障;三是存在一定的间隙。为了进一步诊断故障,将电机和丝杠完全脱开,分别对电机和机械部分进行检查。电机运行正常;在对机械部分诊断中发现,用手盘动丝杠时,返回运动初始有非常明显的空缺感。而正常情况下,应能感觉到轴承有序而平滑的移动。经拆检发现其轴承确已受损,且有一颗滚珠脱落。更换后机床恢复正常。
3.机床电气参数未优化电机运行异常
一台数控立式铣床,配置fanuc0-mj数控系统。在加工过程中,发现x轴精度异常。检查发现x轴存在一定间隙,且电机启动时存在不稳定现象。用手触摸x轴电机时感觉电机抖动比较---,启停时不太明显,jog方式下较明显。
分析认为,故障原因有两点,一是机械反向间隙较大;二是x轴电机工作异常。利用fanuc系统的参数功能,对电机进行调试。首先对存在的间隙进行了补偿;调整伺服增益参数及n脉冲抑制功能参数,x轴电机的抖动消除,机床加工精度恢复正常。
4.机床位置环异常或控制逻辑---
一台th61140镗铣床加工中心,数控系统为fanuc18i,全闭环控制方式。加工过程中,发现该机床y轴精度异常,精度误差xiao在0.006mm左右,da误差可达到1.400mm.检查中,机床已经按照要求设置了g54工件坐标系。在mdi方式下,以g54坐标系运行一段程序即“g90g54y80f100;m30;”,精密自动化设备零件工厂,待机床运行结束后显示器上显示的机械坐标值为“-1046.605”,记录下该值。然后在手动方式下,将机床y轴点动到其他任意位置,再次在mdi方式下执行上面的语句,待机床停止后,发现此---床机械坐标数显值为“-1046.992”,同第yi次执行后的数显示值相比相差了0.387mm.按照同样的方法,将y轴点动到不同的位置,反复执行该语句,大朗精密自动化设备零件,数显的示值不定。用百分表对y轴进行检测,发现机械位置实际误差同数显显示出的误差基本一致,从而认为故障原因为y轴重复定位误差过大。对y轴的反向间隙及定位精度进行仔细检查,重新作补偿,均无效果。因此怀疑光栅尺及系统参数等有问题,但为什么产生如此大的误差,却未出现相应的报警信息呢?进一步检查发现,该轴为垂直方向的轴,当y轴松开时,主轴箱向下掉,造成了超差。
对机床的plc逻辑控制程序做了修改,即在y轴松开时,先把y轴使能加载,再把y轴松开;而在夹紧时,先把轴夹紧后,再把y轴使能去掉。调整后机床故障得以解决。
cnc(数控机床)是计算机数字控制机床(computer numerical control)的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作并加工零件。
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cnc加工的控制单元
cnc加工的操作和监控全部在这个数控单元中完成,它是数控机床的大脑。
与普通机床加工相比,cnc加工有如下特点:
●加工精度高,具有稳定的加工;
●可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;
●加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;
●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高一般为普通机床的3~5倍;
●机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;
●对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高。
数控机床一般由下列几个部分组成:
●主机,他是数控机床的主题,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种
切削加工的机械部件。
●数控装置,是数控机床的---,包括硬件印刷电路板、crt显示器、键盒、纸带阅读机等以及
相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种
控制功能。
●驱动装置,他是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电
机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时,可以完
成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
●辅助装置,指数控机床的一些---的配套部件,用以---数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、
照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及
监控检测装置等。
●编程及其他附属设备,可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
自从1952年美国麻省理工学院研制出上第yi台cnc加工机床以来,cnc加工机床在制造工业,---是在汽车、航空航天、以及-工业中被广泛地应用,cnc加工技术无论在硬件和软件方面,都有飞速发展。
cnc加工中心
cnc加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。工件在加工中心上经一次
装夹后,能对两个以上的表面完成多种工序的cnc加工,并且有多种换刀或选刀功能,从而使生产效率---提高。
cnc加工中心按其加工工序分为镗铣和车削两大类,按控制轴数可分为三轴、四轴和五轴cnc加工中心。
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