數控銑床銑削故障的排除與調整

趙冰

摘 要：隨著機械加工技術的飛速發展，數控機床已被廣泛應于各個加工行業，其性能越來越全面，具有應用廣泛、加工精度高、人為因素干擾少、加工能力強等特點。同時，由于數控機床技術的先進程度越來越高，相應的對于數控機床的維修也越來越復雜，這就給數控機床的維修人員提出了更高的要求。

關鍵詞：數控 銑床銑削 排除 調整

中圖分類號：TG5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0079-02

本文通過實際案例分析，了解一些常見故障的排除與調整。案例如下：設備名稱FANUC0i—Mc數控系統，故障類型為銑削出現橢圓現象。分析：對于數控銑床銑削后出現橢圓，通常考慮以下3點原因：（1）X-Y軸伺服不匹配。（2）反向間隙。（3）X-Y軸不垂直。

1 X-Y軸伺服不匹配

伺服不匹配占故障比例為87%，因此首先考慮此問題。應用球桿儀進行檢測可得圖1，圖中2和3為正反向360°得出的圖形， FANUC0i—Mc數控系統位置增益（伺服環增益）參數是#1828（0.01s-1）。

（1）產生原因。如果軸間伺服環增益不匹配，會導致伺服不匹配誤差，此時兩根軸不同步，一根軸要早于另一根，造成橢圓圖形，如圖2所示。

（2）故障排除。伺服不匹配將導致插補圓不圓。一般情況下，進給率越高造成插補圓的橢圓程度越大。與前一個圖像相符，原機床參數#1825X軸（6000），Y軸（3000），故減少X數值，增大Y值，如圖3所示。

經過反復調整參數檢測調整（最后參數是X2200，Y7000）后圖像如圖4所示。

此時數控機床銑削出現橢圓的故障消失。

2 反向間隙的排故與調整

此機床的反向間隙占29%，發那科數控系統調整反向間隙的參數是#1851，如圖5所示。圖中由某軸線開始處有一個沿圖形中心外凸的臺階，臺階的大小通常不受機器進給率的影響。在圖中僅有Y軸上顯示有正值反向間隙。

檢測圖像是Y軸有反向間隙，調整參數為28.4 mm，調整后球桿儀檢測進行間隙補償。由于Y軸反向間隙存在正負兩個值，絲杠兩固定端應存在串動或者絲桿副有問題，需要重新調整固定等。現在圓度由原來的638.6 mm通過球桿儀檢測及數控系統參數調整變為32.8 mm。

3 X-Y軸不垂直

原因：數控機床在加工過程中，各軸的垂直度誤差都經過測試，滿足機床的設計精度。但經過一段時間的使用后，垂直度誤差超過設計精度時，就需要進行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移動。X-Y軸經過長時間的振動與受力，經常會發生偏移，這時就會出現X、Y軸之間垂直度誤差的出現，誤差主要出現在一個方向，即XY平面內。

原因：在使用數控機床的過程中，測試排除過每個軸的垂直誤差，達到機床的設計精度。垂直誤差會在使用一段時間后偏差會超過設計精度，這時就要進行修正，這種情況產生的原因是各配合部分發生移動。X-Y軸長期受到震動和受力，所以很容易發生偏移，所以X、Y軸之間發生垂直度的誤差，并且誤差主要發生在XY平面內這一個方向。

解決方法：將Y軸導軌重新進行定位面配刮，配刮鑲條，這樣可以將定位面積擴大，從而定位剛性也變強。將X-Y軸修刮至符合標注的呢機械垂直度，與此同時也進行了定位面修正，然后重新定位絲杠副，避免絲杠副彈性變形的發生，增加潤滑度在導軌、絲杠和各運動表面，避免各運動部件發生爬行現象。

4 結語

本文案例對于數控機床銑削出現橢圓形的故障排除應用了球桿儀，同時需要技術人員、機械以及電器的配合，通過對X-Y軸伺服不匹配、反向間隙、X-Y軸不垂直等可能因素進行排除和調整，最終排除了故障，使機床的加工圓度達到加工要求。

參考文獻

[1] 徐平.西門子840D系統伺服軸參考點調整方法研究[C]//2011年“天山重工杯”全國機電企業工藝年會暨第五屆機械工業節能減排工藝技術研討會論文集.2011.

[2] 張鋼，李松生，陳曉陽，等.磁懸浮高速電主軸的設計分析[C]//2003大型發電機組振動和轉子動力學學術會議論文集.2003.

[3] 王春來.數控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//綠色制造與低碳經濟—— 2010年海南省機械工程學會、海南省機械工業質量管理協會“年會”暨機械工程科技學術報告會論文集.2010.

[4] 王春來.數控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//“綠色制造 質量管理”—— 海南省機械工程學會、海南省機械工業質量管理協會2011年會論文集.2011.

[5] 王可，王家欽，付玉升，等.基于統籌方法的數控銑床開發研究[C]//全國先進制造技術高層論壇暨制造業自動化、信息化技術研討會論文集.2005.

[6] 文懷興，夏田.數控機床系統設計[M].北京：化學工業出版社，2007.

[7] 侯力.機電一體化設計[M].北京：高等教育出版社，2003.

[8] 張世昌.機械制造技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2002.

[9] 王愛玲.現代數控機床結構與設計[M].北京：兵器工業出版社，1999.

[10] 邱宣懷.機械設計[M].4版.北京：高等教育出版社，2007（2008重印）.

[11] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2010.

[12] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2010.

[13] 張福潤，嚴育才.數控技術[M].北京：清華大學出版社，2009.endprint

摘 要：隨著機械加工技術的飛速發展，數控機床已被廣泛應于各個加工行業，其性能越來越全面，具有應用廣泛、加工精度高、人為因素干擾少、加工能力強等特點。同時，由于數控機床技術的先進程度越來越高，相應的對于數控機床的維修也越來越復雜，這就給數控機床的維修人員提出了更高的要求。

關鍵詞：數控 銑床銑削 排除 調整

中圖分類號：TG5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0079-02

本文通過實際案例分析，了解一些常見故障的排除與調整。案例如下：設備名稱FANUC0i—Mc數控系統，故障類型為銑削出現橢圓現象。分析：對于數控銑床銑削后出現橢圓，通常考慮以下3點原因：（1）X-Y軸伺服不匹配。（2）反向間隙。（3）X-Y軸不垂直。

1 X-Y軸伺服不匹配

伺服不匹配占故障比例為87%，因此首先考慮此問題。應用球桿儀進行檢測可得圖1，圖中2和3為正反向360°得出的圖形， FANUC0i—Mc數控系統位置增益（伺服環增益）參數是#1828（0.01s-1）。

（1）產生原因。如果軸間伺服環增益不匹配，會導致伺服不匹配誤差，此時兩根軸不同步，一根軸要早于另一根，造成橢圓圖形，如圖2所示。

（2）故障排除。伺服不匹配將導致插補圓不圓。一般情況下，進給率越高造成插補圓的橢圓程度越大。與前一個圖像相符，原機床參數#1825X軸（6000），Y軸（3000），故減少X數值，增大Y值，如圖3所示。

經過反復調整參數檢測調整（最后參數是X2200，Y7000）后圖像如圖4所示。

此時數控機床銑削出現橢圓的故障消失。

2 反向間隙的排故與調整

此機床的反向間隙占29%，發那科數控系統調整反向間隙的參數是#1851，如圖5所示。圖中由某軸線開始處有一個沿圖形中心外凸的臺階，臺階的大小通常不受機器進給率的影響。在圖中僅有Y軸上顯示有正值反向間隙。

檢測圖像是Y軸有反向間隙，調整參數為28.4 mm，調整后球桿儀檢測進行間隙補償。由于Y軸反向間隙存在正負兩個值，絲杠兩固定端應存在串動或者絲桿副有問題，需要重新調整固定等。現在圓度由原來的638.6 mm通過球桿儀檢測及數控系統參數調整變為32.8 mm。

3 X-Y軸不垂直

原因：數控機床在加工過程中，各軸的垂直度誤差都經過測試，滿足機床的設計精度。但經過一段時間的使用后，垂直度誤差超過設計精度時，就需要進行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移動。X-Y軸經過長時間的振動與受力，經常會發生偏移，這時就會出現X、Y軸之間垂直度誤差的出現，誤差主要出現在一個方向，即XY平面內。

原因：在使用數控機床的過程中，測試排除過每個軸的垂直誤差，達到機床的設計精度。垂直誤差會在使用一段時間后偏差會超過設計精度，這時就要進行修正，這種情況產生的原因是各配合部分發生移動。X-Y軸長期受到震動和受力，所以很容易發生偏移，所以X、Y軸之間發生垂直度的誤差，并且誤差主要發生在XY平面內這一個方向。

解決方法：將Y軸導軌重新進行定位面配刮，配刮鑲條，這樣可以將定位面積擴大，從而定位剛性也變強。將X-Y軸修刮至符合標注的呢機械垂直度，與此同時也進行了定位面修正，然后重新定位絲杠副，避免絲杠副彈性變形的發生，增加潤滑度在導軌、絲杠和各運動表面，避免各運動部件發生爬行現象。

4 結語

本文案例對于數控機床銑削出現橢圓形的故障排除應用了球桿儀，同時需要技術人員、機械以及電器的配合，通過對X-Y軸伺服不匹配、反向間隙、X-Y軸不垂直等可能因素進行排除和調整，最終排除了故障，使機床的加工圓度達到加工要求。

參考文獻

[1] 徐平.西門子840D系統伺服軸參考點調整方法研究[C]//2011年“天山重工杯”全國機電企業工藝年會暨第五屆機械工業節能減排工藝技術研討會論文集.2011.

[2] 張鋼，李松生，陳曉陽，等.磁懸浮高速電主軸的設計分析[C]//2003大型發電機組振動和轉子動力學學術會議論文集.2003.

[3] 王春來.數控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//綠色制造與低碳經濟—— 2010年海南省機械工程學會、海南省機械工業質量管理協會“年會”暨機械工程科技學術報告會論文集.2010.

[4] 王春來.數控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//“綠色制造 質量管理”—— 海南省機械工程學會、海南省機械工業質量管理協會2011年會論文集.2011.

[5] 王可，王家欽，付玉升，等.基于統籌方法的數控銑床開發研究[C]//全國先進制造技術高層論壇暨制造業自動化、信息化技術研討會論文集.2005.

[6] 文懷興，夏田.數控機床系統設計[M].北京：化學工業出版社，2007.

[7] 侯力.機電一體化設計[M].北京：高等教育出版社，2003.

[8] 張世昌.機械制造技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2002.

[9] 王愛玲.現代數控機床結構與設計[M].北京：兵器工業出版社，1999.

[10] 邱宣懷.機械設計[M].4版.北京：高等教育出版社，2007（2008重印）.

[11] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2010.

[12] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2010.

[13] 張福潤，嚴育才.數控技術[M].北京：清華大學出版社，2009.endprint

摘 要：隨著機械加工技術的飛速發展，數控機床已被廣泛應于各個加工行業，其性能越來越全面，具有應用廣泛、加工精度高、人為因素干擾少、加工能力強等特點。同時，由于數控機床技術的先進程度越來越高，相應的對于數控機床的維修也越來越復雜，這就給數控機床的維修人員提出了更高的要求。

關鍵詞：數控 銑床銑削 排除 調整

中圖分類號：TG5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0079-02

本文通過實際案例分析，了解一些常見故障的排除與調整。案例如下：設備名稱FANUC0i—Mc數控系統，故障類型為銑削出現橢圓現象。分析：對于數控銑床銑削后出現橢圓，通常考慮以下3點原因：（1）X-Y軸伺服不匹配。（2）反向間隙。（3）X-Y軸不垂直。

1 X-Y軸伺服不匹配

伺服不匹配占故障比例為87%，因此首先考慮此問題。應用球桿儀進行檢測可得圖1，圖中2和3為正反向360°得出的圖形， FANUC0i—Mc數控系統位置增益（伺服環增益）參數是#1828（0.01s-1）。

（1）產生原因。如果軸間伺服環增益不匹配，會導致伺服不匹配誤差，此時兩根軸不同步，一根軸要早于另一根，造成橢圓圖形，如圖2所示。

（2）故障排除。伺服不匹配將導致插補圓不圓。一般情況下，進給率越高造成插補圓的橢圓程度越大。與前一個圖像相符，原機床參數#1825X軸（6000），Y軸（3000），故減少X數值，增大Y值，如圖3所示。

經過反復調整參數檢測調整（最后參數是X2200，Y7000）后圖像如圖4所示。

此時數控機床銑削出現橢圓的故障消失。

2 反向間隙的排故與調整

此機床的反向間隙占29%，發那科數控系統調整反向間隙的參數是#1851，如圖5所示。圖中由某軸線開始處有一個沿圖形中心外凸的臺階，臺階的大小通常不受機器進給率的影響。在圖中僅有Y軸上顯示有正值反向間隙。

檢測圖像是Y軸有反向間隙，調整參數為28.4 mm，調整后球桿儀檢測進行間隙補償。由于Y軸反向間隙存在正負兩個值，絲杠兩固定端應存在串動或者絲桿副有問題，需要重新調整固定等。現在圓度由原來的638.6 mm通過球桿儀檢測及數控系統參數調整變為32.8 mm。

3 X-Y軸不垂直

原因：數控機床在加工過程中，各軸的垂直度誤差都經過測試，滿足機床的設計精度。但經過一段時間的使用后，垂直度誤差超過設計精度時，就需要進行修正，垂直度超差的原因主要是各配合部分的移動。X-Y軸經過長時間的振動與受力，經常會發生偏移，這時就會出現X、Y軸之間垂直度誤差的出現，誤差主要出現在一個方向，即XY平面內。

原因：在使用數控機床的過程中，測試排除過每個軸的垂直誤差，達到機床的設計精度。垂直誤差會在使用一段時間后偏差會超過設計精度，這時就要進行修正，這種情況產生的原因是各配合部分發生移動。X-Y軸長期受到震動和受力，所以很容易發生偏移，所以X、Y軸之間發生垂直度的誤差，并且誤差主要發生在XY平面內這一個方向。

解決方法：將Y軸導軌重新進行定位面配刮，配刮鑲條，這樣可以將定位面積擴大，從而定位剛性也變強。將X-Y軸修刮至符合標注的呢機械垂直度，與此同時也進行了定位面修正，然后重新定位絲杠副，避免絲杠副彈性變形的發生，增加潤滑度在導軌、絲杠和各運動表面，避免各運動部件發生爬行現象。

4 結語

本文案例對于數控機床銑削出現橢圓形的故障排除應用了球桿儀，同時需要技術人員、機械以及電器的配合，通過對X-Y軸伺服不匹配、反向間隙、X-Y軸不垂直等可能因素進行排除和調整，最終排除了故障，使機床的加工圓度達到加工要求。

參考文獻

[1] 徐平.西門子840D系統伺服軸參考點調整方法研究[C]//2011年“天山重工杯”全國機電企業工藝年會暨第五屆機械工業節能減排工藝技術研討會論文集.2011.

[2] 張鋼，李松生，陳曉陽，等.磁懸浮高速電主軸的設計分析[C]//2003大型發電機組振動和轉子動力學學術會議論文集.2003.

[3] 王春來.數控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//綠色制造與低碳經濟—— 2010年海南省機械工程學會、海南省機械工業質量管理協會“年會”暨機械工程科技學術報告會論文集.2010.

[4] 王春來.數控機床回參考點報警類故障及實例分析[C]//“綠色制造 質量管理”—— 海南省機械工程學會、海南省機械工業質量管理協會2011年會論文集.2011.

[5] 王可，王家欽，付玉升，等.基于統籌方法的數控銑床開發研究[C]//全國先進制造技術高層論壇暨制造業自動化、信息化技術研討會論文集.2005.

[6] 文懷興，夏田.數控機床系統設計[M].北京：化學工業出版社，2007.

[7] 侯力.機電一體化設計[M].北京：高等教育出版社，2003.

[8] 張世昌.機械制造技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2002.

[9] 王愛玲.現代數控機床結構與設計[M].北京：兵器工業出版社，1999.

[10] 邱宣懷.機械設計[M].4版.北京：高等教育出版社，2007（2008重印）.

[11] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2010.

[12] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2010.

[13] 張福潤，嚴育才.數控技術[M].北京：清華大學出版社，2009.endprint