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数控机床进给时出现爬行与振动现象 如何解决是关键

来源:http://www.wyskmc.com/  作者:滕州市威远机床厂
在驱动移动部件低速运行过程中,数控机床进给系统会出现移动部件开始时不能启动,启动后又突然作加速运动,而后又停顿,继而又作加速运动,移动部件如此周而复始忽停忽跳、忽慢忽快的运动现象称为爬行。而当其以高速运行时,移动部件又会出现明显的振动。
 
对于数控机床进给系统产生爬行的原因,一般认为是由于机床运动部件之间润滑不好,导致机床工作台移动时静摩擦阻力增大;当电机驱动时,工作台不能向前运动,使滚珠丝杠产生弹性变形,把电机的能量贮存在变形上;电动机继续驱动,贮存的能量所产的弹性力大于静摩擦力时,机床工作台向前蠕动,周而复始地这样运动,产生了爬行的现象。
 

数控机床进给时出现爬行与振动现象 如何解决是关键
 
事实上这只是其中的一个原因,产生这类故障的原因还可能是机械进给传动链出现了故障,也可能是进给系统电气部分出现了问题,或者是系统参数设置不当的缘故,还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成。
 
【爬行与振动故障的诊断与排除】
 
对于数控机床出现的爬行与振动故障,不能急于下结论,而应根据产生故障的可能性,罗列出可能造成数控机床爬行与振动的有关因素,然后逐项排队,逐个因素检查、分析、定位和排除故障。查到哪一处有问题,就将该处的问题加以分析,看看是否是造成故障的主要矛盾,直至将每一个可能产生故障的因素都查到。
 
最后再统筹考虑,提出一个综合性的解决问题方案,将故障排除。排除数控机床进给系统爬行与振动故障的具体方法如下:
 
(1)对故障发生的部位进行分析
 
爬行与振动故障通常需要在机械部件和进给伺服系统查找问题。因为数控机床进给系统低速时的爬行现象往往取决于机械传动部件的特性,高速时的振动现象又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关。
 
另外,爬行和振动问题是与进给速度密切相关的,因此也要分析进给伺服系统的速度环和系统参数。
 
(2)机械部件故障的检查和排除
 
造成爬行与振动的原因如果在机械部件,首先要检查导轨副。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,如果调整不好,仍会造成爬行或振动。静压导轨应着重检查静压是否建立;塑料导轨应检查有否杂质或异物阻碍导轨副运动,滚动导轨则应检查预紧是否良好。
 
导轨副的润滑不好也可能引起爬行问题,有时出现爬行现象仅仅就是导轨副润滑状态不好造成的。这时采用具有防爬作用的导轨润滑油是一种非常有效的措施,这种导轨润滑油中有极性添加剂,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。
 
其次,要检查进给传动链。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。有效提高这一传动链的扭转和拉压刚度,对于提高运动精度,消除爬行非常有益。
 
引起移动部件爬行的原因之一常常是因为对轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧或预拉不理想造成的。传动链太长、传动轴直径偏小、支承和支承座的刚度不够也是引起爬行的不可忽略的因素,因此在检查时也要考虑这些方面是否有缺陷。
 
另外机械系统连接不良,如联轴器损坏等也可能引起机床的振动和爬行。
 
(3)进给伺服系统故障的检查和排除
 
如果爬行与振动的故障原因在进给伺服系统,则需要分别检查伺服系统中各有关环节。应检查速度调节器、伺服电机或测速发电机、系统插补精度、系统增益、与位置控制有关的系统参数设定有无错误、速度控制单元上短路棒设定是否正确、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等环节,逐项检查分类排除。
 
①速度调节器的检测
 
对速度调节器的故障,主要检测给定信号、反馈信号和速度调节器本身是否存在问题。给定信号可以通过由位置偏差计数器出来经D/A转换给速度调节器送出的模拟信号VCMD的检测实现,这个信号是否有振动分量可以通过对伺服板上的插脚用示波器来观察。如果就有一个周期的振动信号,那毫无疑问机床振动是正确的,速度调节器这一部分没有问题,而是前级有问题;然后向D/A转换器或偏差计数器去查找问题,如果我们测量结果没有任何振动的周期性的波形,那么问题肯定出在反馈信号和速度调节器。
 
②测速电机反馈信号的检测
 
反馈信号与给定信号对于调节器来说是完全相同的。因此出现了反馈信号的波动,必然引起速度调节器的反方向调节,这样就引起机床的振动。由于机床在振动,说明机床的速度在激烈的振荡中,当然测速发电机反馈回来的波形也一定是动荡的。这时如果机床的振动频率与电机旋转的速度存在一个准确的比率关系,譬如振动的频率是电机转速的四倍频率。这时我们就要考虑电机或测速发电机有故障的问题。
 
③电机检查
 
当机床振动频率与电机转速成一定比率,首先就要检查一下电动机是否有故障,检查它的碳刷、整流子表面状况,以及检查滚珠轴承的润滑情况。
 
另外电动机电枢线圈不良也会引起系统振动。这种情况可以通过测量电动机的空载电流进行确认,若空载电流随转速成正比增加,则说明电动机内部有短路现象。出现本故障一般应首先清理换向器、检查电刷等环节,再进行测量确认。如果故障现象依然存在,则可能是线圈匝间有短路现象,应对电动机进行维修处理。如果没有什么问题,就要检查测速发电机。
 
④脉冲编码器或测速发电机的检测
 
对于脉冲编码器或测速发电机不良的情况,可按下述方法进行测量检查。首先将位置环、速度环断开,手动电动机旋转,观察速度控制单元印制电路板上F/V变换器的电压,如果出现电压突然下跌的波形,则说明反馈部件不良。
 
测速发电机中常常出现的一个问题是炭刷磨下来的炭粉积存在换向片之间的槽内,造成测速发电机换向片片间短路,一旦出现这样的问题就会引起振动。
 
⑤系统参数的调节
 
一个闭环系统也可能是由于参数设定不合理而引起系统振荡,消除振荡的最佳方法就是减少放大倍数。在FUNAC的系统中调节RV1,逆时针方向转动,这时可以看出立即会明显变好,但由于RV1调节电位器的范围比较小,有时调不过来,只能改变短路棒,也就是切除反馈电阻值,降低整个调节器的放大倍数。
 
⑥外部干扰的处理
 
对于固定不变的干扰,可检查F/V变换器、电流检测端子以及同步端的波形,检查是否存在干扰,并采取相应的措施。对于偶然性干扰,只有通过有效的屏蔽、可靠的接地等措施,尽可能予以避免。
 

采用这些方法后,还做不到完全消除振动,甚至是无效的,就要考虑对速度调节器板更换或换下后彻底检查各处波形。

XK714数控铣床

XK714数控铣床是山东生产的经济型数控铣床,也叫中小型数控铣。针对模具等机械行业设计的机床,具有高刚性、高可靠性、切削功率大的特点,气动换刀快捷、方便。主轴为伺服电机驱动。能够实现对各种盘类、板类、壳体、模具等复杂零件在一次装夹中完成钻、铣、镗、扩、铰、攻丝等多种工序加工,适合于小型零件的高效加工制造,对复杂、高精度零件的加工更显其优越性。本机床采用台湾主轴、台湾滚珠丝杠,日本NSK的轴承。运行速度快、精度高、操作方便。

1.XH714产品为X、Y、Z三轴伺服控制半闭环式立式加工中心,结构及外形尺寸紧凑合理,底座、滑座、工作台、立柱、主轴箱等主要基础件采用高刚性的铸铁结构,在底座的内部分布着加强筋,滑座为箱体式结构,保证了基础件的高刚性和抗弯减震性能;基础件采用树脂砂造型并经过时效处理,确保机床长期使用精度的稳定性,为机床性能的稳定性提供了保障。

2.主轴为伺服电机驱动,主轴轴承设计采用组合斜角滚珠轴承配置,能在高速下长时间维持主轴刚性,精度,寿命等,主轴头部设计,使用箱型机构,内部予以强化,刚性高,稳固,适合重切削。能够实现对各种盘类、板类、壳体、模具等复杂零件在一次装夹中完成钻、铣、镗、扩、铰、攻丝等多种工序加工,适合于小型零件的高效加工制造,对复杂、高精度零件的加工更显其优越性。

3.立柱与底座的接触面积大,立柱采用蜂窝式结构,除了提升结构体之抗扭刚性外,且能有效提升低频结构共振,确保最佳稳定性。立柱底部为A字形跨式结构,结合大箱体底座,大幅减轻重切削时机身的振动;

4.采用全自动润滑系统,电脑程序控注油时间,方便看油表及油的添加,确保机台精度及寿命。

5.符合人体工学原理设计的操作箱,可作0-90°之回转,提供工作调整的方便。操作箱附分离式手轮,提升校对之方便性。

1.我厂已有二十多年的生产经验和历史,本厂的规模、产品质量、生产技术在同行业中享有盛誉,产品出厂前都经过严格的检验和反复的测试,合格后方予出厂。

2.本厂是自产自销的生产加工型企业,产品丰富,品质优良,价位低,诚邀全国各区域商家合作,保证厂商双赢!

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4.机床采用高强度球墨铸铁为铸造材料,保证机床机身的强度及稳定。

5.所有零部件均采用名牌厂家生产,并严格要求设备的精密程度。

6.所有导轨面全部高频淬火处理,设备的耐磨性及强度加强。

7.铣床,钻铣床 均采用控制面板方式控制,操作简单,明了。

8.机床电器,电机保证全部名牌电器厂家,电机为纯铜电机。

9.齿轮部分保证不断齿不打齿,我们均采用渗碳齿轮厂家质保

10.我厂所有设备保修1年,设备重大质量问题一律执行国家三包政策。



项目

单位

XK714

X轴行程

mm

700

Y轴行程

mm

400

Z轴行程

mm

450

主轴鼻端至工作台面距离

mm

120-570

主轴中心至立柱导轨距离

mm

475

快速移动(X/Y)

mm/min

12000

快速移动(Z)

mm/min

10000

三轴切削进给速度

mm/min

1-4000

工作台尺寸

mm

830*400

工作台最大承重

kg

350

工作台T型槽数/宽度/间距


3/18/100

主轴转速范围

r/min

8000

主轴伺服电机功率

kw

5.5

主轴孔锥度


BT40

主轴直径

mm

120

定位精度

mm

±0.0075mm

重复定位精度

mm

±0.006mm

机床重量(约)

kg

4500

外形尺寸(长*宽*高)

mm

2700/2200/2400



标准配置

★  系统:台湾新代系统10B-SEP   绝对值编码器,开机不需要回零,支持四轴联动。

★  三轴电机:日本安川伺服电机 Z轴含抱闸。

★  主轴:台湾健椿隆 高刚性、高精密、高速主轴单元

★  丝杆:台湾律廷高精度直径40精密3级滚珠丝杠。

★  轴承:日本NSK高精密滚柱丝杠专用轴承

★  打刀缸:台湾尚品

★  丝杠螺母:台湾高精密锁紧螺母

选配部件:

动力头:可选装机械头、高速炮塔头

系统:北京凯恩帝、日本三菱、日本FANUC(发那科)、德国西门子等。

刀库:圆盘(机械手)刀库

第四轴、第五轴等。


1、加工零件时,必须关上防护门,不准把头、手抻入防护门内,加工过程中不允许打开防护门;
2、加工过程中,操作者不得擅自离开机床,应保持思想高度集中,观察机床的运行状态。若发生不正常现象或事故时,应立即终止程序运行,切断电源并及时报告指导老师,不得进行其它操作;
3、严禁用力拍打控制面板、触摸显示屏。严禁敲击工作台、分度头、夹具和导轨;
4、严禁私自打开数控系统控制柜进行观看和触摸;
5、操作人员不得随意更改机床内部参数。实习学生不得调用、修改其它非自己所编的程序;
6、机床控制微机上,除进行程序操作和传输及程序拷贝外,不允许作其它操作;
7、数控铣床属于大精设备,除工作台上安放工装和工件外,机床上严禁堆放任何工、夹、刃、量具、工件和其它杂物;
8、禁止用手接触刀尖和铁屑,铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理;
9、禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位;
10、禁止加工过程中测量工件、手动变速,更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床;
11、禁止进行尝试性操作;
12、使用手轮或快速移动方式移动各轴位置时,一定要看清机床XYZ轴各方向“ -”号标牌后再移动。移动时先慢转手轮观察机床移动方向无误后方可加快移动速度;
13、在程序运行中须暂停测量工件尺寸时,要待机床完全停止、主轴停转后方可进行测量,以免发生人身事故;
14、机床若数天不使用,则每隔一天应对NCCRT部分通电2-3小时。
15、关机时,要等主轴停转3分钟后方可关机。

1.班前保养

(1)开车前检查各油池是否缺油,并按照润滑图所示,使用清净的机油进行一次加油。

(2)检查电源开关外观和作用是否良好,接地装置是否完整。

(3)检查各部件螺钉、像目、手柄、手球及油杯等有无松动和丢失,如发现应及时拧紧和补齐。

(4)检查传动皮带状况。

(5)检查电器安全装置是否良好。

2.班中保养

(1)观察电机、电器的灵敏性、可靠性、温升、声响及震动等情况。

(2)检查电器安全装里的灵敏和可靠程度。

(3)观察各传动部件的温升、声向及震动等情况。

(4)时刻检查床身和升降台内的柱塞油泵的工作情况,当机床在运转中而指示器内没有油流出时,应及时进行修理。

(5)发现工作台纵向丝杠轴向间隙及传动有间隙,应按说明要求进行调整。

(6)主轴轴承的调整。

(7)工作台快速移动离合器的调整。

(8)传动皮带松紧程度的调整。

3.班后保养:

工作后必须检查、清扫设备,做好日常保养工作,将各操作手柄(开关)置于空档(零位)拉开电源开关,达到整齐、清洁、润滑、安全。

定期保养

1.每3个月清洗床身内部、升降台内部和工作台底座的润滑油池、用汽油清洗润滑油泵的游油网,每年不少于两次。

2.升降丝杠用二硫化铝油剂每两月润滑一次。

3.机床各部间隙的调整:

(1)主轴润滑的调整,必须保证每分钟有一滴油通过。

(2)工作台纵向丝杠传动间隙的调整,每3个月调整或根据实际使用情况进行调整,要求是传动间隙充分减小,丝杠的间隙不超过1/40转,同时在全长上都不得有卡住现象。

(3)工作合纵向丝杠轴向间隙的调整,目的是消除丝杠和螺母之间的传动间隙,同时还要使丝杠在轴线方向与工作台之间的配合间隙达到最小。

(4)主轴轴承径向间隙的调整,根据实际使用情况进行调整。

4.工作台快速移动离合器的调整要求

(1)摩擦离合器脱开时,摩擦片之间的总和间隙不应该少于2~3mm。

(2)摩擦离合器闭合时,摩擦片应紧密地压紧,并且电磁铁的铁芯要完全拉紧,如果电磁铁的铁芯配合得正确,在拉紧状态中电磁铁不会有响声。

合同签订时注明运费负责方,发货时原则上以发本地物流车优先(速度快,一般实行供方到需方点对点服务),对于质量小及物流不好配货的的机床发华宇、德邦或物流,具体事宜电话联系


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公 司:滕州市威远机床厂

联系人:朱经理

手 机:13361109856

Q Q:1819838825

电 话:0632-5966211

邮 编:277500

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