數(shù)控機床工作效率來源于設(shè)備加工精密度 對于數(shù)控機床，其精度主要包括幾何精度傳動精度運動精度和位置精度等，如果出現(xiàn)精度超差，應(yīng)根據(jù)工件精度反應(yīng)出來的情況，借助子各種檢測工具，判斷出機床出現(xiàn)的是哪一類的超差，然后對可能引起這類誤差的因素逐一檢查，根據(jù)判斷，修復(fù)機械零件或者通過修改機床參數(shù)的方法，排除影響精度超差的因素。砂輪主軸的徑向跳動及軸向竄動將嚴重影響前刃面徑向跳動及導(dǎo)程誤差，進而影響至分度，而砂輪頭導(dǎo)軌與工件頭中心線平行度誤差將使導(dǎo)程超差，而分度盤精度將影響到分度精度。檢測后，發(fā)現(xiàn)砂輪主軸跳動以及砂輪頭與工件中心線超差。故對砂輪主軸及導(dǎo)軌進行檢查，發(fā)現(xiàn)砂輪主軸軸承及導(dǎo)軌導(dǎo)輪有較大磨損，故采取更換零件法進行替代。 因此，設(shè)計一個雙輸入單輸出模糊控制器來實現(xiàn)模糊控制，模糊控制器由模糊化，模糊推理決策及反模糊化組成，其主要作用是實現(xiàn)模糊算法，模糊控制器分為和通用兩類。如果選用模糊控制器，雖推理速度快，但昂貴，靈活性差。我們選用通用模糊控制器，如果由單片機軟件實時運行模糊推理決策，需要一定時間，將導(dǎo)致實時性差等問題。倘若事先通過離線的模糊化，模糊推理決策及反模糊化，取得一張模糊控制表，然后將此表放在單片機中?？刂茣r，通過查表控制輸出量，就可解決實時性差的問題。 為了提高數(shù)控機床的加工精度及工作效率，必須把數(shù)控機床油箱溫度控制在一定的范圍內(nèi)。一方面，油溫的變化，直接影響數(shù)控機床溫度場的變化，而溫度場的變化，又影響位移場的變化，位移場變化，不可避免地影響加工精度。 另一方面，溫度變化，影響油液的黏度。通常情況，溫度上升，油液的黏度下降。黏度過高，阻力太大，不利液壓泵的起動和工作；黏度過低，容易引起漏油，影響整個液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外，溫度過高，會影響液壓元件的壽命并改變液壓油本身的特性。油箱溫度模糊控制原理簡介任何事物本身存在模糊性。甚至可以定義為另外值，因此，由此推出的一整套理論，稱為糊模數(shù)學(xué)。模糊數(shù)學(xué)的一個重要分支是模糊控制。處理復(fù)雜問題時，模糊理論更接近于客觀存在的規(guī)律，尤其對時變、大遲延的被控對象來講，模糊控制比傳統(tǒng)控制更一些。模糊控制建立在人工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對被控對象不需要有的數(shù)學(xué)模型。對于數(shù)控機床液壓油箱的溫度控制，操作人員較容易觀察到的是實際輸出溫度與設(shè)定溫度的差值，以及溫差的變化值。
如何解決數(shù)控機床加工精度異常的故障
生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。導(dǎo)致此類故障的原因主要有以下方面：
1）機床進給單位被改動或變化
2）機床各軸的零點偏置（NULLOFFSET）異常
3）軸向的反向間隙（BACKLASH）異常
4）電機運行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分故障
5）此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導(dǎo)致加工精度異常。
1.系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動
系統(tǒng)參數(shù)主要包括機床進給單位、零點偏置、反向間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數(shù)控系統(tǒng)，其進給單位有公制和英制兩種。機床修理過程中某些處理，常常影響到零點偏置和間隙的變化，故障處理完畢應(yīng)作適時地調(diào)整和修改；另一方面，由于機械磨損嚴重或連結(jié)松動也可能造成參數(shù)實測值的變化，需對參數(shù)做相應(yīng)的修改才能滿足機床加工精度的要求。
2.機械故障導(dǎo)致的加工精度異常
一臺THM6350臥式加工中心，采用FANUC0i-MA數(shù)控系統(tǒng)。一次在銑削汽輪機葉片的過程中，突然發(fā)現(xiàn)Z軸進給異常，造成至少1mm的切削誤差量（Z向過切）。調(diào)查中了解到：故障是突然發(fā)生的。機床在點動、MDI操作方式下各軸運行正常，且回參考點正常；無任何報警提示，電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認為，主要應(yīng)對以下幾方面逐一進行檢查。
?。?）檢查機床精度異常時正運行的加工程序段，特別是刀具長度補償、加工坐標系（G54～G59）的校對及計算。
?。?）在點動方式下，反復(fù)運動Z軸，經(jīng)過視、觸、聽對其運動狀態(tài)診斷，發(fā)現(xiàn)Z向運動聲音異常，特別是快速點動，噪聲更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。
?。?）檢查機床Z軸精度。用手脈發(fā)生器移動Z軸，（將手脈倍率定為1×100的擋位，即每變化一步，電機進給0.1mm），配合百分表觀察Z軸的運動情況。在單向運動精度保持正常后作為起始點的正向運動，手脈每變化一步，機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說明電機運行良好，定位精度良好。而返回機床實際運動位移的變化上，可以分為四個階段：①機床運動距離d1>d=0.1mm（斜率大于1）；②表現(xiàn)出為d=0.1mm>；d2>d3（斜率小于1）；③機床機構(gòu)實際未移動，表現(xiàn)出zui標準的反向間隙；④機床運動距離與手脈給定值相等（斜率等于1），恢復(fù)到機床的正常運動。
無論怎樣對反向間隙（參數(shù)1851）進行補償，其表現(xiàn)出的特征是：除第③階段能夠補償外，其他各段變化仍然存在，特別是第①階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發(fā)現(xiàn)，間隙補償越大，第①段的移動距離也越大。
分析上述檢查，數(shù)控技工培訓(xùn)認為存在幾點可能原因：一是電機有異常；二是機械方面有故障；三是存在一定的間隙。為了進一步診斷故障，將電機和絲杠*脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。電機運行正常；在對機械部分診斷中發(fā)現(xiàn)，用手盤動絲杠時，返回運動初始有非常明顯的空缺感。而正常情況下，應(yīng)能感覺到軸承有序而平滑的移動。經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)其軸承確已受損，且有一顆滾珠脫落。更換后機床恢復(fù)正常。
3.機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常
一臺數(shù)控立式銑床，配置FANUC0-MJ數(shù)控系統(tǒng)。在加工過程中，發(fā)現(xiàn)X軸精度異常。檢查發(fā)現(xiàn)X軸存在一定間隙，且電機啟動時存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。用手觸摸X軸電機時感覺電機抖動比較嚴重，啟停時不太明顯，JOG方式下較明顯。
分析認為，故障原因有兩點，一是機械反向間隙較大；二是X軸電機工作異常。利用FANUC系統(tǒng)的參數(shù)功能，對電機進行調(diào)試。首先對存在的間隙進行了補償；調(diào)整伺服增益參數(shù)及N脈沖抑制功能參數(shù)，X軸電機的抖動消除，機床加工精度恢復(fù)正常。
4.機床位置環(huán)異?；蚩刂七壿嫴煌?br>
一臺TH61140鏜銑床加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC18i，全閉環(huán)控制方式。加工過程中，發(fā)現(xiàn)該機床Y軸精度異常，精度誤差zui小在0.006mm左右，zui大誤差可達到1.400mm.檢查中，機床已經(jīng)按照要求設(shè)置了G54工件坐標系。在MDI方式下，以G54坐標系運行一段程序即“G90G54Y80F100；M30；"，待機床運行結(jié)束后顯示器上顯示的機械坐標值為“-1046.605"，記錄下該值。然后在手動方式下，將機床Y軸點動到其他任意位置，再次在MDI方式下執(zhí)行上面的語句，待機床停止后，發(fā)現(xiàn)此時機床機械坐標數(shù)顯值為“-1046.992"，同*次執(zhí)行后的數(shù)顯示值相比相差了0.387mm.按照同樣的方法，將Y軸點動到不同的位置，反復(fù)執(zhí)行該語句，數(shù)顯的示值不定。用百分表對Y軸進行檢測，發(fā)現(xiàn)機械位置實際誤差同數(shù)顯顯示出的誤差基本一致，從而認為故障原因為Y軸重復(fù)定位誤差過大。對Y軸的反向間隙及定位精度進行仔細檢查，重新作補償，均無效果。因此懷疑光柵尺及系統(tǒng)參數(shù)等有問題，但為什么產(chǎn)生如此大的誤差，卻未出現(xiàn)相應(yīng)的報警信息呢？進一步檢查發(fā)現(xiàn)，該軸為垂直方向的軸，當(dāng)Y軸松開時，主軸箱向下掉，造成了超差。
對機床的PLC邏輯控制程序做了修改，即在Y軸松開時，先把Y軸使能加載，再把Y軸松開；而在夾緊時，先把軸夾緊后，再把Y軸使能去掉。調(diào)整后機床故障得以解決。
|
