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立式加工中心出现圆度误差的原因是哪些?

添加时间:2018-09-12分类: 立式加工中心

  立式加工中心在加工曲面工件时,为了提高立式加工中心的精度,需要先检测立式加工中心圆度误差,如果圆度误差出现较大的情况,就需先将圆度误差解决好,才能继续进行下一步的加工,所以就得先了解立式加工中心出现圆度误差的原因。下面就详细的介绍几种原因。
 
立式加工中心出现圆度误差的原因示意图
 

  立式加工中心出现圆度误差的原因一:反向越冲

 
  反向越冲的产生,是由于当机床某一个轴向某一方向驱动,然后必须向相反方向反向移动时,该轴驱动电机施加的扭矩不够,造成在换向处由于摩擦力的方向发生改变而出现短时的粘性停顿。反向越冲将使圆弧插补刀具轨迹出现一个小平台后再向原轨迹复位的台阶。在图形上表现为:在某轴上有一小尖峰,尖峰大小随机床进给率的不同而变化。
 
  出现反向越冲时,首先检查机床参数2003#5是否为1,然后调整参数2048,范围:0—2000,以原值为基础,以50为单位进行调整,通常设为600,也可以配合参数2071(作用时间)进行调整,范围:0—20,以原值为基础,以1为单位进行调整,通常设为8即可。同时,在机床不产生震动和噪音的前提下,增大机床的速度环增益可以改善反向越冲和整体圆度值。
 

  立式加工中心出现圆度误差的原因二:反向间隙

 
  当机床某一轴出现丝杠磨损、螺母损坏或导轨磨损等情况时,会导致滚珠丝杠中扭曲过大而引起反向间隙。反向间隙在球杆仪检测图形中表现为:在沿某轴线处有沿图形中心外凸(正值)或内凹(负值)的一个或数个台阶,其大小通常不受机床进给率的影响。
 
  通过调整机床参数1851可以减小反向间隙对圆度误差的影响,方法为:若球杆仪检测时所测结果是正值,增加1851的值,负值则相反。正常情况下,在机床螺距补偿时,把参数1852的补偿值同时写到参数1851里,那么此时的反向间隙就不会太大了。
 

  立式加工中心出现圆度误差的原因三:伺服不匹配

 
  如果用球杆仪检测圆度误差时诊断出伺服不匹配,表明机床的一根轴超前于另一轴。根据不同被测轴间的关系,伺服不匹配可能为正,也可能为负。以XY平面为例,若为正值,则说明Y轴超前于X轴,为负值则相反。超前轴的增益较高。
 
  此时,图形具有椭圆或花生形,沿45度或135度对角方向拉伸变形。在分别进行顺时针或逆时针测试时,拉伸变形轴向发生改变,通常随着机床进给率的增加,拉伸变形量也会增加。将两个方向的图形显示在一起。
 
  伺服不匹配将带来被插补的圆弧不圆。一般来看,机床进给率越高造成插补圆的椭圆程度越大。通过调整机床各个轴的位置环增益(参数1825)使其平衡,且应该保持三轴一致,范围在3000—5000。由于在较低进给率时伺服不匹配影响较小,因此要得到较高精度的圆弧插补,可采取较低的进给率。
 

  立式加工中心出现圆度误差的原因四:比例不匹配

 
  比例不匹配误差是指在测试中被测量轴间的行程差,例如,机床在XY平面内运行一个圆周,理论上X轴和Y轴运行的距离应完全相同。如果有不同,两轴间运动位置差就是比例不匹配误差。如果给出比例不匹配的值为正值,那么X轴移动距离超过Y轴。否则相反。
 
  出现比例不匹配的原因可能是:机床上线性误差补偿参数设定有误;该轴导轨直线度不合或刚性不足;滚珠丝杠可能出现故障或过热,导致丝杠螺距误差。
 
  具有比例不匹配的球杆仪检测图形呈现椭圆或花生形,沿0度或90度轴方向拉伸变形。拉伸变形不受数据采集方向的影响,即分别在进行顺时针或逆时针测试时拉伸变形方向不会发生改变。其大小通常不受机床进给率的影响。
 

  立式加工中心出现圆度误差的原因五:垂直度

 
  垂直度误差是因为被测试机床的X轴和Y轴相互间不为90度,两轴可能有局部弯曲或机床轴可能整体未调直、机床轴可能刚性不够导致某些部位不直、或者机床导轨可能过分磨损导致机床在运动时轴中有一定间隙。
 
  垂直度差会使图形具有椭圆或花生形状,沿45度或135度对角拉伸变形。在顺时针和逆时针方向测试时,轴的拉伸方向相同。拉伸量不受进给率的影响。垂直度误差为正值表明在测试平面内,两轴正向夹角超过90度,为负值表明两轴正向夹角小于90度。
 
  如果整台机床均受垂直度误差的影响,那么可能的话应重新调整机床轴。如果导轨出现严重磨损,也许需要更换磨损部件。一般情况下,只要球杆仪诊断显示垂直度超过30um/m,就会严重影响机床圆度误差,需要重新进行调整。
 
  以上就是立式加工中心出现圆度误差的原因分析,操作人员千万不要因为麻烦而懒得操作这一步,否则就会严重影响立式加工中心精度,当然,如果想要避免出现圆度误差的话,可以在平时保养立式加工中心时多下点功夫。