数控车床乱丝扣问题的分析与处理

第 2 2 卷第 1 期 2 0 1 2牟 3月 江 汉 石 油 科 技 J I ANGHAN P E TR0U E UM S C I ENC E AND T EC HNOL O GY V0 1 2 2 N o 1 Ma r 2 01 2 数控 车床 乱丝扣 问题 的分 析与处理 吴 一 EL国 天I 江汉 石油管理局第三机械厂 湖北 武汉4 3 0 0 4 0 摘 要 数控车床车丝扣有时乱扣 通过几个方分面的析和问题的排查 其根本原因出在z 轴伺服电 机 同滚珠丝杠连接 的胀 紧套轴端 出现磨损 产生瞬间打滑所致 为了节约成本 保证 生产任务的顺利完 成 先将丝杆轴端磨损处磨光 再将这一部分刷镀到要求的尺寸 2 5 m m 0 0 2 经过这样的处理后 将 机床装好试车 结果完全排除了上面的问题 恢复 了该机床的正常使用 关 键词 乱丝扣 主轴转速 Z轴进给量 胀 紧套 刷镀 C Y N C P 一 4 0 0 是我厂现有机床中最早进厂的数控 机床 它是采用MN c 8 6 2 数控系统 x 轴和z 轴 均用半闭环控制 主轴运用双速电机进行变档调速 的经 济型 的数控车床 该机 床用G 7 8 指 令车丝 扣 时 有时出现乱扣现象 导致无法进行正常加工 1 数控车床乱丝扣问题的分析 数控车床车丝扣时螺纹乱扣的原因很多 有系 统的原 因 有操作的原因 也有设备的原因 但该 机床系统之前一直正常 其操作者是高级技师 这 两者经过排查不存在问题 其主要原因可能是设备 存在问题 1 1 G7 8 令 j n r 螺纹简单介绍 为了解决这一问题 首先必须了解G 7 8 指令 用该指令加工螺纹时 主轴每转一周 z 轴进给量 是数控系统 已经计算好的 不需要人为的去操作 所 以这一现象的发生必须从主轴转速和z 轴进给量 两部分来进行分析 主轴转速它是主轴电机通过皮 带传动到主轴离合器 带动主轴运转 另一部分传 动到测速机 再由测速机将信号反馈给系统来检测 主轴的转速 系统根据这一转速来确定用G 7 8 时z 轴 的进给量 当系统检测到的转速同主轴本来的转速 不相等时 用G 7 8 指令时就会出现N L u 现象 1 2主轴转速的问题分析 因为乱扣只是有时发生 在传动机构的刚性连 接上不应该存在问题 如果是转速出现问题很有可 能是传动皮带或者是离合器偶尔出现打滑 打开机 床床头箱 将主轴所有的传动部分进行了认真仔细 的检查 特别是传动皮带和离合器部分 没有发现 任何明显 的异常问题 此时将主轴启动起来 同时 用转速表监测主轴的转速 其结果同系统显示的转 速保持一致 并且在不 同的档位得到不同的相应稳 定值 这样就可以排除主轴转速的问题 1 3 Z 轴的进给部分分析 那么问题就出在z 轴的进给部分 而z 轴的进给 是由z 轴伺服驱动板驱动z 轴伺服电机 再通过胀紧 套直接带动滚珠丝杆来拖动大拖板完成 的 其位置 的检测是由z 轴电机的编码器来执行 没有全闭环 系统 的光栅尺 所 以其 问题有可能 出在编码器和 z 轴本身的传动部分 既然用G 7 8 指令时a L u 那么用G 0 1 指令车外 圆时也有可能 出现尺寸 的偏差 用该机床 车4 0 0 5 0 0 m m长的外圆 其实测尺寸有 时比系统显示的尺 寸小 1 2 m m 这就说 明是z 轴 的位 移量发生 了偏 差 并且用手摇轮来检测编码器发现它们保持一 致 这样也就排除z 轴 电机编码器的问题 看来问 题就出在z 轴的传动机构上 打开z 轴负载监控表 在加工过程中 发现其负载有时出现瞬间波动 将 z 轴滚珠丝杆两端的锁紧帽及胀紧套 的压紧端盖重 新调节紧固 问题依然存在 作者简介 吴卫国 工程师 1 9 9 3 年7 月毕业于承德石 油高等专科学校工业企业电气化专业 现在江汉石油管理 局第三机械厂二车间从事技术工作 下转第6 2 页 6 2 江 汉 石 油 科 技 第 2 2 卷 油井区域视频监控 单井电子巡井 井场数据实时 采集 自动化控制等功能 站场数字化管理也取得 了重要进展 增压站 接转站 联合站等的压力 温度 流量等控制实现了数字化 各类生产数据管 理在数字油 田监控系统平 台上得以轻松实现 生产 管理过程更加智能化 正在建设 阶段 的江汉油 田社会治安视频监控系 统 是 目前整个江汉油 田规模最大 技术最先进 功能最全面 安全可靠性最高的全数字 网络视频监 控系统 江汉油 田数字化监控系统 的建设要充分利 用信息技术 数据整合技术 数据共享与交换技 术 结合油田特点 依托油田社会治安视频监控系 统平台 集成 整合现有的综合资源 创新技术和 管理理念 通过对现有系统的扩容改造和二次开 发 建立全油田统一的数字化油田监控系统 实现 同一平台 信息共享 多级监视 分散控制 达到强化安全 过程监控 节约人力资源和提高效 益 的目标 提高油 田采收率 增加原油产量 提升 企业核心竞争力 编辑汪孝芝 上接第4 9 页 1 4 胀紧套联轴器部分的问题分析 通过前面的逐一排除 问题最大可能出在胀紧 套同丝杆连接上 胀紧套联轴器结构紧凑 适用于 安装空间较小的场合 对 中性好 但缺点是传递的 载荷较小 在数控机床上采用较为普遍 这样通过 调节胀紧套压紧端盖不仅可以保证它们之间的连接 方便 而且更起到在过载时保护伺服电机和滚珠丝 杆的作用 这种结构对于机床的精度在一定年限内 没影响 但受交替载荷及大切削用量或不合理操作 引起 的撞车等因素影响 会造成胀紧出现打滑 磨 损 造成传递扭矩能力下降 在胀紧套的调节压紧端盖同滚珠丝杆端用记号 笔作一条折线 让机床进行正常加工 结果发现这 条折线发生了错位偏移 这一现象就说明问题出现 在滚珠丝杆 同胀紧套的连接部分 将z 轴的伺服 电 机拆掉 将一标准为2 5 mm的两胀紧套取 出 结果发 现z 轴 的滚珠丝杆同胀紧套 的连接轴端严重磨损 这一结果 就导致胀紧套不能很好压紧滚珠丝杆轴 端 在进行加工时出现打滑现象 造成 了用G 7 8 H J L 扣 用G 0 1 车外圆时出现尺寸偏差 2 问题的解决 由于胀紧套是标准件 不可能通过改变胀紧套 的尺寸来满足已磨损的滚珠丝杆轴端 而滚珠丝杆 又相当贵重 这样一根丝杆最少得花费3 万元 并 且订制一根又要浪费不少时间 为了节约成本 保 证生产任务的顺利完成 先将丝杆轴端磨损处磨 光 再 将 这 一部 分刷 镀 到要 求 的尺 寸 2 5 m m一 0 0 2 因为尺寸过大胀紧套不容易安装 过小胀紧 套不能很好压紧丝杠 经过这样