加工中心切圆的一种异常现象分析

加工中心的工作精度是检验机床整机性能的重要指标,通过对被加工件的检验及分析,可以对整机的各个性能作出较全面的判定。如果通过对加工件的检验发现有问题,那么此时判定被加工件的形状就变得非常重要,只有明确判定工件的形状,才能就此展开对机床的性能进行分析。下面就加工中心切圆时出现的一种异常现象作如下介绍分析。

在用雷尼绍激光干涉仪对某立式加工中心所切的圆进行检验时,屏幕上出现了图1所示的形状。立式加工中心进行切圆加工是通过X轴与Y轴联动插补来实现的,从移动速度上来说由Y1到X1的过程是机床Y轴速度越来越快,当到达X1点时达到最快,而X轴是越来越慢,X1点是机床X轴反向点。从Y2到X2点也是同样的过程。而恰恰就在X1和X2点上出现了两尖点,首先从图形上看,可以肯定是X轴在反向时出现了问题。那么X轴怎么会在反向时突然向外跳动然后又迅速拉回呢?如果真是这样的话,那么只有一种可能,就是系统出现了问题,在X轴反向时系统给出了一个向外跳动的指令,但这一假设是不可能的。之后又用百分表进行测量,在X1及X2点处的确出现了跳表。经过认真仔细的分析,最终确认在X1及X2处发生的实际情况如图2所示,当X轴到达X1及X2点时,X轴根本没动,而此时Y轴却一直在进行着插补运动,当Y轴运行了Ya距离后,X轴却突然运行了Xa段距离,得出这一实际情况后就可以对机床进行现象分析了。

作为X轴在Y轴运行了Ya距离的同时,X轴的电动机也同时做着插补运动,而X轴不动,说明此时的机床低速特性非常差,可以肯定机床的失动量非常大,而造成这一现象的根本原因是机床电动机惯量与机床移动件的移动惯量的匹配不恰当。移动件的惯量一般而言,不应大于电动机惯量的3倍,如果超出3倍,将造成机床的定位精度超差或机床失动量过大。分析图2,X轴突然运动Xa是由于此时X轴运动最慢的时候,其每次运动的插补补偿值非常小,由于X轴的失动量太大,那么虽然电动机在动,但移动件并不移动,当电动机的运转达到一定数值后,X轴却突然跳动,就造成了图2的结果。之后通过计算也证明了这一判断是正确的。

通过这一次实践说明,仪器是可以检验出机床的异常现象的,但必须对仪器中显示的图形进行仔细的分析,才能得出正确的结论。

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