【正文】 軌的制造精度及精度保持性對機床加工精度有著重要的影響。數(shù)控銑床對導軌的主要要求如下。（1） 導向精度高 導向精度是指機床的動導軌沿支承導軌運動的直線度（對直線運動導軌）或圓度（對圓周運動導軌）。無論空載還是加工，導軌都應該具有足夠的導向精度，這是對導軌的基本要求。各種銑床對于導軌導軌本身的精度都有規(guī)定或標準，以保證導軌的導向精度。（2） 精度保持性好 精度保持性是指導軌能否長期保持原始精度。影響精度保持性的主要因素是導軌的磨損，此外，還與導軌的結構形式及支承件的材料有關。數(shù)控銑床的精度保持性要求比普通機床高，應采用摩擦因數(shù)小的滾動導軌，塑料導軌或靜壓導軌。（3） 足夠的剛度 機床個運動部件所受的外力，最后都由導軌面來承受。若導軌受力后變形過大，不僅破壞了導向精度，而且惡化了導軌的工作條件。導軌的剛度主要決定于導軌類型，結構形式和尺寸大小、導軌與床身的連接方式、導軌材料和表面加工質量等。數(shù)控銑床的導軌截面積通常較大，有時還需要在主導軌外添加輔導導軌來提高剛度。（4） 良好的摩擦特性 數(shù)控銑床導軌的摩擦因數(shù)要小，而且動、靜摩擦因數(shù)應盡量接近，以減少摩擦阻力和導軌熱變形，使運動輕便平穩(wěn)，低速無爬行。此外，導軌結構工藝性要好，便于制造和裝配，便于檢驗、調整和維修，而且有合理的導軌防護和潤滑措施等。普通機床的導軌多采用鑄鐵鑄鐵或鑄鐵淬火鋼滑動導軌，其靜摩擦因數(shù)大，動靜摩擦因數(shù)相差較大，低速時易出現(xiàn)爬行，影響運動的平穩(wěn)性和定位的精度，力矩損失大。而將導軌改造為滾動導軌或靜壓導軌工藝復雜，費用大，周期長。較為常見的是采用在原導軌上粘接聚四氟乙烯軟袋的方法。這種方法實現(xiàn)比較方便，費用低，動、靜摩擦因數(shù)相差小，耐磨性和抗咬傷力強，具有良好的自潤滑性和抗振性，進給運動無爬行，運動平穩(wěn)，因而得到了廣泛采用。(2). 機床導軌貼塑工藝實施在機床數(shù)控化改造工作中，除進行兩坐標軸的機械改造，配置數(shù)控系統(tǒng)、步進電機．實現(xiàn)機床的數(shù)控加工，提高機床的自動化能力，產品質量和生產力水平外，還有一項對機床性能有重要影響的工藝措施，那就是對機床導軌實旆貼塑工藝。（1） 塑料導軌軟帶的類型與特點塑料導軌已廣泛用于數(shù)控機床上，其動、靜摩擦系數(shù)相差很小， 能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性、抗撕傷能力強；加工性和化學穩(wěn)定性好，工藝簡單，成本低，并有良好的自潤滑和抗震性。塑料導軌多與鑄鐵導軌或淬硬鋼導軌相配使用。近年來，國內外已研制了數(shù)十種塑料基體的復合材料用于機床導軌，其中比較引人注目的為應用較廣的填充PTEE(聚四氟乙烯)軟帶，如美國的霞板(Shanban)公司的德爾賽“塑料導軌軟帶和我國的TSF軟帶口”。塑料導軌與其他導軌相比，有如下特點：1 摩擦因數(shù)低而穩(wěn)定，比鑄鐵導軌低一個數(shù)量級。2 動、靜摩擦系數(shù)相近。運動平穩(wěn)性和爬行性能較鑄鐵導軌副好。3 吸收振動。具有良好的阻尼性。4 耐磨性好。有自潤滑作用，無潤滑油也能工作?；覊m磨粒的嵌入性好。5 化學穩(wěn)定性好。耐磨、耐低溫、耐酸、強堿、強氧化性及各種有機溶劑。6 維護修理方便。7 經濟性好。結構簡單，成本低，約為滾動導軌成本的1／20。（2） 塑料軟帶應用及貼塑工藝對數(shù)控機床來說，導軌副除具有普通機床導向精度和工藝性外，還應考慮具有良好的耐摩擦、耐磨損特性、并避免因摩擦阻力而產生死區(qū)，同時又有足夠的剛度，以減小導軌副變形對加工精度的影響，更要有合理的導軌副防護和潤滑。本改造實例的改造工藝采用導軌面經機械加工后貼一層聚四氟乙烯軟帶這一貼塑方案。① 聚四氟乙烯導軌板阿性能成分： 聚四氟乙烯、青銅粉、其它填充料最大可承受壓力：llMpa干摩擦系數(shù)：0．05有潤滑時的摩擦系數(shù)：0．03② 聚四氟乙烯導軌板的規(guī)格導軌板長度約4m，導軌板一般選用1．0、1．2ram厚度。導軌板太厚，導軌板自身容易產生變形影響運動精度，導軌板太薄則在精加工其表面時，容易穿透。本次應用1．0：mm軟帶進行工藝改造。③ 貼塑工藝塑料軟帶一般粘貼在短的動導軌上，不受導軌形式限制，其粘貼工藝包括：金屬導軌面加工：軟帶切割成形及清洗；粘貼及加工。 第四章 機床參數(shù)的設定與調試 系統(tǒng)參數(shù)決定系統(tǒng)工作方式，系統(tǒng)要正常工作，必須正確設置系統(tǒng)參數(shù)。一般情況下，系統(tǒng)在出廠時，系統(tǒng)參數(shù)己設好；現(xiàn)場調試時，根據機床的具體情況，可修改系統(tǒng)參數(shù)。進入系統(tǒng)參數(shù)要輸入口令，輸入口令便可進入系統(tǒng)對各坐標軸電機運行方向、回機床零方向、脈沖迸給當量、加速過程、手動速度、機床零點返回參數(shù)、延時及間隙補償?shù)葏?shù)進行設置14引。在調試過程中，會涉及許多參數(shù)的設定，如PLC參數(shù)、坐標參數(shù)、回參考點參數(shù)、軟限位反向間隙補償參數(shù)、絲杠螺距誤差補償參數(shù)、主軸參數(shù)等，每一參數(shù)均應按手冊說明及機床配置合理設置，方能進行調試。4．1系統(tǒng)常用技術參數(shù)設定數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設置是非常重要的環(huán)節(jié)。數(shù)控系統(tǒng)是整個機床的控制者，調整好這些參數(shù)，將有利于機床的正常運行，DTM．5T數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)可分為：NC參數(shù)、PLC參數(shù)以及功能部件參數(shù)(驅動器參數(shù)、變頻器參數(shù))。進給軸參數(shù)DTM．5T數(shù)控系統(tǒng)出廠時的系統(tǒng)配置為銑床系統(tǒng)——即坐標設定為第一軸為X軸，第二軸為Y軸，第三軸為Z軸，第四軸為主軸，加工工藝設定為銑削。DMT5T交流伺服電機的動態(tài)特性如圖所示，系統(tǒng)的一個獨特功能是對進給軸(坐標軸)的動態(tài)特性進行優(yōu)化。利用點動方式測試進給軸的動態(tài)特性，設定坐標的最高速度，并選擇合適的加速度。主軸參數(shù)設置(1)如果采用交流電機加變頻器驅動方式，或采用伺服電機驅動主軸方式，則該值為1；(2)如果主軸無編碼器反饋，則以下參數(shù)為0；(3)下列主軸參數(shù)應設定；(4)計算監(jiān)控頻率：主軸轉速3000轉／分=50轉／秒；50轉／秒1024脈沖／轉=51200脈沖／秒，加權后填入的機床參數(shù)，；(5)如果使用模擬量控制的主軸而且還有機械換檔；(6)在上述參數(shù)調試完畢后，需要根據用戶的需要設定數(shù)據保護級；PLC參數(shù)設定．DMT5T的CNC控制器由NCK(Numerical Control Kemel，數(shù)控控制核心)、MPC(Machine Control Panel， 機床控制面板)和PLC(ProgrammableLogical Controller，可編程邏輯控制器)組成14引。NCK負責進給軸的進給量、進給速度的控制，以及進給軸聯(lián)動時進給路徑的插補計算；且對模擬主軸的轉速進行控制。NCK通過向驅動系統(tǒng)發(fā)送一定數(shù)量和頻率的指令脈沖以及模擬量，來實現(xiàn)上述控制。MPC則通過控制面板上的按鍵、開關、顯示器、指示燈，來實現(xiàn)CNC同操作人員的交流。PLC通過邏輯(PLC用戶)程序、參數(shù)(PLC參數(shù))以及I／O接口來控制整個CNC的工作方式(手動、自動、編程方式)、加工的啟動或停止以及實現(xiàn)機床輔助功能(冷卻、潤滑、刀架、卡盤)的管理。PLC通過NCK傳送PLC的參數(shù)(NCK．PLC，只讀)，來獲知NCK的運行狀況，并通過PLC傳送MCP的參數(shù)(PLCNCK，可讀／可寫)，來控制NCK的運行；通過PLC傳送給MCP的參數(shù)(PLC．MCP，可讀／可寫)，來把NCK的運行狀況和結果顯示CNC的操作者。同理，PLC通過MCP傳送給PLC的參數(shù)(MPC．PLC，只讀)，來獲知CNC操作者的鍵盤指令；通過輸出接口或PLCNCK參數(shù)，來執(zhí)行操作者的鍵盤指令，并且PLC．MCP的參數(shù)，把鍵盤指令的運行狀況和結果顯示給CNC的操作者，就像CNC的輸入輸出接口(I／O接口)，把CNC的外部現(xiàn)場設備(冷卻、潤滑、刀架、卡盤、限位開關、按扭等)與CNC緊密地聯(lián)系在一起一樣；PLC參數(shù)把NCK、MPC同PLC緊密地聯(lián)系在了一起，可以把這些參數(shù)看成PLC的“軟I／O接口”。 驅動器參數(shù)設定DMT5T使用交流伺服電機驅動系統(tǒng)，其驅動器STEPDRIVE：C。驅動器可以驅動不同扭矩的交流伺服電機。在調試時需要按照所使用電機的扭矩設定驅動器的驅動電流?；貐⒖键c邏輯及間隙補償(1)回參考點邏輯DMT5T系統(tǒng)很多功能都建立在參考點的基礎上。自動方式和MDA方式只有在機床返回參考點后才能進行操作。反向間隙和絲杠螺距誤差補償也只有在返回參考點后才能生效。(2)回參考點模式參考點設置配置有兩種模式即雙開關模式和單開關模式。所謂雙開關模式，就是在坐標軸上有減速開關，在絲杠上有一接近開關(絲杠每旋轉一周產生一個脈沖)，減速開關信號輸入至PLC模塊，而接近開關產生的脈沖信號輸入至控制系統(tǒng)的高速輸入口∞0)，該方式可高速尋找減速開關，然后低速尋找接近開關，這樣回參考點的速度快且精度高。而且接近開關還可用作脈沖監(jiān)控。(3)設定坐標的軟限位及反向間隙補償在返回參考點功能調試完成，參考點位置之后，相應位置軟限位；測試反向間隙，并進行反向間隙補償；(4)旋轉監(jiān)控功能設置如果機床采用參考點配置I，利用絲杠每轉一圈接近開關產生的脈沖對交流伺服的輸出脈沖進行監(jiān)控，電機每轉脈沖數(shù)的容差應考慮到接近開關兩個沿的位置以及在最高進給速度時的跟隨誤差。該參數(shù)設定后，系統(tǒng)在下一次上電時將對系統(tǒng)內存進行重新分配，用戶信息如零件程序，固定循環(huán)，刀具參數(shù)等將被清零。機電聯(lián)調機床的定位精度是測量機床各坐標軸在數(shù)控系統(tǒng)的控制下所能達到的位置精度。根據實測的定位精度數(shù)值，可以判斷這臺機床以后自動加工所能達到的加工精度。定位精度決定與數(shù)控系統(tǒng)和機械傳動的誤差，所以應對機床進行間隙補償兩的調整，使機床調到最佳狀態(tài)。(1)軟、硬限位參數(shù)設定為了保證數(shù)控機床的運行安全，每個直線軸的兩端都要進行限位，數(shù)控機床的限位可分為硬限位和軟限位兩種。在伺服軸的正、負極限位置1裝有限位開關或接近開關，這就是所謂的硬限位。硬限位是伺服軸運動超程的最后一道防護，越過硬限位后的很短距離就到達機械硬限位。伺服軸的軟限位是以機床參考點為基準。(2)參數(shù)選擇①回參考點速度設定：尋找參考點，按三個階段設計，以達到精確回參考點，如圖6．2所示。其中：Vc一尋找減速模塊速；VM一尋找同步脈沖(即BERO接近開關信)； VP參考點定位速度。4．2反向間隙補償機械傳動鏈在改變轉向時，由于齒隙的存在，會引起進給電機的空走，而無工作臺的實際移動，這種齒隙誤差對于機床加工精度具有很大的影響，必須加以補償。CNC系統(tǒng)是在位控程序計算反饋位置增量的過程中加入齒隙補償以求得實際反饋位置增量的，各坐標軸的反向間隙值被預先測定好，作為機床參數(shù)寫入CNC系統(tǒng)中。每當檢測坐標軸改變方向時，自動將齒隙補償值加到由反饋元件檢測到的反饋位置增量中，但如果齒隙太大，要分交流伺服行補償，其原理如圖所示。4．3絲杠螺距誤差補償螺距誤差補償一般選取機床參考點作為補償?shù)幕鶞庶c，首先應計算補償點數(shù)，輸入CNC系統(tǒng)，因為CNC系統(tǒng)在補償前必須得到各補償點的反饋增量值修正(IFC，Incremental Feed Correction)，各補償點的補償值一般采用激光干涉儀測量得到。通過螺距補償，定位誤差大幅度減小。螺距誤差補償是按軸進行的，并且只有在返回參考點后生效。螺距誤差補償?shù)狞c數(shù)和絲杠的長度、補償間距等有關系。IFC=(數(shù)控指令命令值．實際命令值)／伺服分辨率K≥(LE—Ls)／△L+I (62)式中：LE～絲杠補償段終點；Ls一絲杠補償段起點；AL一采樣長度(相鄰兩個補償點的長度)。當絲杠的長度一定時，補償間距越小，則點數(shù)越多，定位精度越高。但補償點數(shù)越多時占用的用戶存儲器空間越大，從而使得用戶程序等存儲空間相應減少。螺距誤差補償?shù)幕静襟E如下：計算補償點數(shù)，定置間距；測量各點的補償值，測量5次取平均值；采用CNC系統(tǒng)生成補償文件；補償文件傳入PC計算機；在PC機上編輯并輸入補償值；將補償文件再傳入CNC系統(tǒng)中；激活絲杠螺距誤差補償功能。調試必須按事先確定的步驟和要求進行。調試人員應頭腦冷靜，隨時記錄，以便發(fā)現(xiàn)和解決問題。調試中首先試安全保護系統(tǒng)靈敏度，防止人身、設備事故發(fā)生。調試現(xiàn)場必須清理干凈，無多余物品；各運動坐標拖板處于全行程中心位置；先空載后加載；能模擬試驗的，先模擬后實際操作；先手動后自動。4．4．1調試步驟根據說明書把要修改的參數(shù)進行修改，首先是手動調試，在系統(tǒng)中給出相應的進給量，如：0．01mm，把百分表放在要測的位置，如果要測Y軸，則把磁力表座吸在導軌面上，把表頭觸在中拖板上即可；如要測X軸，把表頭觸在刀架上即可。然后自動，編一個小小的程序，讓X軸、Y軸自動工作，包括正向和反向，還有刀架的運轉。如圖所示。再對系統(tǒng)中的每一項進行調試，如：手動、自動、參數(shù)的修改、程序的編輯和輸出等各項。最后是工件試切，看是否能達到所要求的精度。注意：要對外圓、直線和孔的試切，一般孔的試切的正確是否與主軸編碼器的安裝是否正確直接相關聯(lián)。4．4．2常見的故障及解決方法調試中常見的故障及解決方法：例如：在調試時我曾遇見產生伺服報警就可能有以下各種原因：(1)鑲條松動，造成某個方向過緊。(2)導軌潤滑不好造成摩擦力過大。(3)滾動絲杠換向器有問題，導軌絲杠卡住。(4)伺服系統(tǒng)增益過大，造成電動機啟動，停止時沖擊過大。(5)伺服電機抱閘沒打開。(6)切削量過大。(7)刀具損壞。(8)防護罩卡住。每一項故障的產生原因都有多種因素。因此遇到問題不能驚慌。首先要確定故障發(fā)生時有無特殊的情況，如：是否有撞擊聲音產生；是否有電弧光現(xiàn)象；是否有特殊氣味等。然后根據不同的現(xiàn)象解決不同的問題。再例如：加工出來的產品不合格，則首先檢查刀具是否損壞，接著檢查的就是主軸編碼器的安裝與主軸的轉速是否同步等原因。電氣方面：數(shù)控機床的電氣故障可按故障的性質、表象、原因或后果等分類。(1)以故障發(fā)生的部位，分為硬件故障和軟件故障；(2)以故障出現(xiàn)時有無指示，分為有診斷指示故障和無診斷指示故障；(3)以故障出現(xiàn)時有無破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障；(4)以故障出現(xiàn)的或然性，分為系統(tǒng)故障和隨機性故障；(5)以機床的運動品質特性來衡量，則是機床運動特性下降的故障。4