高速高精度加工机床有关振动抑制的调整
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如何解决加工中车床振动震刀问题机床在加工过程中震动,最常见于车床,镗床加工过程中,造成工件表面有颤纹,返工率、废品率高,伴有震刀打刀现象。
机床震动原因一般是机床-工件-刀具三个系统中任一个或多个系统刚性不足,下面先说振动、震刀产生时都需要从哪些方面入手排查:1,工件方面的排查点:加工工件常见以下几种:(1)细长轴类的外圆车削;一般切削点离夹持点的距离,如果长径比超过3的话就容易振刀,可以考虑改变下工艺。
(2)薄壁零件的外圆车削。
(3)箱形部品(如钣金焊接结构件)车削。
(4)超硬材质切削。
2,刀具原因(1)利用成型刀片进行成形车削;(2)刀具的角度特别是主偏角,后角,前角等;(3)刀刃的锋利程度;(4)刀尖圆弧半径是否过大;(5)切削参数是否合适。
3,机床原因:(1)活顶尖伸出过长(2)轴承已受损而继续切削一,首先排除刀具的问题:先查车刀本身刚度,是否未夹紧?是否伸出过长?是否垫片不平?再查车刀(镗刀)是否磨损?是否刀尖圆角或修光刃过宽?车刀后角是否过小?看一下你现在用的是90度刀还是45度的,试换一下。
另外走刀(进给量)太小,也可能是一种产生颤纹的诱因,可略调整加大一点。
你调整一下转速、单刀切削深度、进给量试一下来排除共振点。
二,排查机床及装卡部位原因:1.查找一下你的活顶尖是不是伸出过长,轴承是不是良好。
里面有平面滚动轴承组合。
实在怀疑,可以用死顶尖换用,注意中心孔的牛油润滑。
2.查找一下你尾架顶夹紧情况,夹紧条件下是不是左右里、上下里与机床主轴不同心。
3.把大中小拖板都紧一些,尤其是中拖板。
4.如果是机床的尾架部分你暂时无法去检查,(第1、2点,需要一些钳工基础),可以试着从卡抓端向尾部走刀。
反车,可以最大程度削除尾端的不给力。
5.如果第4步还有情况,要看一下主轴了,当然,如是三抓,也要查一下,是不是螺旋槽有损坏。
四抓是人工自支调的,就不需检查了。
如果你的主轴瓦已经真的紧到位了,工件也不是薄壁空心件或悬伸过长,卡盘夹紧也没问题。
数控机床编程中如何避免程序加工过程中的振动问题引言:数控机床是一种高度自动化的机械设备,广泛应用于各个工业领域。
在数控机床编程过程中,面临的一个常见问题是程序加工过程中的振动。
这种振动不仅会影响机械的加工精度和加工质量,还可能导致机床的损坏。
因此,在编程过程中正确处理振动问题是非常重要的。
本文将介绍数控机床编程中如何避免程序加工过程中的振动问题的几种方法。
一、合理的刀具路径规划在数控机床编程中,刀具路径规划对于避免振动问题至关重要。
合理的刀具路径规划可以使刀具与工件间的相互作用更加平稳,减少振动的发生。
以下是一些刀具路径规划的要点:1. 最小化空行程:空行程是指刀具在切削并非必需的时候进行移动的行程。
减少空行程可以有效减少机床的振动。
因此,在编程过程中应尽量精简刀具路径,避免不必要的移动。
2. 控制进给速度:进给速度是刀具与工件之间相对运动的速度,速度过快可能导致振动。
需要根据具体加工需求和机床的性能限制合理控制进给速度。
如果速度过快,可以适当减缓进给速度,以保持稳定的切削过程。
3. 合理的刀具选型:不同的加工需求需要选择不同类型的刀具。
在编程前要充分了解加工材料和需要加工的形状,选择合适的刀具。
合理的刀具选型可以减轻机床的负荷,减少振动的可能性。
二、优化加工参数设置除了刀具路径规划外,合理的加工参数设置也是避免振动问题的关键。
以下是一些常见的加工参数设置的优化方法:1. 切削速度:切削速度是指刀具切削工件时移动的速度。
过高的切削速度容易引起机床振动。
正确选择切削速度,根据具体材料的切削特性来决定,可以避免振动问题的发生。
2. 切削深度和切削宽度:合理的切削深度和切削宽度可以使机床处于稳定的工作状态。
如果切削深度和切削宽度过大,容易导致机床超载和振动。
因此,在编程时要根据机床的承载能力和加工材料的切削特性来选择适当的切削深度和切削宽度。
3. 切削进给量:切削进给量是指刀具在工件表面上一次切削的距离。
频率响应原理1.简介:在伺服调试过程中,会经常用到频率响应曲线,特别是振动抑制,电流环HRV,HRV 过滤器等,甚至评价机械刚性的高低都是采用该曲线进行分析,在所有的介绍[SERVO GUIDE]的资料中,几乎每个调试步骤中都可能用到频率响应曲线(波形)。
可以说,不会使用频率响应曲线就不能正确的进行伺服参数的调整(当然不包括基本参数的设定),以及在一些介绍有关高速高精度参数的调整中也会有应用。
分析好了该曲线,进行伺服调试就会得心应手。
所以,在进行伺服系统调试时应该了解一下伺服控制中频率响应的基本原理。
2.信号采集:`从下面的控制框图中获得上述框图中,将输入信号和输入信号取出如下。
幅度变化相位变化由于增益的大小不同,输出信号幅度和相位随着频率的增高,发生相应的变化,产生衰减或迟后,或者由于共振产生突然变大。
3. 幅频和相频特性曲线1.根据上述的曲线,将输入信号和输出信号的幅度比较,按下面公式计算:输出信号幅度幅度频率响应=20Log 10 (dB)输入信号幅度如果输出信号幅度=输入信号幅度,则,GAIN=0dB 。
将频率作为横坐标,幅度作为纵坐标,画出幅-频响应曲线如下:(dB)2.同样,将输入信号和输出信号的相位进行比较。
计算公式如下:输出信号相位相位频率响应=20Log 10 (deg )输入信号相位如果输出信号幅度=输入信号幅度,则,GAIN=0deg 。
画出幅-频响应曲线如下:4. 实际机床的幅频和相频特性在伺服控制中,伺服增益(V-GAIN )一般为PK1V 和PK2V ,对应的参数如下: PK1V=NO.2043 * ((256+NO2021)/256)PK2V= NO.2044* ((256+NO2021)/256)VG= ((256+NO.2021)/256)*100%PK1V=NO.2043* VGPK2V=NO.2044*VG在调整时,只要改变VG(NO.2021 对应,在伺服调整画面的V GAIN数值)的数就可以了,在后面的说明中,如果没有特别说明,所提到的伺服增益都是指这个VG。
数控机床振动测量和控制技术随着行业、航空制造业对加工速度、加工精度和表面质量的要求愈来愈高以及高速加工技术的发展,和制造商面临着如何在实现较高加工速度的同时保证加工精度和表面质量的课题。
一般而言,数控机床的振动和震动有细微但很明确的区别(如图1):在电机带宽以内的低频运动通常称之为振动,可以在保持机械结构不变的前提下进行消除和抑制;高于电机带宽的高频运动通常称之为震动,往往需要对机械结构进行修改,增加机械的刚性达到减轻振动的目的。
数控机床或机器人的振动能够增加工件加工时间、降低表面质量甚至精度。
图1. 振动和震动的区别本文将以五轴数控机床为例,重点介绍基于加速度传感器对高速数控机床进行振动控制的新技术。
1.DAS(Direct Acceleration Sensor)加速度传感器传统中采用惯性测量单元(IMU,Inertial Measurement Unit)可以进行惯性乃至振动的测量。
但是,由于惯性测量单元的尺寸较大、成本较高以及测量频率范围过窄而难以用于数控机床和机器人行业。
采用DAS加速度传感器可以很好的适应数控机床应用,它具有尺寸紧凑(约100x100x30 mm)和测量频率范围近于电机频率(约100 Hz)以及占用数控机床整机的成本较小(约占整机成本5%)等特点。
同时,由于采用以太网(Ethernet)技术,DAS加速度传感器的数据采集频率约为100 Mb/s,可以满足数控系统对采样周期的较高要求。
在硬件结构上,DAS加速度传感器采用大量的平面线性加速度计进行排列,能够进行直线加速度和角加速度的测量,可测量轴数达6个。
在软件功能上,DAS 加速度传感器中有丰富的DAS API库函数,能够通过Ethernet UDP和简单的客户/服务器协议与计算机进行通讯,允许用户在Windows和Linux下开发多种应用,完成较为复杂的工作。
图2. DAS加速度传感器2.基于DAS加速度传感器估算TCP速度验证通过加速度传感器的DAS API库,可以对采集到的加速度传感器的加速度信息进行贝叶斯估算和传感器融合算法进行中心点TCP速度的估算。
F A N U C高速高精加工的参数调整This manuscript was revised by the office on December 22, 2012铣床、加工中心高速、高精加工的参数调整(北京发那科机电有限公司王玉琪)使用铣床或加工中心机床加工高精度零件(如模具)时,应根据实际机床的机械性能对CNC系统(包括伺服)进行调整。
在FANUC的AC 电机的参数说明书中叙述了一般调整方法。
本文是参数说明书中相关部分的翻译稿,最后的“补充说明”叙述了一些实际调试经验和注意事项,仅供大家参考。
对于数控车床,可以参考此调整方法。
但是车床CNC系统无G08和G05功能,故车床加工精度(如车螺纹等)不佳时,只能调整HRV参数和伺服参数。
Cs控制时还可调整主轴的控制参数。
目录1伺服HRV控制的调整步骤⑴概述i系列CNC(15i/16i/18i)的伺服因为使用了HRV2和HRV3控制(21i为选择功能),改善了电流回路的响应,因此可使速度回路和位置回路设定较高而稳定的增益值。
图使用伺服HRV控制后的效果速度回路和位置回路的高增益,可以改善伺服系统的响应和刚性。
因此可以减小机床的加工形状误差,提高定位速度。
由于这一效果,使得伺服调整简化。
HRV2控制可以改善整个系统的伺服性能。
伺服用HRV2调整后,可以用HRV3改善高速电流控制,因此可进行高精度的机械加工。
若伺服HRV控制与CNC的预读(Look-ahead)控制,AI轮廓控制,AI纳米轮廓控制和高精度轮廓控制相结合,会大大改善加工性能。
关于这方面的详细叙述,请见节“高速、高精加工的伺服参数调整”。
2图伺服HRV控制的效果实例⑵适用的伺服软件系列号及版本号90B0/A(01)及其以后的版本(用于15i,16i,18i和21i,但必须使用320C5410伺服卡)。
⑶调整步骤概况HRV2和HRV3控制的调整与设定大致用以下步骤:①设定电流回路的周期和电流回路的增益(图中的*1 )电流回路的周期从以前的250μs降为125μs。
高速立式加工中心床身静动态特性分析及优化设计高速立式加工中心床身静动态特性分析及优化设计引言:高速立式加工中心是一种先进的机床设备,广泛应用于航空航天、汽车零部件、模具制造等领域。
床身作为高速立式加工中心的支撑结构,其静态和动态特性对加工精度和工作稳定性具有重要影响。
因此,在设计和制造过程中对床身的结构优化和动态特性分析是至关重要的。
1. 床身结构设计和分析1.1 结构设计高速立式加工中心床身的设计主要考虑到机床的刚性,稳定性,和振动抑制等特性。
床身通常采用整体铸造或焊接结构,以确保高强度和刚性。
在设计过程中,首先需要通过有限元分析确定合适的床身结构和尺寸。
有限元分析可以模拟床身在载荷作用下的应力分布和位移情况,为床身的优化设计提供依据。
1.2 床身静态特性分析床身的静态特性是指在不考虑外界作用力的情况下,床身的变形和应力分布情况。
通过有限元分析可以得到床身在不同载荷下的应力、变形和位移等参数,进而评估床身的刚性和稳定性。
2. 床身动态特性分析及优化设计2.1 动态特性分析床身的动态特性是指在加工过程中床身的振动和共振情况。
它对加工精度和工作稳定性具有重要影响。
通过模态分析和动力学仿真可以研究床身的共振频率和振动模式,进而优化床身的结构。
2.2 动态特性优化设计床身的动态特性可以通过以下几个方面进行优化设计:2.2.1 结构调整根据动态特性分析的结果,可以对床身的结构进行调整。
例如,通过改变床身的刚度分布或增加支撑梁的数量来改善床身的共振频率和振动模式。
2.2.2 材料选择选择合适的材料可以改变床身的动态特性。
比如采用高强度、低密度的材料可以提高床身的刚度和降低共振频率。
2.2.3 减振措施在床身设计中引入减振措施可以有效地降低振动幅度和共振频率。
例如,通过在床身中添加减振材料或减振结构实现振动的消除或抑制。
结论:通过对高速立式加工中心床身的静动态特性分析与优化设计,可以改善床身的结构刚性和振动特性,提高加工精度和工作稳定性。
CNC加工振动解决方案CNC加工振动是指在CNC加工过程中产生的机械振动,可能会导致加工精度下降,工件质量不稳定,甚至损坏加工设备。
因此,解决CNC加工振动问题对于提高加工质量和效率非常重要。
下面是一些解决CNC加工振动问题的有效方案:1.提高刚性:CNC加工设备的刚性对振动抑制起着至关重要的作用。
通过增加机械结构的刚性,可以大大减小振动的幅度。
具体的方法包括增加加工床的重量、采用更加坚固的材质、优化结构设计等。
2.优化切削参数:切削参数的选择直接影响加工过程中的振动情况。
合理选择切削速度、进给速度、切削深度等参数,可以减小切削力和振动。
同时,采用合适的切削液和刀具,也可降低振动的产生。
3.振动监测与控制技术:利用振动传感器等装置对CNC加工过程中的振动进行实时监测和分析,可以及时发现和解决振动问题。
同时,通过控制系统调整切削参数或加工路径,实现对振动的主动控制,可以显著降低振动幅度。
4.平衡和校正:机床的平衡和工件的校正也是减小振动的重要手段。
对于机床,可以通过平衡机床的主轴、电机和刀具等部件来消除不平衡引起的振动。
对于工件,可以在加工开始前进行预校正,消除或减小由于工件不平衡引起的振动。
5.阻尼和隔振措施:通过采用阻尼和隔振技术,可以有效抑制机床和工件振动的传播。
阻尼措施包括振动吸收材料的使用、结构改进以提高材料的阻尼比、增添阻尼器等。
隔振措施则包括使用隔振垫、隔振脚等隔振装置,将机床与地面隔离,减小振动的传递。
6.加工策略优化:在CNC加工过程中,合理的加工策略可以减小振动的产生。
例如,采用粗加工和半粗加工的方式,减少切削深度,增加进给速度等,可以减小切削力和振动。
7.选择合适的工件夹持方式:工件夹持方式直接影响了工件在加工过程中的稳定性和振动情况。
根据不同的工件特点,选择合适的夹具和夹持方式,可以降低振动的发生。
综上所述,解决CNC加工振动问题需要综合运用多种方法和技术手段。
通过提高机床的刚性、优化切削参数、采用振动监测与控制技术、平衡和校正、采取阻尼和隔振措施、优化加工策略和选择合适的工件夹持方式,可以有效减小振动的幅度,提高CNC加工的质量和效率。
数控机床加工过程中振刀的原因及处理措施随着数控机床技术的不断进展,数控机床在高精度、高速度、高稳定、高效率上也有了很大的进步。
但在加工过程中,刀具和工件之间在不间断的运动,机床的振动是不可避开。
但通过合理的措施,可以避开由于振动现象导致振刀现象的发生。
下面昆山渡扬数控就来和你共享数控机床加工过程中振刀的原因并提出相应的处理措施。
一、数控机床产生振刀问题的原因1.机床在加工过程中产生共振共振是一种常见的物理现象。
机床工作中,受到周期性驱动力的频率与其自生的自激振动频率相同时,将会发生共振现象。
发生共振现象会导致振动幅度加大,因而会对机床的加工质量产生很大的影响。
共振造成振幅过大,会导致刀具和工件运行轨迹发生变化,引起位置偏移,这样会降低加工表面的质量和尺寸精度,加添工件表面粗糙,显现振纹。
2.机床导轨部件“爬行”现象机床爬行是机床运行部件显现低速运动或者小量位移时,做非匀速运动,在进给和调整运动会显现时快时慢现象。
产生爬行的原因是摩擦阻力的变化。
在机床运行中,运行的速度地域某一数值即临界值速度时会产生爬行。
此时加工的工件表面会产生震颤,产生振纹。
3.工件刚性差机械加工过程中,对修长轴型的外圆车削加工,工件在转动过程中,会产生弯曲变形从而产生摇摆,这样会导致打刀、振刀等问题。
同时,薄壁零件的外圆车削时,简单发生装夹变形,也简单显现打刀或者振刀问题。
在车削加工不规定零件过程中,驱动力往往不是作用在工件重心上,在高速切削条件下,会引起主轴变形,从而导致机床振动和振刀现象的发生。
4.刀具安装刚性差例如刀杆尺寸太小或伸出过长,会引起刀杆颤抖。
数控车床车刀垫铁不平整,或者锁紧螺母没有压紧时,同样会导致刀具的振动。
5.切削力变化大切削过程中,切削层金属内显现夹杂、晶粒粗大等问题;或者加工表面不规定时,切削时宽时窄时厚时薄等,这些由于切削力的变化会引起机床振动以及振刀现象。
二、数控机床产生振刀问题的解决措施1.除去机床共振的措施数控机床的静刚度和动刚度取决于机床制造商的设计和制造工艺,一台安装好的机床其固有频率是固定的。
如何解决加工中震动震刀问题机床在加工过程中震动,最常见于车床,镗床加工过程中,造成工件表面有颤纹,返工率、废品率高,伴有震刀打刀现象。
机床震动原因一般是机床-工件-刀具三个系统中任一个或多个系统刚性不足,下面先说振动、震刀产生时都需要从哪些方面入手排查:1,工件方面的排查点:加工工件常见以下几种:(1)细长轴类的外圆车削;一般切削点离夹持点的距离,如果长径比超过3的话就容易振刀,可以考虑改变下工艺。
(2)薄壁零件的外圆车削。
(3)箱形部品(如钣金焊接结构件)车削。
(4)超硬材质切削。
2,刀具原因(1)利用成型刀片进行成形车削;(2)刀具的角度特别是主偏角,后角,前角等;(3)刀刃的锋利程度;(4)刀尖圆弧半径是否过大;(5)切削参数是否合适。
3,机床原因:(1)活顶尖伸出过长(2)轴承已受损而继续切削一,首先排除刀具的问题:先查车刀本身刚度,是否未夹紧?是否伸出过长?是否垫片不平?再查车刀(镗刀)是否磨损?是否刀尖圆角或修光刃过宽?车刀后角是否过小?看一下你现在用的是90度刀还是45度的,试换一下。
另外走刀(进给量)太小,也可能是一种产生颤纹的诱因,可略调整加大一点。
你调整一下转速、单刀切削深度、进给量试一下来排除共振点。
二,排查机床及装卡部位原因:1.查找一下你的活顶尖是不是伸出过长,轴承是不是良好。
里面有平面滚动轴承组合。
实在怀疑,可以用死顶尖换用,注意中心孔的牛油润滑。
2.查找一下你尾架顶夹紧情况,夹紧条件下是不是左右里、上下里与机床主轴不同心。
3.把大中小拖板都紧一些,尤其是中拖板。
4.如果是机床的尾架部分你暂时无法去检查,(第1、2点,需要一些钳工基础),可以试着从卡抓端向尾部走刀。
反车,可以最大程度削除尾端的不给力。
5.如果第4步还有情况,要看一下主轴了,当然,如是三抓,也要查一下,是不是螺旋槽有损坏。
四抓是人工自支调的,就不需检查了。
如果你的主轴瓦已经真的紧到位了,工件也不是薄壁空心件或悬伸过长,卡盘夹紧也没问题。
数控机床加工过程中的振动问题分析与解决方法摘要:数控机床在现代制造业中扮演着至关重要的角色。
然而,数控机床加工过程中常常会出现一些振动问题,对加工质量和机床寿命产生不利影响。
本文将对数控机床加工过程中的振动问题进行分析,并提出一些解决方法,以帮助生产厂商和操作工人提高加工效率和质量。
1. 引言数控机床是一种高效、精度高的自动化加工工具,广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等领域。
然而,由于机床部件的不完美和操作过程中的一些因素,振动问题成为数控机床加工过程中的一大难题。
振动问题不仅会降低加工质量,还可能导致零件和机床的损坏。
2. 振动问题的分析2.1 振动的类型数控机床加工过程中主要有三种振动类型:一是切削振动,即刀具与工件之间的相互振动;二是结构振动,即机床各个部件之间的振动;三是外界扰动引起的振动,如地震、风噪等。
2.2 振动的影响因素数控机床加工过程中振动问题的产生受到多种因素的影响,包括刀具磨损、工件材料、切削参数、机床刚性等。
其中,刀具磨损是导致振动问题的主要原因之一,它会导致切削力的不稳定,进而引起振动。
3. 振动问题的解决方法针对数控机床加工过程中的振动问题,以下是几种常见的解决方法:3.1 刀具磨损的监测与更换刀具磨损是导致振动问题的主要因素之一。
因此,监测刀具磨损状态非常重要。
可以使用传感器监测切削力和振动信号,通过专业软件进行分析,及时判断刀具磨损情况,一旦发现刀具磨损过大,应及时更换刀具,以保证加工质量和机床的稳定性。
3.2 提高机床刚性机床刚性对振动问题的解决至关重要。
在设计和制造过程中,应注重机床的刚性要求,尤其是在剧烈振动的切削区域,适当增加机床的刚性,减小振动的幅度。
此外,还可以采用补偿措施,如增加减振材料或采用补偿装置,以减少机床振动。
3.3 切削参数的优化切削参数是影响振动问题的重要因素之一。
通过优化切削参数,如切削速度、进给速度、切削深度等,可以减小振动的幅度。