循圆图形分析.docx
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循圆图形分析.docx
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循圆图形分析
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循圓圖形分析
MELDAS
(僅供參考)
文件編號
7E01-174
文件類別
技術文件
承辦單位
電控部
版本
第1版
版次
修訂日期
2004/7/27
發行日期
分發編號
機密等級
普通
FILENAME
7E01-174.doc
承辦
審查
核准
姓名
洪上程
李啟壕
林寶順
日期
2004/7/27
2004/8/2
2004/8/5
目錄
1.目的:
6
2.範圍:
6
3.圖形種類:
6
3.1反向間隙-負值(機器誤差)6
3.2反向間隙-正值(機器誤差)6
3.3周期誤差(機器誤差)6
3.4反向間隙-不等值(機器誤差)6
3.5橫向間隙(鬆動)-等值(機器誤差)6
3.6橫向間隙(鬆動)-不等值(機器誤差)6
3.7主從伺服換向差(機器誤差)6
3.8偏置變化(測試錯誤)6
3.9圖形不連續(測試錯誤)6
3.10圖形旋轉(測試錯誤)6
3.11半徑變化(測試錯誤)6
3.12反向脈沖(機器誤差)6
3.13比例誤差(不匹配)(機器誤差)6
3.14伺服不匹配(機器誤差)6
3.15螺旋誤差(測試錯誤)7
3.16垂直度(機器誤差)7
3.17爬行(機器誤差)7
3.18三瓣誤差-直線度(機器誤差)7
3.19三瓣誤差(測試誤差)7
3.20機器振動(機器誤差)7
4.圖形分析:
7
4.1反向間隙-負值(機器誤差)7
4.1.1圖形:
7
4.1.2診斷值:
7
4.1.3可能原因:
8
4.1.4對加工帶來的影響:
8
4.1.5推薦對策:
8
4.2反向間隙-正值(機器誤差)8
4.2.1圖形:
8
4.2.2診斷值:
9
4.2.3可能原因:
9
4.2.4對加工帶來的影響:
9
4.2.5推薦對策:
9
4.3周期誤差(機器誤差)10
4.3.1圖形:
10
4.3.2診斷值:
10
4.3.3可能原因:
10
4.3.4對加工帶來的影響:
11
4.3.5推薦對策:
11
4.4反向間隙-不等值(機器誤差)12
4.4.1圖形:
12
4.4.2診斷值:
12
4.4.3可能原因:
12
4.4.4對加工帶來的影響:
13
4.4.5推薦對策:
13
4.5橫向間隙(鬆動)-等值(機器誤差)13
4.5.1圖形:
13
4.5.2診斷值:
13
4.5.3可能原因:
14
4.5.4對加工帶來的影響:
14
4.5.5推薦對策:
14
4.6橫向間隙(鬆動)-不等值(機器誤差)14
4.6.1圖形:
14
4.6.2診斷值:
15
4.6.3可能原因:
15
4.6.4對加工帶來的影響:
15
4.6.5推薦對策:
15
4.7主從伺服換向差(機器誤差)15
4.7.1圖形:
15
4.7.2診斷值:
16
4.7.3可能原因:
16
4.7.4對加工帶來的影響:
16
4.7.5推薦對策:
16
4.8偏置變化(測試錯誤)17
4.8.1圖形:
17
4.8.2診斷值:
17
4.8.3可能原因:
17
4.8.4對加工帶來的影響:
17
4.8.5推薦對策:
17
4.9圖形不連續(測試錯誤)18
4.9.1圖形:
18
4.9.2診斷值:
18
4.9.3可能原因:
18
4.9.4對加工帶來的影響:
19
4.9.5推薦對策:
19
4.10圖形旋轉(測試錯誤)19
4.10.1圖形:
19
4.10.2診斷值:
19
4.10.3可能原因:
19
4.10.4對加工帶來的影響:
20
4.10.5推薦對策:
20
4.11半徑變化(測試錯誤)20
4.11.1圖形:
20
4.11.2診斷值:
21
4.11.3可能原因:
21
4.11.4對加工帶來的影響:
21
4.11.5推薦對策:
21
4.12反向脈沖(機器誤差)22
4.12.1圖形:
22
4.12.2診斷值:
22
4.12.3可能原因:
22
4.12.4對加工帶來的影響:
23
4.12.5推薦對策:
23
4.13比例誤差(不匹配)(機器誤差)23
4.13.1圖形:
24
4.13.2診斷值:
24
4.13.3可能原因:
25
4.13.4對加工帶來的影響:
25
4.13.5推薦對策:
25
4.14伺服不匹配(機器誤差)26
4.14.1圖形:
26
4.14.2診斷值:
26
4.14.3可能原因:
27
4.14.4對加工帶來的影響:
27
4.14.5推薦對策:
27
4.15螺旋誤差(測試錯誤)28
4.15.1圖形:
28
4.15.2診斷值:
28
4.15.3可能原因:
28
4.15.4對加工帶來的影響:
28
4.15.5推薦對策:
29
4.16垂直度(機器誤差)29
4.16.1圖形:
29
4.16.2診斷值:
29
4.16.3可能原因:
30
4.16.4對加工帶來的影響:
30
4.16.5推薦對策:
30
4.17垂直度(機器誤差)30
4.17.1圖形:
30
4.17.2診斷值:
31
4.17.3可能原因:
31
4.17.4對加工帶來的影響:
31
4.17.5推薦對策:
31
4.18三瓣誤差-直線度(機器誤差)32
4.18.1圖形:
32
4.18.2診斷值:
32
4.18.3可能原因:
33
4.18.4對加工帶來的影響:
33
4.18.5推薦對策:
33
4.19三瓣誤差(測試誤差)33
4.19.1圖形:
33
4.19.2診斷值:
34
4.19.3可能原因:
34
4.19.4對加工帶來的影響:
34
4.19.5推薦對策:
34
4.20機器振動(機器誤差)35
4.20.1圖形:
35
4.20.2診斷值:
35
4.20.3可能原因:
35
4.20.4對加工帶來的影響:
35
4.20.5推薦對策:
35
1.目的:
循圓圖形的分析診斷及原因處理
2.範圍:
FANUC控制器0i-MB、18i-MB、18MC、15MB、15iMA、21iMB系列機台。
2.圖形種類:
3.1反向間隙-負值(機器誤差)
3.2反向間隙-正值(機器誤差)
3.3周期誤差(機器誤差)
3.4反向間隙-不等值(機器誤差)
3.5橫向間隙(鬆動)-等值(機器誤差)
3.6橫向間隙(鬆動)-不等值(機器誤差)
3.7主從伺服換向差(機器誤差)
3.8偏置變化(測試錯誤)
3.9圖形不連續(測試錯誤)
3.10圖形旋轉(測試錯誤)
3.11半徑變化(測試錯誤)
3.12反向脈沖(機器誤差)
3.13比例誤差(不匹配)(機器誤差)
3.14伺服不匹配(機器誤差)
3.15螺旋誤差(測試錯誤)
3.16垂直度(機器誤差)
3.17爬行(機器誤差)
3.18三瓣誤差-直線度(機器誤差)
3.19三瓣誤差(測試誤差)
3.20機器振動(機器誤差)
3.圖形分析:
4.1反向間隙-負值(機器誤差)
4.1.1圖形:
圖形中有沿某軸線開始向圖形中心內凹的臺階,負值反向間隙的大小通常受機器進給率的影響。
在本圖中僅在Y軸上顯示有負值反向間隙。
4.1.2診斷值:
各種類型的反向間隙按反向間隙-正值所述同一方法進行。
然而,負值反向間隙可根據計算出的負值輕易區分出來。
例如:
臺階大小(µm)
在本例中如圖所示,Y軸正負方向均存在相同大小,爲-14.2µm的負值反向間隙或
失動量。
4.1.3可能原因:
在機器的導軌中可能存在間隙,導致當機器在被驅動換向時出現在運動中跳躍。
用於彌補原有反向間隙而對機器進行的反向間隙補償的數值過大,導致原來具有正值反向間隙問題的機器出現負值反向間隙。
機器可能受到編碼器遲滯現象的影響。
4.1.4對加工帶來的影響:
在機器上負值反向間隙的影響爲圓弧插補的刀具軌跡將出現一向內凹的跳躍。
4.1.5推薦對策:
4.1.5.1檢查數控系統反向間隙補償參數設置是否正確;
4.1.5.2檢查機器是否受到編碼器遲滯現象的影響;
4.1.5.3去除機器導軌的間隙,可能需要更換已磨損的機器零件。
參見正值反向間隙或不等值反向間隙
4.2反向間隙-正值(機器誤差)
4.2.1圖形:
圖形中有沿某軸線開始有一個沿圖形中心外凸的臺階或數個臺階,反向間隙的大小通常不受機器進給率的影響。
在本圖中僅在Y軸上顯示有正值反向間隙。
4.2.2診斷值:
X軸及Y軸的反向間隙按下述格式進行:
反向間隙(µm)
在本例中如圖所示,Y軸正負軸雙方向均存在相同大小爲-14.2µm的正值反向間隙或失動量。
同各種其他類型的反向間隙相對應,正值反向間隙顯示量化結果爲正值。
(參見反向間隙-負值和反向間隙-不等值章節。
)
4.2.3可能原因:
在機器的導軌中可能存在間隙,導致當機器在被驅動換向時出現在運動中跳躍。
用於彌補原有反向間隙而對機器進行的反向間隙補償的數值過大,導致原來具有正值反向間隙問題的機器出現負值反向間隙。
機器可能受到編碼器遲滯現象的影響。
4.2.4對加工帶來的影響:
在機器上負值反向間隙的影響爲圓弧插補的刀具軌跡將出現一向內凹的跳躍。
4.2.5推薦對策:
4.1.5.1檢查數控系統反向間隙補償參數設置是否正確;
4.1.5.2檢查機器是否受到編碼器遲滯現象的影響;
4.1.5.3去除機器導軌的間隙,可能需要更換已磨損的機器零件。
參見正值反向間隙或不等值反向間隙
4.3周期誤差(機器誤差)
4.3.1圖形:
本圖具有沿圖形其頻率、幅度均發生改變的周期性正弦誤差, 沿Y軸測得的波長Dy值在整個圓周上近似爲常數。
4.3.2診斷值:
X軸及Y軸的周期誤差按下述格式進行:
周期誤差(µm)
本處顯示的爲該軸運動中周期誤差的峰-峰值,箭頭
指明該軸向前運動時隨位置座標增加而成正比,箭頭
指明該軸後退運動時隨位置座標遞減而減少。
這些數值如圖中所示。
由於周期誤差不總是在整個圖中出現,因而有必要採用該測量技術,指出周期誤差發生在圖形的具體部位。
也可得到周期誤差的螺距。
X軸及Y軸的周期誤差根據測試中所採用的單位,以毫米或英寸按下述格式進行:
周期螺距X 4.0 mm
周期螺距Y 6.0 mm
4.3.3可能原因:
某一軸滾珠螺桿(本例爲Y軸)具有周期誤差的問題。
其可能的起因有如下幾種:
該軸滾珠螺桿的螺紋磨損導致其在運動時無法保持勻速而出現正弦方式;
編碼器的安裝可能有偏心;
滾珠螺桿安裝可能有偏心;
細分裝置或感應式感測器未調整好。
如果起因爲該軸滾珠螺桿,那麽圖形不會受運動方向的影響,順時鐘和逆時鐘的圖形如果出現某些不同,但也應該是相近。
如果在立軸上下運動時周期誤差僅在單方向出現,那麽機器的平衡機構很有可能存在故障。
如果原因爲機器的平衡機構,那麽,圖形將受到運動方向的影響。
通常,平衡故障在機器沿Y軸正向向前(即遠離工作臺垂直向上)運動時引起周期誤差,由於平衡故障引起的順時鐘和逆時鐘的圖形如下圖所示:
上圖清楚地反映出平衡問題,順時針與逆時針各測試結果只有半圓出現周期誤差。
4.3.4對加工帶來的影響:
各種類型的周期誤差機器加工帶來的影響會出現尺寸誤差。
4.3.5推薦對策:
利用診斷分析,分別觀察順時鐘和逆時鐘的圖形來鑒別是滾珠螺桿故障還是平衡故障。
如果懷疑周期誤差來源於滾珠螺桿,那麽就調整滾珠螺桿或編碼器的安裝來消除周期誤差。
如果懷疑周期誤差來源於機器的平衡機構,那麽就調整機器的平衡機構來消除周期誤差。
如果需要的話,周期誤差的螺距可按下述方法手工計算:
螺距=
x測試半徑x2
上式顯示了周期誤差的螺距(式中Dy和y值爲圖中直接根據刻度得到,略去軸的比例),據此你可知道每一誤差周期內機器運動的距離。
該值可與螺桿螺距相比較,誤差幅度(峰-峰值)用e來表示。
注:
要正確診斷周期誤差,特別是判斷平衡機構故障引起的周期誤差,取決準確的進給率。
如果你在進行周期誤差診斷中能發現存在任何進給率誤差因素,則診斷結果可能不準確。
你可以在多種不同的進給率下進行測試以判別機器是否存在周期誤差故障。
4.4反向間隙-不等值(機器誤差)
4.4.1圖形:
圖中或表現出在某軸上雙向不等大小的反向間隙,或在具備反向間隙補償功能的機器上的某軸上雙向甚至出現相反符號的反向間隙。
在本圖中僅在Y軸上顯示有不等值反向間隙。
4.4.2診斷值:
各種反向間隙均如正值反向間隙所述以相同方式,在同一軸的正負方向可能出現很大的數值差,或在同一軸的正負方向出現正值和負值反向間隙。
4.4.3可能原因:
由於滾珠螺桿中過大扭曲而引起反向間隙的影響,它相對該軸滾珠螺桿驅動端的不同位置而引起不等值反向間隙類型的圖形。
可以在具有反向間隙補償的機器上將該差異調整均化,導致在該軸出現相對臺階。
該扭曲可能由於螺桿磨損、螺帽損壞及導軌磨損,這種類型的反向間隙若出現在立軸運動測試中,多半可能爲平衡的影響。
4.4.4對加工帶來的影響:
在軸的不同部位,機器加工零件的誤差幅度有所不同。
4.4.5推薦對策:
4.1.5.1去除施加給機器的所有反向間隙補償值,這將可以讓機器的問題徹底暴露出來;
4.4.5.2檢查該機器的滾珠螺桿或導軌的磨損跡象,可能需要維修或更新這些零件;
4.4.5.3如果在機器立軸上下運動的測試中出現不等值反向間隙圖,那麽平衡零件就可能是問題所在,從而需調整機器平衡系統。
4.5橫向間隙(鬆動)-等值(機器誤差)
4.5.1圖形:
圖形具有對稱的桃/石頭形。
橫向間隙不受機器進給率的影響,然而它受方向的影響。
如果同時將順時針和逆時針測試結果顯示出來,那麽一個圖形將出現在另一圖形內。
根據橫向間隙具有正值還是負值決定了哪一曲線出現在另一曲線之中。
下圖所示在Y軸具有等值的正值橫向間隙從而導致順時針曲線出現在逆時針曲線之中。
4.5.2診斷值:
X軸及Y軸的橫向間隙按下述格式進行
橫向間隙(µm)
診斷軟體所顯示的橫向間隙的數值單位爲微米或英寸。
在本例中由於Y
與Y
相等,圖中出現等值橫向間隙。
4.5.3可能原因:
橫向間隙的主要起因在於機器導軌中存在間隙或鬆動,它將在機器軸作換向運動時出現垂直於導軌方向的運動。
它可與反向間隙作比較,反向間隙也是由於機器中的間隙引起,但它出現在與軸運動同一方向上。
如循圓測試儀圓形測試中可見,反向間隙爲徑向誤差,而橫向作用爲切向誤差。
在某些情況下,當診斷軟體診斷出橫向間隙爲機器誤差時,而它實際上卻可能是因爲半徑變化或偏置變化引起的測試誤差。
4.5.4對加工帶來的影響:
機器將插補切削出不圓的孔。
機器在受橫向間隙影響的軸上一般表現出定位誤差。
4.5.5推薦對策:
檢查診斷出的橫向間隙誤差不是由半徑變化或偏置變化測試誤差引起。
檢查半徑變化和偏置變化的徵兆未對測試結果帶來影響,如果有影響則應重新進行測試來鑒別問題之所在。
如果診斷不是由於半徑變化和偏置變化而引起的測試誤差,那麽就應調整或更新機器導軌以消除任何存在的間隙或鬆動。
參見橫向間隙(鬆動)-不等值。
4.6橫向間隙(鬆動)-不等值(機器誤差)
4.6.1圖形:
圖形在相同軸上具有不等量大小的橫向間隙,它可能出現如下圖所示的心形/淚滴形圖案,影響這類圖形的因素將與橫向丁回(鬆動)-等值相同。
4.6.2診斷值:
各種類型的橫向間隙按橫向間隙(鬆動)-等值所述同一方法進行。
然而,不等值橫向間隙可根據計算出該軸橫向間隙的正值和負值輕易區分出來。
例如:
橫向間隙(µm)
注意,對不等值橫向間隙的測量未在圖中顯示出來,因爲它不會輕易出現。
上述圖示數值爲典型的在Y軸具有不等值橫向間隙。
Y
值與Y
值不等。
4.6.3可能原因:
不等值橫向間隙的起因同橫向間隙(鬆動)-等值。
4.6.4對加工帶來的影響:
不等值橫向間隙的影響與橫向間隙(鬆動)-等值相同,但其沿軸的不同方向其影響大小有所不同。
4.6.5推薦對策:
如能鑒別出不等值橫向間隙,則應採取與橫向間隙(鬆動)-等值相同措施。
4.7主從伺服換向差(機器誤差)
4.7.1圖形:
圖形在45度方向有臺階,臺階大小隨進給率增加而增加,改變方向則産生鏡象圖形。
臺階有可能向裏凹或向外凸。
注意該類型的圖在外型上可與圖形旋轉測試誤差圖相類似。
4.7.2診斷值:
診斷軟體對主從伺服換向無法得到數據。
4.7.3可能原因:
某些早期較老的控制器僅具備一次對一根軸進行綜合插補的能力,在這種控制器上靠以穩定進給率驅動一根軸(主伺服軸)的同時改變另一根軸(從伺服軸)的進給率來産生圓弧。
要産生整個圓周各軸在45度的地方必須更換功能。
下圖顯示一具體實例:
4.7.4對加工帶來的影響:
主從伺服換向差的影響將産生品質低劣的插補圓。
4.7.5推薦對策:
確保資料獲取同步,在循圓測試儀軟體準備好採集資料之前不要啓動機器工件程式對機器各軸的伺服進行平衡,確保伺服換向儘可能平穩。
4.8偏置變化(測試錯誤)
4.8.1圖形:
在圖中順時針和逆時針軌跡具有不同的中心,即它們存在偏置。
該偏置變化清楚地表示在下面:
4.8.2診斷值:
該類型的圖形是測試誤差的特徵,因此未顯示診斷數值。
然而,如果診斷軟體發現該類圖形,它將顯示一條出錯資訊,警告可能出現偏置變化誤差。
4.8.3可能原因:
順時針和逆時針資料獲取相隔時間太長,被測機床溫度將在該段時間內肯定發生改變,導致機器尺寸發生改變。
機器主軸可能未鎖緊,導致其在採集資料中旋轉。
機器的中心支座在順時針和逆時針資料獲取間被碰過,造成機器在進行兩次測試時其中心在工作臺的位置不一樣。
這也可能是由於中心支座未鎖緊而引起的。
4.8.4對加工帶來的影響:
診斷軟體中出現偏置變化也可能診斷爲大的橫向間隙(鬆動)誤差;這是不正確的診斷。
診斷軟體中出現偏置變化的任何機器誤差很可能不準確或不正確。
4.8.5推薦對策:
如果原因是順時針和逆時針測試間相距時間過長,那麽重新採集兩個方向的資料,並保證兩次採集間隔停頓時間不過長。
你應順序採集順時針和逆時針資料,除非絕對需要,則在兩次測試間決不要長時間暫停。
如果懷疑循圓測試儀的任何部件有鬆動,則檢查並緊固所有循圓測試儀連接部位。
檢查中心座位置正確,機器主軸已被鎖緊。
如果懷疑中心座被碰過,在資料獲取中其位置發生改變,則必須重新定心。
詳細資訊參見循圓測試儀快速瀏覽。
當各種可能引起測試誤差的起因均被消除後,重新採集資料並再進行診斷分析。
要得到有效的診斷圖可參見測試提示和竅門中提供測試步驟的提示。
4.9圖形不連續(測試錯誤)
4.9.1圖形:
如下圖所示,圖形具有隨機的尖峰、內凹和額外的雜訊。
然而請注意,在各種測試圖形中均可能存在少量的雜訊。
4.9.2診斷值:
該類圖形表徵測試誤差,因而無診斷值可給。
4.9.3可能原因:
循圓測試儀電纜或插頭連接鬆動,引起循圓測試儀軟體在傳遞採集的資料時出現問題。
循圓測試儀連接部位有鬆動,造成循圓測試儀長度在資料獲取中出現隨機波動。
在某些場合,圖形中看似“圖形不連續”類型的圖,實際是由於爬行引起。
在某些場合,圖形中看似“圖形不連續”類型的圖,實際是由於機器振動引起。
4.9.4對加工帶來的影響:
由診斷軟體診斷出的機器誤差可能不準確或不正確。
4.9.5推薦對策:
如果懷疑循圓測試儀任何零件有鬆動,那麽檢查循圓測試儀各連接部位是否緊固。
同時也檢查循圓測試儀電纜和插頭,使其連接良好並無損壞。
如果在低速電腦上執行循圓測試儀軟體,可能會帶來此類問題。
檢查系統指標並滿足其最低要求。
當各種可能引起測試誤差的起因均被消除後,重新採集資料並再進行診斷分析。
要得到有效的診斷圖可參見測試提示和竅門中提供測試步驟的提示。
4.10圖形旋轉(測試錯誤)
4.10.1圖形:
如下圖所示,圖形中各軸反向脈沖的特徵被繞圖形中心旋轉了一個角度
4.10.2診斷值:
該類圖形表徵測試誤差,因而無診斷值可給。
4.10.3可能原因:
圖形旋轉類型的圖形是循圓測試儀軟體與在進行資料獲取的機床運動不同步所造成的,它可能由於如下幾種原因:
4.10.3.1機器工件程式不正確可能導致在循圓測試儀軟體未準備好採集資料之前而先開始啓動採集資料。
這也可能由於用戶在循圓測試儀軟體未準備好之前而啓動了工件程式。
4.10.3.2中心座定心很差,導致循圓測試儀意外地超出其工作範圍,這將導致循圓測試儀軟體誤認爲已到達採集結束時切出運動的位置而停止採集資料。
進一步細節請參見資料擷取。
4.10.3.3在某些場合,圖形中看似“圖形旋轉”類型的圖,實際是由於主從伺服換向機器振動引起。
4.10.4對加工帶來的影響:
産生的圖形品質差,方向未知,因此難以進行診斷。
由診斷軟體診斷出的機器誤差可能不準確或不正確。
4.10.5推薦對策:
檢查測試所用工件程式,檢查輸入了正確的指令,確認機器上應替代的值均正確。
現在重新採集資料,確保按下述正確步驟而不要過快啓動工件程式:
執行程式到進給切入運動之前,停止;啓動電腦採集資料,然後繼續連續執行工件程式。
保證機器進給率與電腦軟體設定進給率相同。
如果懷疑中心座定心不好,則必須重新定心。
當各種可能引起測試誤差的起因均被消除後,重新採集資料並再進行診斷分析。
要得到有效的診斷圖可參見測試提示和竅門中提供測試步驟的提示。
4.11半徑
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 图形 分析