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故障数控机床解决方案

2018-06-04

       如果不进行定期检查和维护,数控机床会随着时间的推移逐渐失去定位精度并引入误差。

  现代飞机的机身组件制造对精度和品质一致性有着严格的要求。机身组件的预期寿命必须与飞机的预期寿命相匹配,因此在金属和复合材料的加工过程中,确保生产质量和可靠性至关重要。

  全球防务、航空和安全公司BAE Systems为欧洲台风战机生产多种关键的机身组件。自2003年服役以来,欧洲台风战机这款高机动性战机已列入了世界多个国家的空军序列。

  在英国萨默斯伯里机场先进的制造工厂,BAE Systems 80多台数控机床正在高速运转,生产着多种高价值机身组件。

  为确保零件质量稳定、减少材料浪费并提高效率,保持五轴机床的性能和产量成为公司生产线工程师的主要职责之一,定期进行数控机床检测和校准检查便显得至关重要。早期BAESystems便使用了雷尼绍的第一代QC10球杆仪机床诊断系统。此后,开始启用第二代无线球杆仪系统。

  如果数控机床的定位性能达到理想状态,那么在任意两直线轴联动中,圆弧插补都会与设定的圆形轨迹完全吻合。QC20-W无线球杆仪可提供比较实际轨迹和设定轨迹的方法,以此确定是否存在误差。

  即使是最好的数控机床,如果不维护,定位精度也可能会逐渐下降,从而产生加工误差。组件磨损、碰撞造成的损坏、安装错误,甚至是基座振动和环境温度的变化都可能对精度造成不利影响。

  BAE Systems的制造工程师曾发现在众多的机床中,有一台机床的加工精度正在缓慢下降,车间操作人员渐渐对其性能失去了信心。由于越来越难以生产出达标的零件,问题机床逐渐被闲置。

故障数控机床解决方案如下:

  为了协助定期进行数控机床的性能诊断,BAE Systems以前使用雷尼绍的QC10球杆仪系统来识别特定的机床性能误差。

  现在开始使用QC20-W无线球杆仪,还启动了一项涵盖整个工厂的预防性维护计划,对数控机床进行定期检查。

  通过解析所有机床的QC20-W诊断数据趋势,BAE Systems制定了一套可靠的误差范围基准,以此对所有机床的性能进行快速检查。

  BAE Systems现能够更深入地研究那台已退出生产序列的问题机床。其使用球杆仪观察到了一个200μm的XY圆度误差。用球杆仪诊断软件,确定机床的主要故障模式为伺服不匹配造成的,随后占第二位的误差源为较大的反向间隙误差。通过优化X轴驱动参数纠正了伺服不匹配问题。使用球杆仪再次进行检查,以量化调整后获得的改进。

  然而再次检查的结果显示,即使伺服不匹配已被消除,机床仍存在严重误差。下来又使用球杆仪和传统量规进行了检查和测量,发现误差是由于X轴的滚珠丝杆磨损造成。翻新滚珠丝杠并重设反向间隙补偿值后,机床这次达到了30μm的XY圆度要求,重新加入了生产序列。

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