螺旋槽加工异常的参数调整方法

宓方玮，刘世洪，刘磊宁

(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳 621900)

某单位的KVC-1400加工中心在某工件上进行螺旋槽的加工时出现槽深控制不一致的问题，严重影响了产品质量，并导致废品。作者通过对数控系统参数的调整，最终彻底解决了上述问题。

1 故障现象

螺旋槽轨迹正确，但在自起刀点0～6 mm的范围内，槽深异常且破口，6 mm以后螺旋槽深度符合要求，整个加工过程中机床运行平稳，没有报警。

2 故障分析

分析加工程序，进行螺旋槽加工的程序是比较简单的，主轴保持锁定，并安装拉槽刀具，由X、Z、A三个运动轴联动执行拉槽操作。起刀段程序N0030 G01 Z-XXX.XXX F#110(#110=2100)Z轴向下运行到起刀点;下一程序段N0040 GO1 X-XXX.XXX AXXX.XXX开始执行拉槽。

作者进行了如下实验:在N0040程序段前加G04 P2.0(暂停2 s)或在N0030程序段加G09(精确停止)/G61指令 (精确停止方式)，目的在于通过延时或刀具在程序段的终点减速，执行到位检查，然后执行下段程序，这样就可以保证槽口加工质量和槽深一致了。但这样会造成加工效率的降低;取消暂停或G09/G61故障依旧。

由此看来故障的原因就在于:执行起刀段程序N0030后，Z轴还没有完全到位，拉槽段程序N0040就开始运行了。由于机床没有出现如何报警，运行状态良好，没有理由怀疑机床存在机械或电气故障。

3 故障处理

通过上述分析，只要解决好N0030程序段和N0040程序段之间的衔接问题就可以消除螺旋槽起始段的槽深不一致的问题了。KVC-1400加工中心采用的是FANUC 0i-MA数控系统，作者对其参数说明书进行了认真的研读后认为:可以通过对有关进给速度参数、加减速控制参数、伺服控制参数的修正和优化，改善运动轨迹的品质，达到消除螺旋槽起始段误差的目的。以下是作者在具体实践过程中通过FANUC 0i-MA参数调整方法处理故障的过程:

(1)修改参数1601.4即RTO为0(原为1):快速运行时，程序段不重叠;

修改参数1601.5即NIC为0(原为1):减速时到位检查执行;

修改参数5010为0:该参数决定刀尖半径补偿中刀具沿拐角外侧移动时，忽略的最小微动量的极限值;

修改参数5431.0即MDL为1，原为0:单方向定位G代码G60为模态码。

上述修改后，加工没有效果。

(2)检查参数1622:各轴插补后切削进给的加减速时间常数。该参数除特殊用途外所有轴都必须设定为相同的时间常数，若不同的数值将会导致异常的直线或圆弧形状。原设置为X、Y、Z为100，A为200，修改一致均为100。

这时开始试加工，发现起始端的螺旋槽破口消失，但前3 mm仍然有0～0.03 mm的误差。

(3)修改参数1770为10 000(原为200):先行控制方式，AI先行控制方式或AI轮廓控制方式时插补前直线加速度的加速度参数1，该参数中设定插补前直线加速度的最大值，在参数1771中设定达到最大加工速度的时间;

修改参数1771为800(原为200):先行控制方式，AI先行控制方式或AI轮廓控制方式时插补前直线加速度的加速度参数2，即达到参数1771中设定速度的时间 (时间常数);

修改参数1783为500(原为0)。各轴允许的进给速度差可由此参数设定;

修改参数1785为500(原为0)。该参数设定AI先行控制方式或AI轮廓控制方式时用加速度确定进给速度时，到达最大切削进给速度的时间。最大切削进给速度由参数1432决定;

修改参数2005.1即FEEP为1(原为0)，意为设前馈功能有效;

修改参数2068为9 800(原为0)，意为设定X、Y、Z、A轴的前馈系数FALPH。

但这时出现401报警，A轴伺服 READY OFF，关机后再开机出现417报警，无法消除。取消A轴前馈系数后关机再开机故障消失;

修改参数2069为100(原为0)，意为设定X、Y、Z、A轴的速度环前馈系数VFFLT;

打开前馈功能的目的就在于进一步降低轮廓误差。

试加工，但前3 mm的误差却扩大到0.18 mm。

(4)修改参数1622为60;

修改参数1610.0即 CTLx为1(原为0)。CTLx代表切削进给的加减速，0为指数型加减速;1为插补后的直线型加减速。该参数与1622参数配合使用;

将参数1783、1785改回为0。

试加工，前3 mm误差减小明显，但有深有浅，似乎呈S型偏差。看来改为直线型加减速有效果。

(5)修改参数1622为120，继续加大直线型加速度。

再加工，前3 mm的偏差消失，螺旋槽槽深一致。

可见，通过对加减速及控制轮廓精度相关参数的调整，确实有效地解决了加工中出现的螺旋槽加工异常问题。

4 结束语

其实在刚刚接受维修任务时，作者不知道从何处下手处理，这样的问题很奇怪:各伺服轴负荷及电流均正常，机械的反向间隙及连接正常，机床没有任何报警，加工程序经反复校验也正常，这许多的“正常”在平时的加工活动中体现得也很正常，偏偏在螺旋槽加工中会出现问题。这也从另一个角度说明机床的状态其实不在最佳，应付普通要求的加工尚可，一旦用于要求较高的加工时就会暴露出机床性能在调试及参数设置方面的不足和漏洞。

上述介绍的是作者在实践中调整的主要参数，还有不少其他参数的调整，由于起到的作用不大，或者起到相反的作用，限于篇幅不再赘述。通过此次参数调整的过程实践，使作者对FANUC系统参数的实际意义有了深刻的了解，对于今后的维修工作有很大的促进作用。

［1］BEIJING-FANUC 0i-MA机床操作说明书［M］.

［2］BEIJING-FANUC 0i-MA参数说明书［M］.

［3］BEIJING-FANUC AC伺服电机α系列参数说明书［M］.