一、造成(cheng)數控車床(chuáng)加工精度(du)異常故障(zhàng)的原因
造(zao)成數控車(che)床加工精(jīng)度異常故(gu)障的原因(yin)隐蔽性強(qiáng)，診斷難度(dù)比較大，歸(gui)納出五個(ge)主要原因(yin)：機床進給(gei)單位被改(gai)動或變化(hua);機床各個(ge)軸的零點(dian)偏置異常(cháng);軸向的反(fan)向間隙異(yì)常;電機運(yun)行狀态異(yì)常，即電氣(qi)及控制部(bù)分異常;機(jī)械故障，如(ru)絲杠，軸承(chéng)，軸聯器等(děng)部件。另外(wài)數控車床(chuang)加工程序(xù)的編制，刀(dao)具的選擇(ze)及人爲因(yin)素，也可能(neng)導緻數控(kong)車床加工(gōng)精度異常(cháng)。
二、數控機(ji)床故障診(zhěn)斷原則
1.先(xiān)外部後内(nèi)部數控機(ji)床是集機(jī)械，液壓，電(dian)氣爲一體(tǐ)的機床，故(gu)其故障的(de)發生也會(huì)由這三者(zhě)綜合反映(yìng)出來。維修(xiu)人員應先(xian)由外向内(nèi)逐一進行(háng)排查，盡量(liang)避免随意(yi)地啓封，拆(chai)卸，否則會(huì)擴大故障(zhàng)，使機床喪(sàng)失精度，降(jiàng)低性能。
2.先(xiān)機械後電(dian)氣一般來(lai)說，機械故(gù)障較易發(fa)覺，而數控(kòng)系統故障(zhàng)的診斷則(zé)難度較大(da)些。在故障(zhàng)檢修之前(qian)，首先注意(yi)排除機械(xie)性的故障(zhang)，往往可達(dá)到事半功(gong)倍的效果(guǒ)。
3.先靜後動(dòng)先在機床(chuang)斷電的靜(jìng)止狀态下(xia)，通過了解(jie)，觀察，測試(shì)，分析，确認(ren)爲非破壞(huai)性故障後(hòu)，方可給機(jī)床通電;在(zài)運行工況(kuàng)下，進行動(dòng)态的觀察(chá)，檢驗和測(ce)試，查找故(gù)障。金屬數(shù)控車床加(jia)工微信，内(nèi)容不錯，值(zhi)得關注。
而(er)對破壞性(xing)故障，必須(xū)先排除危(wei)險後，方可(ke)通電。
2.參數(shu)檢查法：參(can)數通常是(shi)存放在RAM中(zhōng)，有時電池(chi)電壓不足(zú)，系統長期(qi)不通電或(huò)外部幹擾(rao)都會使參(can)數丢失或(huò)混亂，應根(gen)據故障特(tè)征，檢查和(he)校對有關(guān)參數。
3.隔離(lí)法：一些故(gu)障，難以區(qu)分是數控(kòng)部分，還是(shi)伺服系統(tong)或機械部(bù)分造成的(de)，常采用隔(ge)離法。
5.功能(neng)程序測試(shì)法将G，M，S，T，功能(néng)的全部指(zhǐ)令編寫一(yi)些小程序(xu)，在診斷故(gù)障時運行(háng)這些程序(xù)，即可判斷(duan)功能的缺(que)失。
四、數控(kong)車床加工(gong)精度異常(chang)故障診斷(duàn)和處理實(shí)例
1.機械故(gu)障導緻數(shù)控車床加(jiā)工精度異(yi)常故障現(xiàn)象：一台SV-1000立(lì)式數控車(chē)床加工中(zhong)心，采用Frank系(xì)統。在數控(kong)車床加工(gong)連杆模具(jù)過程中，忽(hū)然發現Z軸(zhou)進給異常(cháng)，造成至少(shao)1mm的切削誤(wu)差量(Z方向(xiàng)過切)。
故障(zhang)診斷：調查(chá)中了解到(dào)，故障是忽(hu)然發生的(de)。機床在點(diǎn)動，在手動(dòng)輸入數據(ju)方式操作(zuò)下各個軸(zhou)運行正常(chang)，且回參考(kǎo)點正常，無(wu)任何報警(jǐng)提示，電氣(qi)控制部分(fèn)硬故障的(de)可能性排(pai)除。應主要(yao)對以下幾(jǐ)個方面逐(zhu)一進行檢(jian)查。金屬數(shu)控車床加(jia)工微信，内(nèi)容不錯，值(zhí)得關注。
檢(jiǎn)查機床精(jing)度異常時(shí)正在運行(háng)的數控車(che)床加工程(cheng)序段，特别(bie)是刀具長(zhǎng)度補償，數(shu)控車床加(jia)工坐标系(xi)(G54-G59)的校對和(he)計算。
在點(dian)動方式下(xià)，反複運動(dòng)Z軸，經過視(shi)，觸，聽，對其(qí)運動狀态(tai)診斷，發現(xian)Z向運動噪(zao)音異常，特(te)别是快速(sù)點動，噪音(yin)更加明顯(xian)。由此判斷(duàn)，機械方面(miàn)可能存在(zài)隐患。
檢查(chá)機床Z軸精(jing)度。用手搖(yao)脈沖發生(sheng)器移動Z軸(zhóu)，(将其倍率(lü)定爲1×100的擋(dǎng)位，即每變(biàn)化一步，電(diàn)機進給0.1mm)，配(pèi)合百分表(biǎo)觀察Z軸的(de)運動情況(kuang)。在單向運(yun)動保持正(zhèng)常後作爲(wèi)起始點的(de)正向運動(dòng)，脈沖器每(mei)變化一步(bù)，機床Z軸運(yùn)動的實際(jì)距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明(ming)電機運行(háng)良好，定位(wèi)精度也良(liáng)好。而返回(huí)機床實際(ji)運動位移(yí)的變化上(shàng)，可以分爲(wei)四個階段(duan)：(1)機床運動(dong)距離d1>d=0.1mm(斜率(lǜ)大于1);(2)表現(xian)出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率(lü)小于1);(3)機床(chuang)機構實際(ji)沒移動，表(biao)現出标準(zhǔn)的反向間(jiān)隙;(4)機床運(yùn)動距離與(yǔ)脈沖器經(jīng)定數值相(xiàng)等(斜率等(děng)于1)，恢複到(dào)機床的正(zheng)常運動。無(wú)論怎樣對(dui)反向間隙(xi)進行補償(chang)，其表現出(chu)的特征是(shì)：除了(3)階段(duàn)補償外，其(qi)他各段變(bian)化依然存(cún)在，特别是(shì)(1)階段嚴重(zhòng)影響到機(jī)床的數控(kong)車床加工(gong)精度。補償(cháng)中發現，間(jian)隙補償越(yuè)大，(1)階段移(yi)動的距離(li)也越大。金(jin)屬數控車(chē)床加工微(wēi)信，内容不(bú)錯，值得關(guan)注。
分析上(shàng)述檢查認(rèn)爲存在幾(ji)點可能原(yuán)因：一是電(dian)機有異常(cháng)，二是機械(xie)方面有故(gu)障，三是絲(si)杠存在間(jiān)隙。爲了進(jin)一步診斷(duan)故障，将電(dian)機和絲杠(gang)完全脫開(kāi)，分别對電(dian)機和機械(xiè)部分進行(háng)檢查。檢查(cha)結果是電(diàn)機運行正(zhèng)常;在對機(ji)械部分診(zhěn)斷中發現(xiàn)，用手盤動(dòng)絲杠時，返(fǎn)回運動初(chu)始有很大(dà)的空缺感(gǎn)。而正常情(qing)況下，應該(gai)能感覺到(dào)軸承有序(xù)而平滑的(de)移動。
故障(zhang)處理：經過(guò)拆卸檢查(cha)發現該軸(zhou)承确實受(shòu)損，且有滾(gǔn)珠脫落。更(gèng)換後機床(chuang)恢複正常(chang)。
2.控制(zhì)邏輯不妥(tuǒ)導緻數控(kong)車床加工(gong)精度異常(chang)
故障現象(xiàng)：一台上海(hai)機床廠家(jia)生産的數(shu)控車床加(jia)工中心，系(xi)統是Frank.數控(kòng)車床加工(gong)過程中，發(fā)現該機床(chuang)X軸精度異(yi)常，精度誤(wu)差小爲0.008mm，大(da)爲1.2mm.故障診(zhen)斷：檢查中(zhong)，機床已經(jing)按照要求(qiu)設置了G54工(gong)件坐标系(xì)。在手動輸(shū)入數據方(fāng)式操作下(xià)，以G54坐标系(xi)運行一段(duàn)程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待(dai)機床運行(háng)結束後顯(xiǎn)示器上顯(xiǎn)示的機械(xie)坐标值爲(wei)(X軸)“-1025.243”，記錄下(xià)該數值。然(rán)後在手動(dòng)方式下，将(jiang)機床點動(dòng)到其他任(rèn)意位置，再(zài)次在手動(dòng)輸入數據(jù)方式操作(zuò)下運行剛(gang)才的程序(xu)段，待機床(chuáng)停止後，發(fa)現此時機(ji)床坐标數(shu)值顯示爲(wèi)“-1024.891”，同上一次(cì)執行後的(de)數值比較(jiao)相差了0.352mm.按(àn)照同樣的(de)方法，将X軸(zhóu)點動移動(dòng)到不同的(de)位置，反複(fú)執行該程(cheng)序段，而顯(xiǎn)示器上顯(xian)示的數值(zhi)都有所不(bú)同(不穩定(dìng))。金屬數控(kong)車床加工(gōng)微信，内容(róng)不錯，值得(dé)關注。用百(bai)分表對X軸(zhou)進行仔細(xì)檢查，發現(xiàn)機械位置(zhi)實際誤差(chà)同數字顯(xian)示出來的(de)誤差基本(běn)一緻，從而(ér)認爲故障(zhang)原因爲X軸(zhóu)重複定位(wei)誤差過大(dà)。對X軸的反(fan)向間隙及(ji)定位精度(du)進行檢查(chá)，重新補償(chang)其誤差值(zhi)，結果起不(bu)到任何作(zuò)用。因此懷(huai)疑光栅尺(chǐ)及系統參(cān)數等有問(wen)題。但爲什(shí)麽産生如(ru)此大的誤(wù)差，卻又未(wèi)出現相應(yīng)的報警信(xìn)息進一步(bù)檢查發現(xian)，此軸爲垂(chui)直方向的(de)軸，當X軸松(sōng)開時主軸(zhou)箱向下掉(diào)，造成了誤(wu)差。
故障處(chu)理：對機床(chuang)的PLC邏輯控(kong)制程序做(zuo)了修改，即(ji)在X軸松開(kai)時，先把X軸(zhóu)使能加載(zǎi)，再把X軸松(song)開;而在X軸(zhou)夾緊時，先(xian)把X軸夾緊(jin)後，再把使(shǐ)能去掉。調(diào)整後機床(chuáng)故障得以(yǐ)解決。
3.機床(chuáng)位置問題(ti)導緻數控(kòng)車床加工(gong)精度異常(cháng)
故障現象(xiàng)：一台杭州(zhou)産的立式(shì)數控銑床(chuáng)，配備北京(jing)KND-10M系統。在點(diǎn)動或數控(kòng)車床加工(gong)過程中，發(fā)現Z軸異常(cháng)。
故障診斷(duan)：檢查發現(xiàn)，Z軸上下移(yí)動不均勻(yun)且有噪聲(shēng)，且存在一(yī)定間隙。電(diàn)機啓動時(shi)，在點動方(fāng)式下Z軸向(xiang)上運動存(cun)在不穩定(ding)的噪聲及(jí)受力不均(jun)勻，且感覺(jiào)電機抖動(dòng)比較厲害(hai);而向下運(yùn)動時，就沒(mei)有抖動得(de)這麽明顯(xiǎn);停止時不(bu)抖動，在數(shù)控車床加(jia)工過程中(zhong)表現得比(bǐ)較明顯。分(fèn)析認爲，故(gù)障原因有(you)三點：一是(shì)絲杠反向(xiàng)間隙很大(dà);二是Z軸電(dian)機工作異(yì)常;三是皮(pi)帶輪受損(sǔn)至受力不(bu)均。但有一(yi)個問題要(yao)注意的是(shi)，停止時不(bu)抖動，上下(xia)運動不均(jun)勻，所以電(diàn)機工作異(yì)常這個問(wèn)題可以排(pai)除。金屬數(shu)控車床加(jiā)工微信，内(nei)容不錯，值(zhi)得關注。因(yin)此先對機(ji)械部分診(zhěn)斷，在診斷(duàn)測試過程(cheng)中沒有發(fā)現異常，在(zai)公差之内(nei)。利用排除(chu)法則，餘下(xià)的隻有皮(pi)帶問題了(le)，在檢測皮(pí)帶時，發覺(jiào)這條皮帶(dài)剛換不久(jiǔ)，但在細心(xin)檢測皮帶(dài)時，發現皮(pi)帶内側出(chū)現不同程(chéng)度的受損(sǔn)，很明顯是(shi)受力不均(jun)所至，是什(shi)麽原因造(zào)成的呢在(zài)診斷中發(fā)現電機放(fang)置有問題(tí)，即裝夾的(de)角度位置(zhi)不對稱造(zào)成受力不(bu)均。
故障處(chù)理：隻要将(jiang)電機重裝(zhuāng)，對準角度(dù)，測量好距(ju)離(電機與(yu)Z軸的軸承(cheng))，皮帶兩邊(biān)(長度)要均(jun)勻。這樣，Z軸(zhóu)上下移動(dong)不均勻且(qiě)有噪聲及(jí)抖動現象(xiàng)就消除了(le)，Z軸數控車(che)床加工恢(hui)複正常。
導緻數控(kong)車床加工(gōng)精度異常(chang)系統參數(shù)主要包括(kuo)機床進給(gei)單位，零點(dian)偏置，反向(xiang)間隙等。例(lì)如Frank數控系(xi)統，其進給(gei)單位有公(gong)制和英制(zhì)兩種。在機(ji)床修理過(guò)程中對于(yu)局部處理(lǐ)，常常影響(xiang)到零點偏(piān)置和間隙(xi)的變化，故(gu)障處理完(wán)畢後應作(zuò)适時的調(diào)整和修改(gǎi);另一方面(mian)，由于機械(xiè)磨損嚴重(zhong)或連接位(wei)松動也可(kě)能造成參(can)數實測值(zhí)的變化，需(xu)要對參數(shu)做相應的(de)修改才能(néng)滿足機床(chuang)數控車床(chuáng)加工精度(dù)的要求。
故(gu)障現象：一(yī)台杭州産(chan)的立式數(shù)控銑床，配(pèi)備北京KND-10M系(xi)統。在數控(kong)車床加工(gong)過程中，發(fa)現X軸精度(du)異常。
故障(zhang)診斷：檢查(cha)發現X軸存(cun)在一定間(jiān)隙，且電機(jī)啓動時存(cun)在不穩定(dìng)的現象。用(yòng)手觸摸X軸(zhou)電機時感(gan)覺電機拉(lā)動比較厲(lì)害，停止時(shí)拉動不明(míng)顯，尤其是(shi)點動方式(shì)下比較明(míng)顯。分析認(rèn)爲，故障原(yuán)因有兩點(diǎn)：一是絲杠(gàng)反間隙很(hěn)大;二是X軸(zhou)電機工作(zuo)異常。
故障(zhàng)處理：利用(yong)KND-10M系統的參(cān)數功能，對(dui)電機進行(háng)調試。首先(xian)對存在的(de)間隙進行(háng)補償，再調(diao)整伺服系(xì)統參數及(ji)脈沖抑制(zhì)功能參數(shù)，X軸電機的(de)抖動消除(chú)，機床數控(kong)車床加工(gong)精度恢複(fu)正常。