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數(shù)控機床加工 精度(dù)異常的原因及解(jiě)決方法
一、造成加(jiā)工精度異常故障(zhang)的原因
造成加工(gong)精度異常故障的(de)原因隐蔽性強，診(zhěn)斷難度比較大。筆(bi)者根據多年實踐(jiàn)經驗，歸納出五個(ge)主要原因：機床進(jin)給單位被改動或(huo)變化;機床各個軸(zhou)的零點偏置異常(chang);軸向的反向間隙(xì)異常;電機運行狀(zhuàng)态異常，即電氣及(ji)控制部分異常;機(jī)械故障，如絲杠，軸(zhóu)承，軸聯器等部件(jian)。另外加工程序的(de)編制，刀具的選擇(ze)及人爲因素，也可(ke)能導緻加工精度(dù)異常。金屬加工微(wēi)信，内容不錯，值得(de)關注。
二、數控機床(chuang)故障診斷原則
2.先機械後(hòu)電氣一般來說，機(ji)械故障較易發覺(jiao)，而數控系統故障(zhang)的診斷則難度較(jiao)大些。在故障檢修(xiu)之前，首先注意排(pái)除機械性的故障(zhàng)，往往可達到事半(bàn)功倍的效果。
3.先靜(jing)後動先在機床斷(duan)電的靜止狀态下(xià)，通過了解，觀察，測(cè)試，分析，确認爲非(fei)破壞性故障後，方(fang)可給機床通電;在(zai)運行工況下，進行(háng)動态的觀察，檢驗(yàn)和測試，查找故障(zhàng)。
而對破壞性故障(zhàng)，必須先排除危險(xian)後，方可通電。
4.先簡(jian)單後複雜當出現(xiàn)多種故障互相交(jiao)織掩蓋，一時無從(cóng)下手時，應先解決(jué)容易的問題，後解(jiě)決難度較大的問(wen)題。往往簡單問題(ti)解決後，難度大的(de)問題也可能變得(de)容易。
三、數控機床故(gù)障診斷方法
1.直觀(guan)法(望聞問切)問-機(ji)床的故障現象，加(jiā)工狀況等;看-CRT報警(jǐng)信息，報警指示燈(deng)，電容器等元件變(biàn)形煙熏燒焦，保護(hu)器脫扣等;聽-異常(cháng)聲響;聞-電氣元件(jian)焦糊味及其它異(yì)味;摸-發熱，振動，接(jie)觸不良等。金屬加(jiā)工微信，内容不錯(cuò)，值得關注。
3.隔離法一些故(gù)障，難以區分是數(shu)控部分，還是伺服(fu)系統或機械部分(fen)造成的，常采用隔(ge)離法。
4.同類對調法(fǎ)用同功能的備用(yòng)闆替換被懷疑有(yǒu)故障的模闆，或将(jiāng)功能相同的模闆(pǎn)或單元相互交換(huan)。
5.功能程序測試法(fǎ)将G，M，S，T，功能的全部指(zhǐ)令編寫一些小程(chéng)序，在診斷故障時(shí)運行這些程序，即(ji)可判斷功能的缺(que)失。
四、加工精度異(yi)常故障診斷和處(chù)理實例
1.機械故障(zhàng)導緻加工精度異(yi)常故障現象：一台(tai)SV-1000立式加工中心，采(cǎi)用Frank系統。在加工連(lian)杆模具過程中，忽(hu)然發現Z軸進給異(yi)常，造成至少1mm的切(qiē)削誤差量(Z方向過(guo)切)。
故障診斷：調查(chá)中了解到，故障是(shi)忽然發生的。機床(chuáng)在點動，在手動輸(shū)入數據方式操作(zuò)下各個軸運行正(zhèng)常，且回參考點正(zheng)常，無任何報警提(ti)示，電氣控制部分(fen)硬故障的可能性(xìng)排除。應主要對以(yǐ)下幾個方面逐一(yī)進行檢查。金屬加(jiā)工微信，内容不錯(cuo)，值得關注。
檢查機(ji)床精度異常時正(zheng)在運行的加工程(cheng)序段，特别是刀具(jù)長度補償，加工坐(zuo)标系(G54-G59)的校對和計(jì)算。
在點動方式下(xia)，反複運動Z軸，經過(guo)視，觸，聽，對其運動(dong)狀态診斷，發現Z向(xiang)運動噪音異常，特(tè)别是快速點動，噪(zao)音更加明顯。由此(cǐ)判斷，機械方面可(ke)能存在隐患。
檢查(chá)機床Z軸精度。用手(shǒu)搖脈沖發生器移(yi)動Z軸，(将其倍率定(dìng)爲1×100的擋位，即每變(bian)化一步，電機進給(gei)0.1mm)，配合百分表觀察(cha)Z軸的運動情況。在(zài)單向運動保持正(zheng)常後作爲起始點(dian)的正向運動，脈沖(chòng)器每變化一步，機(jī)床Z軸運動的實際(ji)距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明電機運(yùn)行良好，定位精度(dù)也良好。而返回機(ji)床實際運動位移(yí)的變化上，可以分(fen)爲四個階段：(1)機床(chuáng)運動距離d1>d=0.1mm(斜率大(dà)于1);(2)表現出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率(lü)小于1);(3)機床機構實(shí)際沒移動，表現出(chu)标準的反向間隙(xi);(4)機床運動距離與(yu)脈沖器經定數值(zhi)相等(斜率等于1)，恢(huī)複到機床的正常(chang)運動。無論怎樣對(duì)反向間隙進行補(bǔ)償，其表現出的特(te)征是：除了(3)階段補(bu)償外，其他各段變(bian)化依然存在，特别(bié)是(1)階段嚴重影響(xiang)到機床的加工精(jing)度。補償中發現，間(jian)隙補償越大，(1)階段(duàn)移動的距離也越(yuè)大。金屬加工微信(xin)，内容不錯，值得關(guan)注。
分析上述檢查(cha)認爲存在幾點可(ke)能原因：一是電機(jī)有異常，二是機械(xie)方面有故障，三是(shì)絲杠存在間隙。爲(wèi)了進一步診斷故(gù)障，将電機和絲杠(gàng)完全脫開，分别對(duì)電機和機械部分(fen)進行檢查。檢查結(jie)果是電機運行正(zheng)常;在對機械部分(fen)診斷中發現，用手(shou)盤動絲杠時，返回(huí)運動初始有很大(da)的空缺感。而正常(chang)情況下，應該能感(gǎn)覺到軸承有序而(er)平滑的移動。
故障(zhang)處理：經過拆卸檢(jiǎn)查發現該軸承确(que)實受損，且有滾珠(zhū)脫落。更換後機床(chuáng)恢複正常。
2.控制邏(luó)輯不妥導緻加工(gōng)精度異常
故障現(xian)象：一台上海機床(chuáng)廠家生産的加工(gong)中心，系統是Frank.加工(gong)過程中，發現該機(ji)床X軸精度異常，精(jing)度誤差小爲0.008mm，大爲(wei)1.2mm.故障診斷：檢查中(zhōng)，機床已經按照要(yao)求設置了G54工件坐(zuo)标系。在手動輸入(rù)數據方式操作下(xià)，以G54坐标系運行一(yī)段程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機床(chuang)運行結束後顯示(shi)器上顯示的機械(xiè)坐标值爲(X軸)“-1025.243”，記錄(lu)下該數值。然後在(zai)手動方式下，将機(jī)床點動到其他任(ren)意位置，再次在手(shǒu)動輸入數據方式(shì)操作下運行剛才(cái)的程序段，待機床(chuáng)停止後，發現此時(shí)機床坐标數值顯(xian)示爲“-1024.891”，同上一次執(zhi)行後的數值比較(jiao)相差了0.352mm.按照同樣(yàng)的方法，将X軸點動(dong)移動到不同的位(wèi)置，反複執行該程(chéng)序段，而顯示器上(shang)顯示的數值都有(you)所不同(不穩定)。金(jin)屬加工微信，内容(róng)不錯，值得關注。用(yong)百分表對X軸進行(hang)仔細檢查，發現機(jī)械位置實際誤差(cha)同數字顯示出來(lai)的誤差基本一緻(zhì)，從而認爲故障原(yuán)因爲X軸重複定位(wèi)誤差過大。對X軸的(de)反向間隙及定位(wèi)精度進行檢查，重(zhòng)新補償其誤差值(zhí)，結果起不到任何(hé)作用。因此懷疑光(guāng)栅尺及系統參數(shù)等有問題。但爲什(shí)麽産生如此大的(de)誤差，卻又未出現(xian)相應的報警信息(xī)進一步檢查發現(xian)，此軸爲垂直方向(xiang)的軸，當X軸松開時(shi)主軸箱向下掉，造(zào)成了誤差。
故障處(chu)理：對機床的PLC邏輯(ji)控制程序做了修(xiū)改，即在X軸松開時(shí)，先把X軸使能加載(zai)，再把X軸松開;而在(zai)X軸夾緊時，先把X軸(zhou)夾緊後，再把使能(néng)去掉。調整後機床(chuang)故障得以解決。
3.機(jī)床位置問題導緻(zhi)加工精度異常
故(gu)障現象：一台杭州(zhōu)産的立式數控銑(xǐ)床，配備北京KND-10M系統(tǒng)。在點動或加工過(guo)程中，發現Z軸異常(cháng)。
故障處(chù)理：隻要将電機重(zhòng)裝，對準角度，測量(liang)好距離(電機與Z軸(zhou)的軸承)，皮帶兩邊(biān)(長度)要均勻。這樣(yang)，Z軸上下移動不均(jun)勻且有噪聲及抖(dou)動現象就消除了(le)，Z軸加工恢複正常(cháng)。
4.系統參數未優化(huà)，電機運行異常
導(dao)緻加工精度異常(cháng)系統參數主要包(bāo)括機床進給單位(wei)，零點偏置，反向間(jiān)隙等。例如Frank數控系(xì)統，其進給單位有(you)公制和英制兩種(zhǒng)。在機床修理過程(chéng)中對于局部處理(lǐ)，常常影響到零點(diǎn)偏置和間隙的變(biàn)化，故障處理完畢(bi)後應作适時的調(diao)整和修改;另一方(fāng)面，由于機械磨損(sun)嚴重或連接位松(sōng)動也可能造成參(can)數實測值的變化(hua)，需要對參數做相(xiang)應的修改才能滿(man)足機床加工精度(dù)的要求。
故障現象(xiang)：一台杭州産的立(li)式數控銑床，配備(bèi)北京KND-10M系統。在加工(gōng)過程中，發現X軸精(jing)度異常。
故障診斷(duan)：檢查發現X軸存在(zai)一定間隙，且電機(jī)啓動時存在不穩(wen)定的現象。用手觸(chù)摸X軸電機時感覺(jiao)電機拉動比較厲(li)害，停止時拉動不(bú)明顯，尤其是點動(dong)方式下比較明顯(xian)。分析認爲，故障原(yuan)因有兩點：一是絲(si)杠反間隙很大;二(èr)是X軸電機工作異(yì)常。
故障處理：利用(yong)KND-10M系統的參數功能(néng)，對電機進行調試(shì)。首先對存在的間(jian)隙進行補償，再調(diao)整伺服系統參數(shu)及脈沖抑制功能(neng)參數，X軸電機的抖(dǒu)動消除，機床加工(gōng)精度恢複正常。
通(tōng)過對數控機床加(jia)工精度異常故障(zhang)診斷和處理方法(fa)的探讨，把實習生(shēng)産中所遇到的實(shi)際問題及解決方(fāng)法加以歸納，充實(shi)了教學内容并滲(shen)透到生産實踐中(zhōng)，不但讓學生掌握(wo)了解決問題的方(fang)法，更重要的是培(péi)養了學生實際操(cao)作能力，運用知識(shi)分析和解決問題(ti)的能力，達到技工(gōng)學校教育教學的(de)目标，使學生成爲(wei)适應市場需求的(de)實用型人才。
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