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數控機(ji)床加工精度異(yi)常的原因及解(jiě)決方法
數(shù)控機床加工 精(jīng)度異常的原因(yīn)及解決方法
造成加工精(jīng)度異常故障的(de)原因隐蔽性強(qiang)，診斷難度比較(jiào)大。筆者根據多(duo)年實踐經驗，歸(gui)納出五個主要(yào)原因：機床進給(gei)單位被改動或(huo)變化;機床各個(gè)軸的零點偏置(zhi)異常;軸向的反(fan)向間隙異常;電(diàn)機運行狀态異(yi)常，即電氣及控(kong)制部分異常;機(ji)械故障，如絲杠(gang)，軸承，軸聯器等(deng)部件。另外加工(gōng)程序的編制，刀(dāo)具的選擇及人(rén)爲因素，也可能(néng)導緻加工精度(du)異常。金屬加工(gōng)微信，内容不錯(cuò)，值得關注。
二、數(shu)控機床故障診(zhěn)斷原則
1.先外部(bu)後内部數控機(jī)床是集機械，液(ye)壓，電氣爲一體(ti)的機床，故其故(gù)障的發生也會(hui)由這三者綜合(hé)反映出來。維修(xiu)人員應先由外(wai)向内逐一進行(háng)排查，盡量避免(miǎn)随意地啓封，拆(chāi)卸，否則會擴大(da)故障，使機床喪(sang)失精度，降低性(xìng)能。
2.先機械後電(dian)氣一般來說，機(jī)械故障較易發(fa)覺，而數控系統(tong)故障的診斷則(ze)難度較大些。在(zai)故障檢修之前(qian)，首先注意排除(chú)機械性的故障(zhang)，往往可達到事(shi)半功倍的效果(guo)。
而(er)對破壞性故障(zhang)，必須先排除危(wei)險後，方可通電(diàn)。
4.先簡單後複雜(za)當出現多種故(gù)障互相交織掩(yǎn)蓋，一時無從下(xia)手時，應先解決(jué)容易的問題，後(hou)解決難度較大(dà)的問題。往往簡(jian)單問題解決後(hòu)，難度大的問題(tí)也可能變得容(rong)易。
三、數控機床(chuang)故障診斷方法(fa)
1.直觀法(望聞問(wèn)切)問-機床的故(gù)障現象，加工狀(zhuang)況等;看-CRT報警信(xìn)息，報警指示燈(dēng)，電容器等元件(jiàn)變形煙熏燒焦(jiao)，保護器脫扣等(děng);聽-異常聲響;聞(wen)-電氣元件焦糊(hu)味及其它異味(wèi);摸-發熱，振動，接(jie)觸不良等。金屬(shu)加工微信，内容(rong)不錯，值得關注(zhu)。
2.參數檢查法參(can)數通常是存放(fàng)在RAM中，有時電池(chí)電壓不足，系統(tong)長期不通電或(huò)外部幹擾都會(huì)使參數丢失或(huò)混亂，應根據故(gu)障特征，檢查和(he)校對有關參數(shù)。
3.隔離法一些故(gù)障，難以區分是(shì)數控部分，還是(shi)伺服系統或機(jī)械部分造成的(de)，常采用隔離法(fa)。
5.功能(néng)程序測試法将(jiang)G，M，S，T，功能的全部指(zhi)令編寫一些小(xiao)程序，在診斷故(gù)障時運行這些(xie)程序，即可判斷(duan)功能的缺失。
四(sì)、加工精度異常(chang)故障診斷和處(chù)理實例
1.機械故(gu)障導緻加工精(jing)度異常故障現(xiàn)象：一台SV-1000立式加(jiā)工中心，采用Frank系(xì)統。在加工連杆(gǎn)模具過程中，忽(hu)然發現Z軸進給(gěi)異常，造成至少(shǎo)1mm的切削誤差量(liàng)(Z方向過切)。
故障(zhang)診斷：調查中了(le)解到，故障是忽(hū)然發生的。機床(chuáng)在點動，在手動(dong)輸入數據方式(shì)操作下各個軸(zhou)運行正常，且回(huí)參考點正常，無(wú)任何報警提示(shì)，電氣控制部分(fèn)硬故障的可能(néng)性排除。應主要(yao)對以下幾個方(fāng)面逐一進行檢(jiǎn)查。金屬加工微(wei)信，内容不錯，值(zhi)得關注。
檢查機(ji)床精度異常時(shi)正在運行的加(jia)工程序段，特别(bie)是刀具長度補(bu)償，加工坐标系(xi)(G54-G59)的校對和計算(suàn)。
在點動方式下(xia)，反複運動Z軸，經(jīng)過視，觸，聽，對其(qí)運動狀态診斷(duàn)，發現Z向運動噪(zào)音異常，特别是(shi)快速點動，噪音(yīn)更加明顯。由此(cǐ)判斷，機械方面(miàn)可能存在隐患(huan)。
檢查機床Z軸精(jīng)度。用手搖脈沖(chòng)發生器移動Z軸(zhóu)，(将其倍率定爲(wei)1×100的擋位，即每變(bian)化一步，電機進(jin)給0.1mm)，配合百分表(biao)觀察Z軸的運動(dòng)情況。在單向運(yùn)動保持正常後(hou)作爲起始點的(de)正向運動，脈沖(chòng)器每變化一步(bu)，機床Z軸運動的(de)實際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明(míng)電機運行良好(hǎo)，定位精度也良(liang)好。而返回機床(chuang)實際運動位移(yí)的變化上，可以(yi)分爲四個階段(duan)：(1)機床運動距離(lí)d1>d=0.1mm(斜率大于1);(2)表現(xian)出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率小于(yu)1);(3)機床機構實際(jì)沒移動，表現出(chu)标準的反向間(jiān)隙;(4)機床運動距(jù)離與脈沖器經(jing)定數值相等(斜(xie)率等于1)，恢複到(dao)機床的正常運(yun)動。無論怎樣對(dui)反向間隙進行(háng)補償，其表現出(chū)的特征是：除了(le)(3)階段補償外，其(qí)他各段變化依(yī)然存在，特别是(shì)(1)階段嚴重影響(xiǎng)到機床的加工(gōng)精度。補償中發(fā)現，間隙補償越(yuè)大，(1)階段移動的(de)距離也越大。金(jin)屬加工微信，内(nèi)容不錯，值得關(guān)注。
分析上述檢(jian)查認爲存在幾(ji)點可能原因：一(yī)是電機有異常(chang)，二是機械方面(mian)有故障，三是絲(sī)杠存在間隙。爲(wèi)了進一步診斷(duan)故障，将電機和(hé)絲杠完全脫開(kai)，分别對電機和(he)機械部分進行(hang)檢查。檢查結果(guǒ)是電機運行正(zhèng)常;在對機械部(bu)分診斷中發現(xiàn)，用手盤動絲杠(gàng)時，返回運動初(chu)始有很大的空(kōng)缺感。而正常情(qíng)況下，應該能感(gǎn)覺到軸承有序(xu)而平滑的移動(dòng)。
2.控制(zhi)邏輯不妥導緻(zhi)加工精度異常(cháng)
故障現象：一台(tai)上海機床廠家(jia)生産的加工中(zhōng)心，系統是Frank.加工(gōng)過程中，發現該(gai)機床X軸精度異(yi)常，精度誤差小(xiao)爲0.008mm，大爲1.2mm.故障診(zhěn)斷：檢查中，機床(chuang)已經按照要求(qiu)設置了G54工件坐(zuò)标系。在手動輸(shū)入數據方式操(cao)作下，以G54坐标系(xi)運行一段程序(xu)即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機床運行(háng)結束後顯示器(qì)上顯示的機械(xiè)坐标值爲(X軸)“-1025.243”，記(ji)錄下該數值。然(ran)後在手動方式(shì)下，将機床點動(dong)到其他任意位(wèi)置，再次在手動(dòng)輸入數據方式(shì)操作下運行剛(gāng)才的程序段，待(dai)機床停止後，發(fa)現此時機床坐(zuò)标數值顯示爲(wèi)“-1024.891”，同上一次執行(háng)後的數值比較(jiao)相差了0.352mm.按照同(tóng)樣的方法，将X軸(zhou)點動移動到不(bú)同的位置，反複(fu)執行該程序段(duan)，而顯示器上顯(xiǎn)示的數值都有(you)所不同(不穩定(ding))。金屬加工微信(xin)，内容不錯，值得(dé)關注。用百分表(biǎo)對X軸進行仔細(xi)檢查，發現機械(xie)位置實際誤差(cha)同數字顯示出(chu)來的誤差基本(ben)一緻，從而認爲(wei)故障原因爲X軸(zhou)重複定位誤差(cha)過大。對X軸的反(fǎn)向間隙及定位(wei)精度進行檢查(cha)，重新補償其誤(wu)差值，結果起不(bu)到任何作用。因(yin)此懷疑光栅尺(chi)及系統參數等(deng)有問題。但爲什(shí)麽産生如此大(da)的誤差，卻又未(wèi)出現相應的報(bào)警信息進一步(bù)檢查發現，此軸(zhou)爲垂直方向的(de)軸，當X軸松開時(shí)主軸箱向下掉(diào)，造成了誤差。
故(gu)障處理：對機床(chuáng)的PLC邏輯控制程(cheng)序做了修改，即(ji)在X軸松開時，先(xiān)把X軸使能加載(zai)，再把X軸松開;而(ér)在X軸夾緊時，先(xiān)把X軸夾緊後，再(zài)把使能去掉。調(diào)整後機床故障(zhàng)得以解決。
故障現象：一台(tái)杭州産的立式(shi)數控銑床，配備(bèi)北京KND-10M系統。在點(diǎn)動或加工過程(cheng)中，發現Z軸異常(chang)。
故障處(chù)理：隻要将電機(ji)重裝，對準角度(dù)，測量好距離(電(dian)機與Z軸的軸承(cheng))，皮帶兩邊(長度(du))要均勻。這樣，Z軸(zhou)上下移動不均(jun1)勻且有噪聲及(ji)抖動現象就消(xiāo)除了，Z軸加工恢(huī)複正常。
4.系統參(cān)數未優化，電機(jī)運行異常
故(gù)障現象：一台杭(háng)州産的立式數(shù)控銑床，配備北(bei)京KND-10M系統。在加工(gōng)過程中，發現X軸(zhou)精度異常。
故障(zhang)處理：利用KND-10M系統(tǒng)的參數功能，對(dui)電機進行調試(shì)。首先對存在的(de)間隙進行補償(cháng)，再調整伺服系(xì)統參數及脈沖(chong)抑制功能參數(shu)，X軸電機的抖動(dong)消除，機床加工(gōng)精度恢複正常(cháng)。
通過對數控機(ji)床加工精度異(yì)常故障診斷和(hé)處理方法的探(tan)讨，把實習生産(chǎn)中所遇到的實(shí)際問題及解決(jué)方法加以歸納(nà)，充實了教學内(nèi)容并滲透到生(shēng)産實踐中，不但(dan)讓學生掌握了(le)解決問題的方(fang)法，更重要的是(shi)培養了學生實(shi)際操作能力，運(yùn)用知識分析和(hé)解決問題的能(néng)力，達到技工學(xue)校教育教學的(de)目标，使學生成(chéng)爲适應市場需(xu)求的實用型人(ren)才。
