是什麽(me)導緻數控機床(chuang)加工精度異常(cháng)
一、造成數(shu)控車床加工精(jing)度異常故障的(de)原因
造成數控(kong)車床加工精度(du)異常故障的原(yuán)因隐蔽性強，診(zhen)斷難度比較大(dà)，歸納出五個主(zhǔ)要原因：機床進(jìn)給單位被改動(dong)或變化;機床各(ge)個軸的零點偏(pian)置異常;軸向的(de)反向間隙異常(chang);電機運行狀态(tài)異常，即電氣及(jí)控制部分異常(chang);機械故障，如絲(sī)杠，軸承，軸聯器(qi)等部件。另外數(shu)控車床加工程(cheng)序的編制，刀具(ju)的選擇及人爲(wèi)因素，也可能導(dao)緻數控車床加(jia)工精度異常。
二(er)、數控機床故障(zhang)診斷原則
1.先外(wài)部後内部數控(kong)機床是集機械(xiè)，液壓，電氣爲一(yī)體的機床，故其(qí)故障的發生也(yě)會由這三者綜(zōng)合反映出來。維(wei)修人員應先由(yóu)外向内逐一進(jìn)行排查，盡量避(bi)免随意地啓封(feng)，拆卸，否則會擴(kuò)大故障，使機床(chuang)喪失精度，降低(di)性能。
2.先機械後(hòu)電氣一般來說(shuō)，機械故障較易(yi)發覺，而數控系(xì)統故障的診斷(duàn)則難度較大些(xie)。在故障檢修之(zhī)前，首先注意排(pái)除機械性的故(gù)障，往往可達到(dào)事半功倍的效(xiao)果。
3.先靜後動先(xiān)在機床斷電的(de)靜止狀态下，通(tōng)過了解，觀察，測(ce)試，分析，确認爲(wèi)非破壞性故障(zhàng)後，方可給機床(chuáng)通電;在運行工(gong)況下，進行動态(tai)的觀察，檢驗和(hé)測試，查找故障(zhàng)。金屬數控車床(chuáng)加工微信，内容(rong)不錯，值得關注(zhu)。
而對破壞性故(gù)障，必須先排除(chú)危險後，方可通(tōng)電。
4.先簡單後複(fú)雜當出現多種(zhong)故障互相交織(zhi)掩蓋，一時無從(cong)下手時，應先解(jie)決容易的問題(tí)，後解決難度較(jiao)大的問題。往往(wang)簡單問題解決(jue)後，難度大的問(wen)題也可能變得(de)容易。
三、數控機(jī)床故障診斷方(fāng)法
1.直觀法：(望聞(wén)問切)問-機床的(de)故障現象，數控(kòng)車床加工狀況(kuàng)等;看-CRT報警信息(xi)，報警指示燈，電(diàn)容器等元件變(biàn)形煙熏燒焦，保(bao)護器脫扣等;聽(ting)-異常聲響;聞-電(diàn)氣元件焦糊味(wei)及其它異味;摸(mo)-發熱，振動，接觸(chu)不良等。金屬數(shù)控車床加工微(wēi)信，内容不錯，值(zhi)得關注。
2.參數檢(jiǎn)查法：參數通常(chang)是存放在RAM中，有(yǒu)時電池電壓不(bu)足，系統長期不(bu)通電或外部幹(gàn)擾都會使參數(shù)丢失或混亂，應(yīng)根據故障特征(zhēng)，檢查和校對有(you)關參數。
3.隔離法(fǎ)：一些故障，難以(yi)區分是數控部(bù)分，還是伺服系(xi)統或機械部分(fèn)造成的，常采用(yòng)隔離法。
4.同類對(dui)調法用同功能(néng)的備用闆替換(huàn)被懷疑有故障(zhàng)的模闆，或将功(gōng)能相同的模闆(pan)或單元相互交(jiao)換。
5.功能程序測(cè)試法将G，M，S，T，功能的(de)全部指令編寫(xiě)一些小程序，在(zai)診斷故障時運(yun)行這些程序，即(ji)可判斷功能的(de)缺失。
四、數控車(che)床加工精度異(yì)常故障診斷和(hé)處理實例
1.機械(xie)故障導緻數控(kong)車床加工精度(du)異常故障現象(xiang)：一台SV-1000立式數控(kong)車床加工中心(xīn)，采用Frank系統。在數(shù)控車床加工連(lián)杆模具過程中(zhōng)，忽然發現Z軸進(jìn)給異常，造成至(zhi)少1mm的切削誤差(chà)量(Z方向過切)。
檢查機床(chuang)精度異常時正(zheng)在運行的數控(kong)車床加工程序(xu)段，特别是刀具(jù)長度補償，數控(kòng)車床加工坐标(biao)系(G54-G59)的校對和計(jì)算。
在點動方式(shi)下，反複運動Z軸(zhou)，經過視，觸，聽，對(duì)其運動狀态診(zhěn)斷，發現Z向運動(dòng)噪音異常，特别(bie)是快速點動，噪(zào)音更加明顯。由(yóu)此判斷，機械方(fang)面可能存在隐(yǐn)患。
檢查機床Z軸(zhóu)精度。用手搖脈(mo)沖發生器移動(dong)Z軸，(将其倍率定(dìng)爲1×100的擋位，即每(mei)變化一步，電機(ji)進給0.1mm)，配合百分(fen)表觀察Z軸的運(yùn)動情況。在單向(xiàng)運動保持正常(cháng)後作爲起始點(dian)的正向運動，脈(mò)沖器每變化一(yī)步，機床Z軸運動(dong)的實際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說(shuō)明電機運行良(liang)好，定位精度也(ye)良好。而返回機(jī)床實際運動位(wèi)移的變化上，可(kě)以分爲四個階(jie)段：(1)機床運動距(ju)離d1>d=0.1mm(斜率大于1);(2)表(biao)現出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率小(xiao)于1);(3)機床機構實(shí)際沒移動，表現(xiàn)出标準的反向(xiàng)間隙;(4)機床運動(dòng)距離與脈沖器(qi)經定數值相等(děng)(斜率等于1)，恢複(fú)到機床的正常(cháng)運動。無論怎樣(yang)對反向間隙進(jin)行補償，其表現(xiàn)出的特征是：除(chu)了(3)階段補償外(wài)，其他各段變化(hua)依然存在，特别(bié)是(1)階段嚴重影(ying)響到機床的數(shù)控車床加工精(jing)度。補償中發現(xian)，間隙補償越大(dà)，(1)階段移動的距(ju)離也越大。金屬(shu)數控車床加工(gong)微信，内容不錯(cuo)，值得關注。
分析(xī)上述檢查認爲(wèi)存在幾點可能(néng)原因：一是電機(ji)有異常，二是機(jī)械方面有故障(zhang)，三是絲杠存在(zai)間隙。爲了進一(yi)步診斷故障，将(jiang)電機和絲杠完(wán)全脫開，分别對(duì)電機和機械部(bu)分進行檢查。檢(jiǎn)查結果是電機(ji)運行正常;在對(dui)機械部分診斷(duàn)中發現，用手盤(pán)動絲杠時，返回(huí)運動初始有很(hěn)大的空缺感。而(er)正常情況下，應(yīng)該能感覺到軸(zhóu)承有序而平滑(hua)的移動。
故障處(chu)理：經過拆卸檢(jiǎn)查發現該軸承(cheng)确實受損，且有(yǒu)滾珠脫落。更換(huàn)後機床恢複正(zheng)常。
2.控制邏輯不(bú)妥導緻數控車(chē)床加工精度異(yi)常
故障現象：一(yi)台上海機床廠(chǎng)家生産的數控(kòng)車床加工中心(xin)，系統是Frank.數控車(chē)床加工過程中(zhong)，發現該機床X軸(zhou)精度異常，精度(du)誤差小爲0.008mm，大爲(wèi)1.2mm.故障診斷：檢查(cha)中，機床已經按(an)照要求設置了(le)G54工件坐标系。在(zai)手動輸入數據(jù)方式操作下，以(yi)G54坐标系運行一(yi)段程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機(ji)床運行結束後(hou)顯示器上顯示(shì)的機械坐标值(zhi)爲(X軸)“-1025.243”，記錄下該(gai)數值。然後在手(shou)動方式下，将機(ji)床點動到其他(tā)任意位置，再次(cì)在手動輸入數(shu)據方式操作下(xia)運行剛才的程(cheng)序段，待機床停(tíng)止後，發現此時(shí)機床坐标數值(zhí)顯示爲“-1024.891”，同上一(yi)次執行後的數(shu)值比較相差了(le)0.352mm.按照同樣的方(fang)法，将X軸點動移(yí)動到不同的位(wei)置，反複執行該(gāi)程序段，而顯示(shì)器上顯示的數(shu)值都有所不同(tóng)(不穩定)。金屬數(shu)控車床加工微(wei)信，内容不錯，值(zhí)得關注。用百分(fen)表對X軸進行仔(zǎi)細檢查，發現機(ji)械位置實際誤(wù)差同數字顯示(shi)出來的誤差基(jī)本一緻，從而認(ren)爲故障原因爲(wei)X軸重複定位誤(wu)差過大。對X軸的(de)反向間隙及定(ding)位精度進行檢(jiǎn)查，重新補償其(qí)誤差值，結果起(qi)不到任何作用(yong)。因此懷疑光栅(shān)尺及系統參數(shu)等有問題。但爲(wei)什麽産生如此(cǐ)大的誤差，卻又(yòu)未出現相應的(de)報警信息進一(yī)步檢查發現，此(cǐ)軸爲垂直方向(xiang)的軸，當X軸松開(kai)時主軸箱向下(xia)掉，造成了誤差(cha)。
3.機(ji)床位置問題導(dǎo)緻數控車床加(jia)工精度異常
故(gu)障現象：一台杭(háng)州産的立式數(shu)控銑床，配備北(běi)京KND-10M系統。在點動(dong)或數控車床加(jiā)工過程中，發現(xian)Z軸異常。
故障診(zhen)斷：檢查發現，Z軸(zhóu)上下移動不均(jun1)勻且有噪聲，且(qiě)存在一定間隙(xi)。電機啓動時，在(zai)點動方式下Z軸(zhou)向上運動存在(zai)不穩定的噪聲(shēng)及受力不均勻(yun)，且感覺電機抖(dǒu)動比較厲害;而(er)向下運動時，就(jiù)沒有抖動得這(zhe)麽明顯;停止時(shí)不抖動，在數控(kòng)車床加工過程(cheng)中表現得比較(jiao)明顯。分析認爲(wei)，故障原因有三(sān)點：一是絲杠反(fan)向間隙很大;二(èr)是Z軸電機工作(zuò)異常;三是皮帶(dai)輪受損至受力(lì)不均。但有一個(ge)問題要注意的(de)是，停止時不抖(dǒu)動，上下運動不(bu)均勻，所以電機(jī)工作異常這個(ge)問題可以排除(chu)。金屬數控車床(chuang)加工微信，内容(rong)不錯，值得關注(zhu)。因此先對機械(xie)部分診斷，在診(zhen)斷測試過程中(zhōng)沒有發現異常(cháng)，在公差之内。利(li)用排除法則，餘(yu)下的隻有皮帶(dài)問題了，在檢測(cè)皮帶時，發覺這(zhe)條皮帶剛換不(bu)久，但在細心檢(jiǎn)測皮帶時，發現(xiàn)皮帶内側出現(xian)不同程度的受(shòu)損，很明顯是受(shòu)力不均所至，是(shi)什麽原因造成(cheng)的呢在診斷中(zhōng)發現電機放置(zhi)有問題，即裝夾(jiá)的角度位置不(bú)對稱造成受力(li)不均。
故障處理(li)：隻要将電機重(zhong)裝，對準角度，測(ce)量好距離(電機(ji)與Z軸的軸承)，皮(pi)帶兩邊(長度)要(yào)均勻。這樣，Z軸上(shang)下移動不均勻(yun)且有噪聲及抖(dǒu)動現象就消除(chú)了，Z軸數控車床(chuáng)加工恢複正常(chang)。
4.系統參數未優(yōu)化，電機運行異(yi)常
導緻數控車(chē)床加工精度異(yì)常系統參數主(zhǔ)要包括機床進(jin)給單位，零點偏(piān)置，反向間隙等(deng)。例如Frank數控系統(tong)，其進給單位有(you)公制和英制兩(liǎng)種。在機床修理(lǐ)過程中對于局(jú)部處理，常常影(yǐng)響到零點偏置(zhì)和間隙的變化(hua)，故障處理完畢(bi)後應作适時的(de)調整和修改;另(lìng)一方面，由于機(jī)械磨損嚴重或(huò)連接位松動也(yě)可能造成參數(shù)實測值的變化(huà)，需要對參數做(zuo)相應的修改才(cái)能滿足機床數(shù)控車床加工精(jīng)度的要求。
故障(zhàng)現象：一台杭州(zhōu)産的立式數控(kòng)銑床，配備北京(jing)KND-10M系統。在數控車(che)床加工過程中(zhōng)，發現X軸精度異(yì)常。
故障診斷：檢(jian)查發現X軸存在(zai)一定間隙，且電(diàn)機啓動時存在(zài)不穩定的現象(xiang)。用手觸摸X軸電(dian)機時感覺電機(ji)拉動比較厲害(hài)，停止時拉動不(bú)明顯，尤其是點(dian)動方式下比較(jiào)明顯。分析認爲(wei)，故障原因有兩(liǎng)點：一是絲杠反(fǎn)間隙很大;二是(shi)X軸電機工作異(yi)常。
故障處理：利(li)用KND-10M系統的參數(shu)功能，對電機進(jìn)行調試。首先對(duì)存在的間隙進(jìn)行補償，再調整(zheng)伺服系統參數(shù)及脈沖抑制功(gōng)能參數，X軸電機(jī)的抖動消除，機(jī)床數控車床加(jia)工精度恢複正(zhèng)常。
