一、造成數(shu)控車床加工(gōng)精度異常故(gù)障的原因
造(zao)成數控車床(chuang)加工精度異(yi)常故障的原(yuán)因隐蔽性強(qiáng)，診斷難度比(bǐ)較大，歸納出(chu)五個主要原(yuán)因：機床進給(gei)單位被改動(dong)或變化;機床(chuang)各個軸的零(líng)點偏置異常(cháng);軸向的反向(xiang)間隙異常;電(dian)機運行狀态(tài)異常，即電氣(qì)及控制部分(fen)異常;機械故(gu)障，如絲杠，軸(zhou)承，軸聯器等(děng)部件。另外數(shu)控車床加工(gōng)程序的編制(zhì)，刀具的選擇(zé)及人爲因素(sù)，也可能導緻(zhì)數控車床加(jia)工精度異常(cháng)。
二、數控機床(chuang)故障診斷原(yuán)則
2.先(xian)機械後電氣(qì)一般來說，機(jī)械故障較易(yì)發覺，而數控(kong)系統故障的(de)診斷則難度(du)較大些。在故(gu)障檢修之前(qián)，首先注意排(pái)除機械性的(de)故障，往往可(ke)達到事半功(gōng)倍的效果。
3.先(xian)靜後動先在(zai)機床斷電的(de)靜止狀态下(xia)，通過了解，觀(guan)察，測試，分析(xī)，确認爲非破(po)壞性故障後(hòu)，方可給機床(chuáng)通電;在運行(háng)工況下，進行(háng)動态的觀察(chá)，檢驗和測試(shì)，查找故障。金(jin)屬數控車床(chuáng)加工微信，内(nèi)容不錯，值得(dé)關注。
而對破(pò)壞性故障，必(bi)須先排除危(wēi)險後，方可通(tong)電。
4.先簡單後(hòu)複雜當出現(xiàn)多種故障互(hù)相交織掩蓋(gai)，一時無從下(xià)手時，應先解(jie)決容易的問(wen)題，後解決難(nan)度較大的問(wèn)題。往往簡單(dān)問題解決後(hou)，難度大的問(wen)題也可能變(biàn)得容易。
三、數(shù)控機床故障(zhàng)診斷方法
2.參數檢(jiǎn)查法：參數通(tōng)常是存放在(zai)RAM中，有時電池(chi)電壓不足，系(xi)統長期不通(tōng)電或外部幹(gàn)擾都會使參(can)數丢失或混(hun)亂，應根據故(gu)障特征，檢查(cha)和校對有關(guan)參數。
3.隔離法(fa)：一些故障，難(nán)以區分是數(shu)控部分，還是(shì)伺服系統或(huò)機械部分造(zào)成的，常采用(yong)隔離法。
5.功能(neng)程序測試法(fa)将G，M，S，T，功能的全(quan)部指令編寫(xie)一些小程序(xu)，在診斷故障(zhang)時運行這些(xie)程序，即可判(pan)斷功能的缺(quē)失。
四、數控車(chē)床加工精度(dù)異常故障診(zhen)斷和處理實(shí)例
1.機械故障(zhàng)導緻數控車(chē)床加工精度(dù)異常故障現(xiàn)象：一台SV-1000立式(shi)數控車床加(jiā)工中心，采用(yòng)Frank系統。在數控(kong)車床加工連(lian)杆模具過程(chéng)中，忽然發現(xian)Z軸進給異常(cháng)，造成至少1mm的(de)切削誤差量(liang)(Z方向過切)。
檢(jian)查機床精度(du)異常時正在(zài)運行的數控(kong)車床加工程(cheng)序段，特别是(shi)刀具長度補(bǔ)償，數控車床(chuang)加工坐标系(xì)(G54-G59)的校對和計(ji)算。
在點動方(fang)式下，反複運(yun)動Z軸，經過視(shì)，觸，聽，對其運(yun)動狀态診斷(duàn)，發現Z向運動(dong)噪音異常，特(tè)别是快速點(diǎn)動，噪音更加(jia)明顯。由此判(pàn)斷，機械方面(mian)可能存在隐(yǐn)患。
檢查機床(chuáng)Z軸精度。用手(shǒu)搖脈沖發生(shēng)器移動Z軸，(将(jiang)其倍率定爲(wèi)1×100的擋位，即每(měi)變化一步，電(dian)機進給0.1mm)，配合(he)百分表觀察(chá)Z軸的運動情(qing)況。在單向運(yun)動保持正常(cháng)後作爲起始(shi)點的正向運(yun)動，脈沖器每(měi)變化一步，機(ji)床Z軸運動的(de)實際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說(shuo)明電機運行(hang)良好，定位精(jīng)度也良好。而(ér)返回機床實(shí)際運動位移(yí)的變化上，可(kě)以分爲四個(ge)階段：(1)機床運(yùn)動距離d1>d=0.1mm(斜率(lǜ)大于1);(2)表現出(chu)爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率小于(yu)1);(3)機床機構實(shi)際沒移動，表(biao)現出标準的(de)反向間隙;(4)機(jī)床運動距離(lí)與脈沖器經(jing)定數值相等(deng)(斜率等于1)，恢(huī)複到機床的(de)正常運動。無(wu)論怎樣對反(fǎn)向間隙進行(hang)補償，其表現(xian)出的特征是(shì)：除了(3)階段補(bu)償外，其他各(ge)段變化依然(ran)存在，特别是(shì)(1)階段嚴重影(yǐng)響到機床的(de)數控車床加(jiā)工精度。補償(cháng)中發現，間隙(xi)補償越大，(1)階(jiē)段移動的距(jù)離也越大。金(jīn)屬數控車床(chuáng)加工微信，内(nei)容不錯，值得(de)關注。
分析上(shàng)述檢查認爲(wèi)存在幾點可(ke)能原因：一是(shì)電機有異常(cháng)，二是機械方(fang)面有故障，三(sān)是絲杠存在(zai)間隙。爲了進(jin)一步診斷故(gù)障，将電機和(he)絲杠完全脫(tuo)開，分别對電(dian)機和機械部(bù)分進行檢查(chá)。檢查結果是(shi)電機運行正(zhèng)常;在對機械(xie)部分診斷中(zhōng)發現，用手盤(pan)動絲杠時，返(fǎn)回運動初始(shi)有很大的空(kōng)缺感。而正常(chang)情況下，應該(gāi)能感覺到軸(zhóu)承有序而平(ping)滑的移動。
故(gu)障處理：經過(guo)拆卸檢查發(fā)現該軸承确(que)實受損，且有(yǒu)滾珠脫落。更(gèng)換後機床恢(huī)複正常。
2.控(kong)制邏輯不妥(tuǒ)導緻數控車(che)床加工精度(du)異常
故障現(xiàn)象：一台上海(hǎi)機床廠家生(sheng)産的數控車(chē)床加工中心(xin)，系統是Frank.數控(kong)車床加工過(guo)程中，發現該(gai)機床X軸精度(dù)異常，精度誤(wù)差小爲0.008mm，大爲(wèi)1.2mm.故障診斷：檢(jian)查中，機床已(yi)經按照要求(qiú)設置了G54工件(jian)坐标系。在手(shǒu)動輸入數據(ju)方式操作下(xia)，以G54坐标系運(yun)行一段程序(xu)即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機床運(yun)行結束後顯(xiǎn)示器上顯示(shì)的機械坐标(biao)值爲(X軸)“-1025.243”，記錄(lù)下該數值。然(rán)後在手動方(fang)式下，将機床(chuang)點動到其他(tā)任意位置，再(zài)次在手動輸(shū)入數據方式(shi)操作下運行(háng)剛才的程序(xu)段，待機床停(ting)止後，發現此(ci)時機床坐标(biao)數值顯示爲(wei)“-1024.891”，同上一次執(zhi)行後的數值(zhi)比較相差了(le)0.352mm.按照同樣的(de)方法，将X軸點(dian)動移動到不(bú)同的位置，反(fǎn)複執行該程(chéng)序段，而顯示(shi)器上顯示的(de)數值都有所(suo)不同(不穩定(ding))。金屬數控車(che)床加工微信(xin)，内容不錯，值(zhí)得關注。用百(bǎi)分表對X軸進(jin)行仔細檢查(cha)，發現機械位(wei)置實際誤差(cha)同數字顯示(shi)出來的誤差(chà)基本一緻，從(cóng)而認爲故障(zhàng)原因爲X軸重(zhòng)複定位誤差(chà)過大。對X軸的(de)反向間隙及(jí)定位精度進(jìn)行檢查，重新(xīn)補償其誤差(chà)值，結果起不(bú)到任何作用(yong)。因此懷疑光(guang)栅尺及系統(tong)參數等有問(wèn)題。但爲什麽(me)産生如此大(dà)的誤差，卻又(you)未出現相應(yīng)的報警信息(xī)進一步檢查(chá)發現，此軸爲(wei)垂直方向的(de)軸，當X軸松開(kai)時主軸箱向(xiang)下掉，造成了(le)誤差。
3.機床位(wèi)置問題導緻(zhi)數控車床加(jia)工精度異常(chang)
故障現象：一(yī)台杭州産的(de)立式數控銑(xǐ)床，配備北京(jīng)KND-10M系統。在點動(dòng)或數控車床(chuang)加工過程中(zhōng)，發現Z軸異常(cháng)。
故障診斷：檢(jian)查發現，Z軸上(shang)下移動不均(jun)勻且有噪聲(shēng)，且存在一定(ding)間隙。電機啓(qi)動時，在點動(dong)方式下Z軸向(xiang)上運動存在(zài)不穩定的噪(zao)聲及受力不(bu)均勻，且感覺(jiao)電機抖動比(bi)較厲害;而向(xiang)下運動時，就(jiù)沒有抖動得(de)這麽明顯;停(tíng)止時不抖動(dong)，在數控車床(chuáng)加工過程中(zhōng)表現得比較(jiao)明顯。分析認(rèn)爲，故障原因(yin)有三點：一是(shì)絲杠反向間(jian)隙很大;二是(shi)Z軸電機工作(zuo)異常;三是皮(pi)帶輪受損至(zhì)受力不均。但(dan)有一個問題(tí)要注意的是(shì)，停止時不抖(dǒu)動，上下運動(dòng)不均勻，所以(yi)電機工作異(yì)常這個問題(ti)可以排除。金(jin)屬數控車床(chuáng)加工微信，内(nèi)容不錯，值得(de)關注。因此先(xian)對機械部分(fèn)診斷，在診斷(duàn)測試過程中(zhōng)沒有發現異(yì)常，在公差之(zhī)内。利用排除(chú)法則，餘下的(de)隻有皮帶問(wen)題了，在檢測(cè)皮帶時，發覺(jiào)這條皮帶剛(gāng)換不久，但在(zài)細心檢測皮(pi)帶時，發現皮(pi)帶内側出現(xian)不同程度的(de)受損，很明顯(xian)是受力不均(jun1)所至，是什麽(me)原因造成的(de)呢在診斷中(zhong)發現電機放(fàng)置有問題，即(jí)裝夾的角度(dù)位置不對稱(cheng)造成受力不(bu)均。
故障處理(li)：隻要将電機(jī)重裝，對準角(jiǎo)度，測量好距(jù)離(電機與Z軸(zhóu)的軸承)，皮帶(dai)兩邊(長度)要(yào)均勻。這樣，Z軸(zhou)上下移動不(bú)均勻且有噪(zao)聲及抖動現(xian)象就消除了(le)，Z軸數控車床(chuáng)加工恢複正(zheng)常。
4.系統參數(shù)未優化，電機(ji)運行異常
導(dao)緻數控車床(chuang)加工精度異(yi)常系統參數(shù)主要包括機(jī)床進給單位(wèi)，零點偏置，反(fan)向間隙等。例(li)如Frank數控系統(tong)，其進給單位(wei)有公制和英(ying)制兩種。在機(ji)床修理過程(chéng)中對于局部(bu)處理，常常影(yǐng)響到零點偏(piān)置和間隙的(de)變化，故障處(chu)理完畢後應(yīng)作适時的調(diào)整和修改;另(lìng)一方面，由于(yu)機械磨損嚴(yan)重或連接位(wei)松動也可能(neng)造成參數實(shí)測值的變化(huà)，需要對參數(shù)做相應的修(xiu)改才能滿足(zú)機床數控車(che)床加工精度(du)的要求。
故障(zhàng)現象：一台杭(hang)州産的立式(shi)數控銑床，配(pèi)備北京KND-10M系統(tǒng)。在數控車床(chuáng)加工過程中(zhōng)，發現X軸精度(du)異常。
故障診(zhěn)斷：檢查發現(xian)X軸存在一定(ding)間隙，且電機(jī)啓動時存在(zai)不穩定的現(xiàn)象。用手觸摸(mō)X軸電機時感(gan)覺電機拉動(dong)比較厲害，停(ting)止時拉動不(bú)明顯，尤其是(shi)點動方式下(xià)比較明顯。分(fèn)析認爲，故障(zhang)原因有兩點(dian)：一是絲杠反(fǎn)間隙很大;二(èr)是X軸電機工(gōng)作異常。
故障(zhàng)處理：利用KND-10M系(xì)統的參數功(gong)能，對電機進(jìn)行調試。首先(xiān)對存在的間(jian)隙進行補償(chang)，再調整伺服(fu)系統參數及(jí)脈沖抑制功(gong)能參數，X軸電(diàn)機的抖動消(xiao)除，機床數控(kong)車床加工精(jīng)度恢複正常(cháng)。