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2025/12/16 10:32:54 人氣(qì)（4310）
數控機(ji)床加工(gong) 精度異(yi)常的原(yuan)因及解(jiě)決方法(fa)
一、造成(cheng)加工精(jing)度異常(chang)故障的(de)原因
造(zào)成加工(gong)精度異(yi)常故障(zhàng)的原因(yīn)隐蔽性(xìng)強，診斷(duan)難度比(bǐ)較大。筆(bi)者根據(jù)多年實(shi)踐經驗(yàn)，歸納出(chu)五個主(zhu)要原因(yīn)：機床進(jin)給單位(wèi)被改動(dong)或變化(hua);機床各(gè)個軸的(de)零點偏(piān)置異常(cháng);軸向的(de)反向間(jiān)隙異常(cháng);電機運(yun)行狀态(tài)異常，即(jí)電氣及(ji)控制部(bu)分異常(cháng);機械故(gù)障，如絲(sī)杠，軸承(chéng)，軸聯器(qi)等部件(jian)。另外加(jiā)工程序(xù)的編制(zhi)，刀具的(de)選擇及(jí)人爲因(yīn)素，也可(ke)能導緻(zhi)加工精(jing)度異常(cháng)。金屬加(jiā)工微信(xin)，内容不(bú)錯，值得(de)關注。
二(èr)、數控機(jī)床故障(zhàng)診斷原(yuán)則
1.先外(wài)部後内(nei)部數控(kòng)機床是(shi)集機械(xie)，液壓，電(dian)氣爲一(yī)體的機(jī)床，故其(qí)故障的(de)發生也(yě)會由這(zhè)三者綜(zōng)合反映(yìng)出來。維(wei)修人員(yuan)應先由(you)外向内(nei)逐一進(jin)行排查(cha)，盡量避(bi)免随意(yi)地啓封(fēng)，拆卸，否(fǒu)則會擴(kuò)大故障(zhang)，使機床(chuáng)喪失精(jīng)度，降低(di)性能。
2.先(xiān)機械後(hòu)電氣一(yi)般來說(shuo)，機械故(gu)障較易(yi)發覺，而(ér)數控系(xì)統故障(zhang)的診斷(duan)則難度(du)較大些(xiē)。在故障(zhàng)檢修之(zhi)前，首先(xiān)注意排(pai)除機械(xie)性的故(gu)障，往往(wang)可達到(dào)事半功(gōng)倍的效(xiào)果。
3.先靜(jing)後動先(xian)在機床(chuáng)斷電的(de)靜止狀(zhuang)态下，通(tōng)過了解(jiě)，觀察，測(cè)試，分析(xi)，确認爲(wei)非破壞(huài)性故障(zhang)後，方可(ke)給機床(chuang)通電;在(zài)運行工(gōng)況下，進(jin)行動态(tài)的觀察(chá)，檢驗和(hé)測試，查(cha)找故障(zhàng)。
而對破(pò)壞性故(gù)障，必須(xū)先排除(chú)危險後(hòu)，方可通(tōng)電。
三(san)、數控機(ji)床故障(zhàng)診斷方(fāng)法
1.直觀(guan)法(望聞(wen)問切)問(wèn)-機床的(de)故障現(xiàn)象，加工(gōng)狀況等(deng);看-CRT報警(jing)信息，報(bào)警指示(shi)燈，電容(rong)器等元(yuan)件變形(xíng)煙熏燒(shāo)焦，保護(hù)器脫扣(kou)等;聽-異(yi)常聲響(xiang);聞-電氣(qi)元件焦(jiao)糊味及(jí)其它異(yì)味;摸-發(fā)熱，振動(dòng)，接觸不(bú)良等。金(jīn)屬加工(gong)微信，内(nèi)容不錯(cuò)，值得關(guan)注。
2.參數(shu)檢查法(fa)參數通(tōng)常是存(cun)放在RAM中(zhong)，有時電(dian)池電壓(ya)不足，系(xì)統長期(qi)不通電(dian)或外部(bù)幹擾都(dōu)會使參(can)數丢失(shī)或混亂(luan)，應根據(ju)故障特(te)征，檢查(cha)和校對(duì)有關參(can)數。
3.隔離(li)法一些(xie)故障，難(nán)以區分(fèn)是數控(kòng)部分，還(hái)是伺服(fú)系統或(huo)機械部(bù)分造成(cheng)的，常采(cai)用隔離(lí)法。
4.同類(lei)對調法(fǎ)用同功(gong)能的備(bei)用闆替(tì)換被懷(huai)疑有故(gù)障的模(mo)闆，或将(jiāng)功能相(xiang)同的模(mo)闆或單(dan)元相互(hu)交換。
5.功(gōng)能程序(xu)測試法(fa)将G，M，S，T，功能(neng)的全部(bu)指令編(bian)寫一些(xie)小程序(xù)，在診斷(duan)故障時(shí)運行這(zhè)些程序(xu)，即可判(pan)斷功能(neng)的缺失(shi)。
四、加工(gong)精度異(yì)常故障(zhàng)診斷和(he)處理實(shí)例
1.機械(xie)故障導(dǎo)緻加工(gong)精度異(yi)常故障(zhàng)現象：一(yi)台SV-1000立式(shi)加工中(zhong)心，采用(yong)Frank系統。在(zai)加工連(lián)杆模具(ju)過程中(zhōng)，忽然發(fā)現Z軸進(jin)給異常(chang)，造成至(zhi)少1mm的切(qie)削誤差(chà)量(Z方向(xiàng)過切)。
故(gu)障診斷(duan)：調查中(zhong)了解到(dao)，故障是(shì)忽然發(fa)生的。機(jī)床在點(dian)動，在手(shǒu)動輸入(ru)數據方(fāng)式操作(zuò)下各個(ge)軸運行(háng)正常，且(qiě)回參考(kao)點正常(chang)，無任何(he)報警提(tí)示，電氣(qi)控制部(bù)分硬故(gu)障的可(ke)能性排(pai)除。應主(zhu)要對以(yi)下幾個(gè)方面逐(zhu)一進行(hang)檢查。金(jin)屬加工(gong)微信，内(nei)容不錯(cuo)，值得關(guān)注。
檢查(chá)機床精(jing)度異常(cháng)時正在(zai)運行的(de)加工程(chéng)序段，特(tè)别是刀(dao)具長度(du)補償，加(jia)工坐标(biāo)系(G54-G59)的校(xiao)對和計(ji)算。
在點(diǎn)動方式(shì)下，反複(fu)運動Z軸(zhou)，經過視(shi)，觸，聽，對(duì)其運動(dong)狀态診(zhen)斷，發現(xian)Z向運動(dong)噪音異(yi)常，特别(bié)是快速(sù)點動，噪(zào)音更加(jiā)明顯。由(yóu)此判斷(duàn)，機械方(fāng)面可能(néng)存在隐(yǐn)患。
檢查(cha)機床Z軸(zhou)精度。用(yòng)手搖脈(mo)沖發生(shēng)器移動(dong)Z軸，(将其(qi)倍率定(ding)爲1×100的擋(dǎng)位，即每(mei)變化一(yī)步，電機(ji)進給0.1mm)，配(pèi)合百分(fen)表觀察(cha)Z軸的運(yun)動情況(kuàng)。在單向(xiàng)運動保(bǎo)持正常(chang)後作爲(wèi)起始點(dian)的正向(xiàng)運動，脈(mo)沖器每(mei)變化一(yī)步，機床(chuang)Z軸運動(dong)的實際(ji)距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說(shuō)明電機(ji)運行良(liang)好，定位(wèi)精度也(ye)良好。而(ér)返回機(ji)床實際(ji)運動位(wei)移的變(bian)化上，可(kě)以分爲(wei)四個階(jie)段：(1)機床(chuáng)運動距(ju)離d1>d=0.1mm(斜率(lǜ)大于1);(2)表(biǎo)現出爲(wèi)d1=0.1mm>d2>d3(斜率小(xiao)于1);(3)機床(chuáng)機構實(shí)際沒移(yi)動，表現(xiàn)出标準(zhǔn)的反向(xiàng)間隙;(4)機(jī)床運動(dong)距離與(yǔ)脈沖器(qì)經定數(shu)值相等(deng)(斜率等(deng)于1)，恢複(fú)到機床(chuáng)的正常(chang)運動。無(wú)論怎樣(yang)對反向(xiang)間隙進(jìn)行補償(chang)，其表現(xiàn)出的特(tè)征是：除(chú)了(3)階段(duan)補償外(wai)，其他各(gè)段變化(hua)依然存(cún)在，特别(bie)是(1)階段(duan)嚴重影(yǐng)響到機(ji)床的加(jia)工精度(dù)。補償中(zhōng)發現，間(jian)隙補償(cháng)越大，(1)階(jiē)段移動(dong)的距離(lí)也越大(da)。金屬加(jiā)工微信(xìn)，内容不(bú)錯，值得(dé)關注。
分(fèn)析上述(shu)檢查認(rèn)爲存在(zài)幾點可(kě)能原因(yīn)：一是電(diàn)機有異(yì)常，二是(shi)機械方(fāng)面有故(gù)障，三是(shì)絲杠存(cun)在間隙(xì)。爲了進(jìn)一步診(zhen)斷故障(zhàng)，将電機(jī)和絲杠(gang)完全脫(tuō)開，分别(bie)對電機(jī)和機械(xiè)部分進(jìn)行檢查(cha)。檢查結(jie)果是電(dian)機運行(hang)正常;在(zai)對機械(xie)部分診(zhen)斷中發(fā)現，用手(shǒu)盤動絲(si)杠時，返(fan)回運動(dòng)初始有(yǒu)很大的(de)空缺感(gǎn)。而正常(chang)情況下(xia)，應該能(neng)感覺到(dào)軸承有(yǒu)序而平(ping)滑的移(yi)動。
故障(zhang)處理：經(jing)過拆卸(xie)檢查發(fa)現該軸(zhóu)承确實(shí)受損，且(qiě)有滾珠(zhū)脫落。更(geng)換後機(ji)床恢複(fu)正常。
2.控(kòng)制邏輯(ji)不妥導(dǎo)緻加工(gong)精度異(yi)常
故障(zhang)現象：一(yi)台上海(hǎi)機床廠(chang)家生産(chan)的加工(gong)中心，系(xi)統是Frank.加(jiā)工過程(cheng)中，發現(xiàn)該機床(chuang)X軸精度(du)異常，精(jing)度誤差(chà)小爲0.008mm，大(da)爲1.2mm.故障(zhàng)診斷：檢(jian)查中，機(ji)床已經(jing)按照要(yào)求設置(zhì)了G54工件(jian)坐标系(xì)。在手動(dòng)輸入數(shu)據方式(shì)操作下(xia)，以G54坐标(biāo)系運行(háng)一段程(chéng)序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待(dài)機床運(yun)行結束(shu)後顯示(shì)器上顯(xiǎn)示的機(jī)械坐标(biao)值爲(X軸(zhóu))“-1025.243”，記錄下(xià)該數值(zhi)。然後在(zài)手動方(fāng)式下，将(jiang)機床點(diǎn)動到其(qi)他任意(yì)位置，再(zai)次在手(shǒu)動輸入(ru)數據方(fāng)式操作(zuò)下運行(háng)剛才的(de)程序段(duàn)，待機床(chuáng)停止後(hou)，發現此(ci)時機床(chuáng)坐标數(shù)值顯示(shi)爲“-1024.891”，同上(shang)一次執(zhí)行後的(de)數值比(bi)較相差(cha)了0.352mm.按照(zhao)同樣的(de)方法，将(jiang)X軸點動(dong)移動到(dào)不同的(de)位置，反(fǎn)複執行(háng)該程序(xù)段，而顯(xiǎn)示器上(shang)顯示的(de)數值都(dōu)有所不(bu)同(不穩(wěn)定)。金屬(shu)加工微(wei)信，内容(rong)不錯，值(zhi)得關注(zhù)。用百分(fèn)表對X軸(zhou)進行仔(zai)細檢查(chá)，發現機(ji)械位置(zhì)實際誤(wu)差同數(shu)字顯示(shì)出來的(de)誤差基(ji)本一緻(zhi)，從而認(rèn)爲故障(zhàng)原因爲(wèi)X軸重複(fú)定位誤(wù)差過大(da)。對X軸的(de)反向間(jian)隙及定(ding)位精度(du)進行檢(jiǎn)查，重新(xīn)補償其(qi)誤差值(zhi)，結果起(qi)不到任(rèn)何作用(yòng)。因此懷(huai)疑光栅(shān)尺及系(xi)統參數(shù)等有問(wen)題。但爲(wei)什麽産(chǎn)生如此(ci)大的誤(wu)差，卻又(you)未出現(xiàn)相應的(de)報警信(xìn)息進一(yī)步檢查(chá)發現，此(ci)軸爲垂(chuí)直方向(xiàng)的軸，當(dang)X軸松開(kāi)時主軸(zhou)箱向下(xia)掉，造成(cheng)了誤差(cha)。
故障處(chù)理：對機(jī)床的PLC邏(luó)輯控制(zhi)程序做(zuo)了修改(gai)，即在X軸(zhou)松開時(shi)，先把X軸(zhou)使能加(jiā)載，再把(bǎ)X軸松開(kāi);而在X軸(zhou)夾緊時(shí)，先把X軸(zhóu)夾緊後(hou)，再把使(shǐ)能去掉(diào)。調整後(hòu)機床故(gù)障得以(yǐ)解決。
3.機(jī)床位置(zhi)問題導(dao)緻加工(gong)精度異(yi)常
故障(zhang)現象：一(yī)台杭州(zhōu)産的立(li)式數控(kòng)銑床，配(pei)備北京(jing)KND-10M系統。在(zài)點動或(huo)加工過(guò)程中，發(fa)現Z軸異(yì)常。
故障(zhàng)診斷：檢(jian)查發現(xian)，Z軸上下(xia)移動不(bú)均勻且(qie)有噪聲(shēng)，且存在(zài)一定間(jian)隙。電機(jī)啓動時(shi)，在點動(dòng)方式下(xia)Z軸向上(shang)運動存(cun)在不穩(wen)定的噪(zào)聲及受(shou)力不均(jun)勻，且感(gǎn)覺電機(jī)抖動比(bǐ)較厲害(hai);而向下(xià)運動時(shi)，就沒有(yǒu)抖動得(dé)這麽明(míng)顯;停止(zhǐ)時不抖(dou)動，在加(jia)工過程(cheng)中表現(xian)得比較(jiao)明顯。分(fen)析認爲(wei)，故障原(yuán)因有三(san)點：一是(shi)絲杠反(fǎn)向間隙(xì)很大;二(èr)是Z軸電(diàn)機工作(zuo)異常;三(sān)是皮帶(dai)輪受損(sun)至受力(li)不均。但(dàn)有一個(gè)問題要(yào)注意的(de)是，停止(zhi)時不抖(dǒu)動，上下(xià)運動不(bú)均勻，所(suo)以電機(jī)工作異(yì)常這個(gè)問題可(kě)以排除(chú)。金屬加(jiā)工微信(xìn)，内容不(bú)錯，值得(de)關注。因(yīn)此先對(duì)機械部(bu)分診斷(duàn)，在診斷(duan)測試過(guò)程中沒(mei)有發現(xiàn)異常，在(zài)公差之(zhi)内。利用(yong)排除法(fǎ)則，餘下(xià)的隻有(yǒu)皮帶問(wen)題了，在(zai)檢測皮(pí)帶時，發(fa)覺這條(tiao)皮帶剛(gang)換不久(jiu)，但在細(xi)心檢測(cè)皮帶時(shí)，發現皮(pí)帶内側(cè)出現不(bú)同程度(dù)的受損(sǔn)，很明顯(xian)是受力(lì)不均所(suǒ)至，是什(shi)麽原因(yīn)造成的(de)呢在診(zhěn)斷中發(fā)現電機(ji)放置有(yǒu)問題，即(jí)裝夾的(de)角度位(wei)置不對(dui)稱造成(cheng)受力不(bú)均。
故障(zhang)處理：隻(zhī)要将電(dian)機重裝(zhuang)，對準角(jiǎo)度，測量(liang)好距離(li)(電機與(yu)Z軸的軸(zhóu)承)，皮帶(dai)兩邊(長(zhǎng)度)要均(jun1)勻。這樣(yang)，Z軸上下(xià)移動不(bu)均勻且(qiě)有噪聲(shēng)及抖動(dòng)現象就(jiù)消除了(le)，Z軸加工(gōng)恢複正(zheng)常。
4.系統(tong)參數未(wei)優化，電(diàn)機運行(hang)異常
導(dǎo)緻加工(gōng)精度異(yi)常系統(tong)參數主(zhu)要包括(kuò)機床進(jin)給單位(wèi)，零點偏(pian)置，反向(xiang)間隙等(deng)。例如Frank數(shù)控系統(tong)，其進給(gei)單位有(you)公制和(he)英制兩(liǎng)種。在機(ji)床修理(li)過程中(zhōng)對于局(jú)部處理(lǐ)，常常影(ying)響到零(líng)點偏置(zhì)和間隙(xì)的變化(hua)，故障處(chu)理完畢(bì)後應作(zuo)适時的(de)調整和(he)修改;另(ling)一方面(mian)，由于機(ji)械磨損(sǔn)嚴重或(huò)連接位(wei)松動也(ye)可能造(zao)成參數(shu)實測值(zhí)的變化(huà)，需要對(duì)參數做(zuo)相應的(de)修改才(cái)能滿足(zu)機床加(jia)工精度(du)的要求(qiú)。
故障現(xian)象：一台(tai)杭州産(chǎn)的立式(shì)數控銑(xi)床，配備(bèi)北京KND-10M系(xi)統。在加(jiā)工過程(chéng)中，發現(xiàn)X軸精度(du)異常。
故(gù)障處理(lǐ)：利用KND-10M系(xì)統的參(cān)數功能(néng)，對電機(jī)進行調(diao)試。首先(xian)對存在(zài)的間隙(xi)進行補(bǔ)償，再調(diao)整伺服(fu)系統參(cān)數及脈(mo)沖抑制(zhì)功能參(can)數，X軸電(dian)機的抖(dou)動消除(chú)，機床加(jia)工精度(dù)恢複正(zheng)常。
通過(guò)對數控(kòng)機床加(jia)工精度(dù)異常故(gù)障診斷(duàn)和處理(li)方法的(de)探讨，把(bǎ)實習生(shēng)産中所(suǒ)遇到的(de)實際問(wen)題及解(jiě)決方法(fa)加以歸(gui)納，充實(shí)了教學(xue)内容并(bing)滲透到(dao)生産實(shí)踐中，不(bu)但讓學(xue)生掌握(wò)了解決(jué)問題的(de)方法，更(gèng)重要的(de)是培養(yǎng)了學生(shēng)實際操(cao)作能力(lì)，運用知(zhi)識分析(xī)和解決(jué)問題的(de)能力，達(da)到技工(gong)學校教(jiāo)育教學(xué)的目标(biao)，使學生(sheng)成爲适(shi)應市場(chǎng)需求的(de)實用型(xing)人才。
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