NEWS CENTER 新聞中心(xin)
數控機床加(jiā)工 精度異常(chang)的原因及解(jiě)決方法
一、造(zao)成加工精度(du)異常故障的(de)原因
造成加(jiā)工精度異常(chang)故障的原因(yīn)隐蔽性強，診(zhěn)斷難度比較(jiao)大。筆者根據(jù)多年實踐經(jing)驗，歸納出五(wu)個主要原因(yīn)：機床進給單(dan)位被改動或(huo)變化;機床各(gè)個軸的零點(diǎn)偏置異常;軸(zhóu)向的反向間(jian)隙異常;電機(ji)運行狀态異(yì)常，即電氣及(ji)控制部分異(yi)常;機械故障(zhang)，如絲杠，軸承(chéng)，軸聯器等部(bù)件。另外加工(gong)程序的編制(zhì)，刀具的選擇(ze)及人爲因素(su)，也可能導緻(zhi)加工精度異(yi)常。金屬加工(gong)微信，内容不(bú)錯，值得關注(zhu)。
1.先外部後(hòu)内部數控機(ji)床是集機械(xie)，液壓，電氣爲(wèi)一體的機床(chuang)，故其故障的(de)發生也會由(you)這三者綜合(hé)反映出來。維(wéi)修人員應先(xiān)由外向内逐(zhu)一進行排查(chá)，盡量避免随(suí)意地啓封，拆(chai)卸，否則會擴(kuo)大故障，使機(ji)床喪失精度(du)，降低性能。
3.先(xiān)靜後動先在(zai)機床斷電的(de)靜止狀态下(xia)，通過了解，觀(guān)察，測試，分析(xī)，确認爲非破(pò)壞性故障後(hòu)，方可給機床(chuang)通電;在運行(háng)工況下，進行(háng)動态的觀察(cha)，檢驗和測試(shi)，查找故障。
4.先簡(jiǎn)單後複雜當(dang)出現多種故(gù)障互相交織(zhī)掩蓋，一時無(wú)從下手時，應(yīng)先解決容易(yì)的問題，後解(jie)決難度較大(da)的問題。往往(wang)簡單問題解(jiě)決後，難度大(dà)的問題也可(ke)能變得容易(yì)。
三、數控機(ji)床故障診斷(duàn)方法
1.直觀法(fa)(望聞問切)問(wèn)-機床的故障(zhang)現象，加工狀(zhuang)況等;看-CRT報警(jǐng)信息，報警指(zhǐ)示燈，電容器(qi)等元件變形(xíng)煙熏燒焦，保(bao)護器脫扣等(děng);聽-異常聲響(xiang);聞-電氣元件(jiàn)焦糊味及其(qi)它異味;摸-發(fa)熱，振動，接觸(chu)不良等。金屬(shǔ)加工微信，内(nei)容不錯，值得(de)關注。
2.參數檢(jiǎn)查法參數通(tong)常是存放在(zai)RAM中，有時電池(chi)電壓不足，系(xi)統長期不通(tong)電或外部幹(gàn)擾都會使參(can)數丢失或混(hùn)亂，應根據故(gù)障特征，檢查(cha)和校對有關(guān)參數。
3.隔離法(fa)一些故障，難(nan)以區分是數(shu)控部分，還是(shì)伺服系統或(huò)機械部分造(zao)成的，常采用(yòng)隔離法。
4.同類(lei)對調法用同(tóng)功能的備用(yòng)闆替換被懷(huai)疑有故障的(de)模闆，或将功(gōng)能相同的模(mó)闆或單元相(xiàng)互交換。
5.功能(néng)程序測試法(fa)将G，M，S，T，功能的全(quán)部指令編寫(xiě)一些小程序(xù)，在診斷故障(zhang)時運行這些(xiē)程序，即可判(pàn)斷功能的缺(que)失。
四、加工精(jing)度異常故障(zhàng)診斷和處理(li)實例
1.機械故(gù)障導緻加工(gōng)精度異常故(gu)障現象：一台(tai)SV-1000立式加工中(zhong)心，采用Frank系統(tong)。在加工連杆(gan)模具過程中(zhong)，忽然發現Z軸(zhóu)進給異常，造(zao)成至少1mm的切(qiē)削誤差量(Z方(fang)向過切)。
檢(jian)查機床精度(dù)異常時正在(zai)運行的加工(gong)程序段，特别(bié)是刀具長度(du)補償，加工坐(zuo)标系(G54-G59)的校對(dui)和計算。
在點(diǎn)動方式下，反(fan)複運動Z軸，經(jīng)過視，觸，聽，對(duì)其運動狀态(tài)診斷，發現Z向(xiàng)運動噪音異(yi)常，特别是快(kuài)速點動，噪音(yin)更加明顯。由(you)此判斷，機械(xie)方面可能存(cún)在隐患。
檢查(chá)機床Z軸精度(du)。用手搖脈沖(chong)發生器移動(dong)Z軸，(将其倍率(lü)定爲1×100的擋位(wèi)，即每變化一(yī)步，電機進給(gěi)0.1mm)，配合百分表(biao)觀察Z軸的運(yùn)動情況。在單(dān)向運動保持(chí)正常後作爲(wei)起始點的正(zheng)向運動，脈沖(chong)器每變化一(yi)步，機床Z軸運(yùn)動的實際距(ju)離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明電機(ji)運行良好，定(ding)位精度也良(liang)好。而返回機(ji)床實際運動(dòng)位移的變化(huà)上，可以分爲(wèi)四個階段：(1)機(ji)床運動距離(li)d1>d=0.1mm(斜率大于1);(2)表(biǎo)現出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率(lǜ)小于1);(3)機床機(ji)構實際沒移(yí)動，表現出标(biāo)準的反向間(jiān)隙;(4)機床運動(dong)距離與脈沖(chòng)器經定數值(zhi)相等(斜率等(deng)于1)，恢複到機(ji)床的正常運(yun)動。無論怎樣(yang)對反向間隙(xì)進行補償，其(qí)表現出的特(tè)征是：除了(3)階(jie)段補償外，其(qi)他各段變化(hua)依然存在，特(tè)别是(1)階段嚴(yán)重影響到機(jī)床的加工精(jing)度。補償中發(fa)現，間隙補償(chang)越大，(1)階段移(yi)動的距離也(yě)越大。金屬加(jia)工微信，内容(rong)不錯，值得關(guan)注。
故障(zhang)處理：經過拆(chai)卸檢查發現(xian)該軸承确實(shi)受損，且有滾(gun)珠脫落。更換(huàn)後機床恢複(fú)正常。
2.控制邏(luo)輯不妥導緻(zhì)加工精度異(yi)常
故障現象(xiang)：一台上海機(jī)床廠家生産(chan)的加工中心(xin)，系統是Frank.加工(gong)過程中，發現(xian)該機床X軸精(jing)度異常，精度(dù)誤差小爲0.008mm，大(dà)爲1.2mm.故障診斷(duàn)：檢查中，機床(chuáng)已經按照要(yao)求設置了G54工(gōng)件坐标系。在(zai)手動輸入數(shù)據方式操作(zuo)下，以G54坐标系(xì)運行一段程(chéng)序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機床(chuáng)運行結束後(hou)顯示器上顯(xian)示的機械坐(zuò)标值爲(X軸)“-1025.243”，記(ji)錄下該數值(zhi)。然後在手動(dong)方式下，将機(ji)床點動到其(qi)他任意位置(zhi)，再次在手動(dòng)輸入數據方(fāng)式操作下運(yun)行剛才的程(cheng)序段，待機床(chuáng)停止後，發現(xian)此時機床坐(zuo)标數值顯示(shì)爲“-1024.891”，同上一次(cì)執行後的數(shu)值比較相差(cha)了0.352mm.按照同樣(yang)的方法，将X軸(zhóu)點動移動到(dào)不同的位置(zhì)，反複執行該(gāi)程序段，而顯(xiǎn)示器上顯示(shì)的數值都有(you)所不同(不穩(wen)定)。金屬加工(gong)微信，内容不(bú)錯，值得關注(zhu)。用百分表對(dui)X軸進行仔細(xi)檢查，發現機(ji)械位置實際(jì)誤差同數字(zì)顯示出來的(de)誤差基本一(yī)緻，從而認爲(wèi)故障原因爲(wèi)X軸重複定位(wèi)誤差過大。對(duì)X軸的反向間(jian)隙及定位精(jing)度進行檢查(chá)，重新補償其(qí)誤差值，結果(guo)起不到任何(hé)作用。因此懷(huái)疑光栅尺及(ji)系統參數等(děng)有問題。但爲(wèi)什麽産生如(rú)此大的誤差(cha)，卻又未出現(xian)相應的報警(jǐng)信息進一步(bu)檢查發現，此(ci)軸爲垂直方(fang)向的軸，當X軸(zhou)松開時主軸(zhóu)箱向下掉，造(zào)成了誤差。
故(gu)障處理：對機(jī)床的PLC邏輯控(kong)制程序做了(le)修改，即在X軸(zhou)松開時，先把(ba)X軸使能加載(zǎi)，再把X軸松開(kai);而在X軸夾緊(jin)時，先把X軸夾(jiá)緊後，再把使(shi)能去掉。調整(zhěng)後機床故障(zhang)得以解決。
故障(zhang)現象：一台杭(háng)州産的立式(shi)數控銑床，配(pei)備北京KND-10M系統(tǒng)。在點動或加(jiā)工過程中，發(fā)現Z軸異常。
4.系統(tong)參數未優化(hua)，電機運行異(yi)常
導緻加工(gong)精度異常系(xì)統參數主要(yao)包括機床進(jìn)給單位，零點(diǎn)偏置，反向間(jiān)隙等。例如Frank數(shù)控系統，其進(jin)給單位有公(gōng)制和英制兩(liǎng)種。在機床修(xiu)理過程中對(dui)于局部處理(lǐ)，常常影響到(dào)零點偏置和(hé)間隙的變化(huà)，故障處理完(wán)畢後應作适(shì)時的調整和(he)修改;另一方(fāng)面，由于機械(xie)磨損嚴重或(huo)連接位松動(dòng)也可能造成(chéng)參數實測值(zhi)的變化，需要(yào)對參數做相(xiang)應的修改才(cái)能滿足機床(chuáng)加工精度的(de)要求。
故障現(xian)象：一台杭州(zhōu)産的立式數(shu)控銑床，配備(bei)北京KND-10M系統。在(zài)加工過程中(zhong)，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(ji)啓動時存在(zài)不穩定的現(xiàn)象。用手觸摸(mo)X軸電機時感(gǎn)覺電機拉動(dong)比較厲害，停(ting)止時拉動不(bu)明顯，尤其是(shì)點動方式下(xia)比較明顯。分(fen)析認爲，故障(zhàng)原因有兩點(diǎn)：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(xi)統的參數功(gōng)能，對電機進(jin)行調試。首先(xian)對存在的間(jiān)隙進行補償(cháng)，再調整伺服(fú)系統參數及(jí)脈沖抑制功(gong)能參數，X軸電(dian)機的抖動消(xiao)除，機床加工(gong)精度恢複正(zhèng)常。
通過對數(shu)控機床加工(gōng)精度異常故(gù)障診斷和處(chu)理方法的探(tan)讨，把實習生(shēng)産中所遇到(dào)的實際問題(ti)及解決方法(fǎ)加以歸納，充(chōng)實了教學内(nèi)容并滲透到(dào)生産實踐中(zhōng)，不但讓學生(sheng)掌握了解決(jué)問題的方法(fa)，更重要的是(shì)培養了學生(sheng)實際操作能(néng)力，運用知識(shí)分析和解決(jue)問題的能力(li)，達到技工學(xue)校教育教學(xue)的目标，使學(xué)生成爲适應(ying)市場需求的(de)實用型人才(cai)。
•·
·