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是什麽(me)導緻數控(kòng)機床加工(gong)精度異常(chang)
一、造成數(shu)控車床加(jia)工精度異(yì)常故障的(de)原因
造成(chéng)數控車床(chuang)加工精度(dù)異常故障(zhàng)的原因隐(yǐn)蔽性強，診(zhen)斷難度比(bi)較大，歸納(nà)出五個主(zhǔ)要原因：機(ji)床進給單(dān)位被改動(dong)或變化;機(jī)床各個軸(zhóu)的零點偏(piān)置異常;軸(zhou)向的反向(xiàng)間隙異常(chang);電機運行(hang)狀态異常(cháng)，即電氣及(jí)控制部分(fen)異常;機械(xiè)故障，如絲(sī)杠，軸承，軸(zhou)聯器等部(bu)件。另外數(shù)控車床加(jiā)工程序的(de)編制，刀具(jù)的選擇及(jí)人爲因素(sù)，也可能導(dao)緻數控車(che)床加工精(jīng)度異常。
二(er)、數控機床(chuáng)故障診斷(duan)原則
1.先外(wài)部後内部(bù)數控機床(chuáng)是集機械(xiè)，液壓，電氣(qì)爲一體的(de)機床，故其(qí)故障的發(fā)生也會由(you)這三者綜(zōng)合反映出(chu)來。維修人(ren)員應先由(yóu)外向内逐(zhu)一進行排(pái)查，盡量避(bì)免随意地(dì)啓封，拆卸(xiè)，否則會擴(kuo)大故障，使(shǐ)機床喪失(shī)精度，降低(di)性能。
2.先機(ji)械後電氣(qi)一般來說(shuo)，機械故障(zhang)較易發覺(jiào)，而數控系(xì)統故障的(de)診斷則難(nan)度較大些(xie)。在故障檢(jiǎn)修之前，首(shou)先注意排(pái)除機械性(xing)的故障，往(wang)往可達到(dào)事半功倍(bei)的效果。
3.先(xiān)靜後動先(xian)在機床斷(duan)電的靜止(zhǐ)狀态下，通(tong)過了解，觀(guān)察，測試，分(fèn)析，确認爲(wei)非破壞性(xìng)故障後，方(fang)可給機床(chuáng)通電;在運(yùn)行工況下(xia)，進行動态(tai)的觀察，檢(jian)驗和測試(shi)，查找故障(zhang)。金屬數控(kong)車床加工(gong)微信，内容(rong)不錯，值得(dé)關注。
而對(dui)破壞性故(gù)障，必須先(xian)排除危險(xian)後，方可通(tōng)電。
4.先簡單(dan)後複雜當(dāng)出現多種(zhong)故障互相(xiàng)交織掩蓋(gài)，一時無從(cóng)下手時，應(ying)先解決容(róng)易的問題(ti)，後解決難(nan)度較大的(de)問題。往往(wang)簡單問題(ti)解決後，難(nán)度大的問(wen)題也可能(néng)變得容易(yì)。
三、數控機(jī)床故障診(zhen)斷方法
1.直(zhí)觀法：(望聞(wén)問切)問-機(ji)床的故障(zhàng)現象，數控(kong)車床加工(gōng)狀況等;看(kàn)-CRT報警信息(xī)，報警指示(shì)燈，電容器(qi)等元件變(biàn)形煙熏燒(shao)焦，保護器(qì)脫扣等;聽(ting)-異常聲響(xiǎng);聞-電氣元(yuan)件焦糊味(wei)及其它異(yi)味;摸-發熱(rè)，振動，接觸(chù)不良等。金(jīn)屬數控車(chē)床加工微(wēi)信，内容不(bú)錯，值得關(guan)注。
2.參數檢(jian)查法：參數(shu)通常是存(cún)放在RAM中，有(you)時電池電(diàn)壓不足，系(xì)統長期不(bú)通電或外(wài)部幹擾都(dou)會使參數(shù)丢失或混(hun)亂，應根據(jù)故障特征(zhēng)，檢查和校(xiào)對有關參(can)數。
3.隔離法(fa)：一些故障(zhàng)，難以區分(fen)是數控部(bu)分，還是伺(sì)服系統或(huò)機械部分(fèn)造成的，常(cháng)采用隔離(li)法。
4.同類對(dui)調法用同(tong)功能的備(bèi)用闆替換(huàn)被懷疑有(you)故障的模(mó)闆，或将功(gong)能相同的(de)模闆或單(dan)元相互交(jiao)換。
5.功能程(chéng)序測試法(fǎ)将G，M，S，T，功能的(de)全部指令(ling)編寫一些(xiē)小程序，在(zài)診斷故障(zhang)時運行這(zhe)些程序，即(ji)可判斷功(gong)能的缺失(shi)。
四、數控車(chē)床加工精(jing)度異常故(gu)障診斷和(he)處理實例(li)
1.機械故障(zhàng)導緻數控(kòng)車床加工(gōng)精度異常(cháng)故障現象(xiang)：一台SV-1000立式(shi)數控車床(chuáng)加工中心(xin)，采用Frank系統(tong)。在數控車(chē)床加工連(lián)杆模具過(guò)程中，忽然(ran)發現Z軸進(jìn)給異常，造(zào)成至少1mm的(de)切削誤差(cha)量(Z方向過(guo)切)。
故障診(zhěn)斷：調查中(zhong)了解到，故(gu)障是忽然(rán)發生的。機(jī)床在點動(dòng)，在手動輸(shu)入數據方(fāng)式操作下(xià)各個軸運(yùn)行正常，且(qie)回參考點(dian)正常，無任(ren)何報警提(tí)示，電氣控(kòng)制部分硬(yìng)故障的可(kě)能性排除(chú)。應主要對(duì)以下幾個(ge)方面逐一(yi)進行檢查(cha)。金屬數控(kong)車床加工(gong)微信，内容(rong)不錯，值得(dé)關注。
檢查(chá)機床精度(du)異常時正(zheng)在運行的(de)數控車床(chuáng)加工程序(xù)段，特别是(shi)刀具長度(du)補償，數控(kòng)車床加工(gong)坐标系(G54-G59)的(de)校對和計(jì)算。
在點動(dòng)方式下，反(fan)複運動Z軸(zhóu)，經過視，觸(chù)，聽，對其運(yun)動狀态診(zhen)斷，發現Z向(xiàng)運動噪音(yīn)異常，特别(bié)是快速點(dian)動，噪音更(gèng)加明顯。由(yóu)此判斷，機(jī)械方面可(ke)能存在隐(yǐn)患。
檢查機(ji)床Z軸精度(du)。用手搖脈(mò)沖發生器(qi)移動Z軸，(将(jiang)其倍率定(dìng)爲1×100的擋位(wei)，即每變化(huà)一步，電機(jī)進給0.1mm)，配合(hé)百分表觀(guan)察Z軸的運(yun)動情況。在(zài)單向運動(dòng)保持正常(chang)後作爲起(qǐ)始點的正(zheng)向運動，脈(mo)沖器每變(biàn)化一步，機(jī)床Z軸運動(dòng)的實際距(jù)離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明電(dian)機運行良(liang)好，定位精(jing)度也良好(hao)。而返回機(jī)床實際運(yun)動位移的(de)變化上，可(ke)以分爲四(si)個階段：(1)機(jī)床運動距(ju)離d1>d=0.1mm(斜率大(da)于1);(2)表現出(chū)爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率小(xiao)于1);(3)機床機(jī)構實際沒(méi)移動，表現(xian)出标準的(de)反向間隙(xì);(4)機床運動(dong)距離與脈(mo)沖器經定(dìng)數值相等(deng)(斜率等于(yu)1)，恢複到機(jī)床的正常(cháng)運動。無論(lùn)怎樣對反(fan)向間隙進(jin)行補償，其(qi)表現出的(de)特征是：除(chu)了(3)階段補(bu)償外，其他(tā)各段變化(hua)依然存在(zai)，特别是(1)階(jie)段嚴重影(yǐng)響到機床(chuang)的數控車(chē)床加工精(jīng)度。補償中(zhōng)發現，間隙(xì)補償越大(da)，(1)階段移動(dòng)的距離也(yě)越大。金屬(shu)數控車床(chuang)加工微信(xìn)，内容不錯(cuò)，值得關注(zhù)。
分析上述(shù)檢查認爲(wei)存在幾點(diǎn)可能原因(yin)：一是電機(jī)有異常，二(èr)是機械方(fang)面有故障(zhàng)，三是絲杠(gang)存在間隙(xi)。爲了進一(yi)步診斷故(gu)障，将電機(jī)和絲杠完(wán)全脫開，分(fèn)别對電機(ji)和機械部(bù)分進行檢(jiǎn)查。檢查結(jié)果是電機(jī)運行正常(cháng);在對機械(xie)部分診斷(duan)中發現，用(yòng)手盤動絲(si)杠時，返回(hui)運動初始(shi)有很大的(de)空缺感。而(ér)正常情況(kuàng)下，應該能(neng)感覺到軸(zhou)承有序而(ér)平滑的移(yi)動。
故障處(chù)理：經過拆(chāi)卸檢查發(fā)現該軸承(chéng)确實受損(sun)，且有滾珠(zhū)脫落。更換(huàn)後機床恢(hui)複正常。
2.控制邏(luo)輯不妥導(dao)緻數控車(che)床加工精(jing)度異常
故(gù)障現象：一(yi)台上海機(jī)床廠家生(sheng)産的數控(kòng)車床加工(gōng)中心，系統(tong)是Frank.數控車(che)床加工過(guò)程中，發現(xian)該機床X軸(zhóu)精度異常(chang)，精度誤差(chà)小爲0.008mm，大爲(wèi)1.2mm.故障診斷(duan)：檢查中，機(jī)床已經按(àn)照要求設(she)置了G54工件(jiàn)坐标系。在(zai)手動輸入(ru)數據方式(shì)操作下，以(yi)G54坐标系運(yun)行一段程(chéng)序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機(ji)床運行結(jié)束後顯示(shi)器上顯示(shi)的機械坐(zuò)标值爲(X軸(zhóu))“-1025.243”，記錄下該(gai)數值。然後(hòu)在手動方(fang)式下，将機(jī)床點動到(dao)其他任意(yì)位置，再次(cì)在手動輸(shū)入數據方(fang)式操作下(xià)運行剛才(cái)的程序段(duan)，待機床停(ting)止後，發現(xiàn)此時機床(chuáng)坐标數值(zhi)顯示爲“-1024.891”，同(tong)上一次執(zhi)行後的數(shù)值比較相(xiàng)差了0.352mm.按照(zhao)同樣的方(fang)法，将X軸點(dian)動移動到(dào)不同的位(wei)置，反複執(zhi)行該程序(xù)段，而顯示(shi)器上顯示(shì)的數值都(dou)有所不同(tóng)(不穩定)。金(jin)屬數控車(chē)床加工微(wēi)信，内容不(bú)錯，值得關(guan)注。用百分(fèn)表對X軸進(jìn)行仔細檢(jian)查，發現機(ji)械位置實(shi)際誤差同(tong)數字顯示(shi)出來的誤(wù)差基本一(yi)緻，從而認(ren)爲故障原(yuán)因爲X軸重(zhong)複定位誤(wù)差過大。對(dui)X軸的反向(xiang)間隙及定(ding)位精度進(jìn)行檢查，重(zhòng)新補償其(qí)誤差值，結(jie)果起不到(dào)任何作用(yòng)。因此懷疑(yí)光栅尺及(jí)系統參數(shu)等有問題(tí)。但爲什麽(me)産生如此(cǐ)大的誤差(cha)，卻又未出(chu)現相應的(de)報警信息(xī)進一步檢(jian)查發現，此(cǐ)軸爲垂直(zhí)方向的軸(zhóu)，當X軸松開(kāi)時主軸箱(xiang)向下掉，造(zào)成了誤差(chà)。
故障處理(lǐ)：對機床的(de)PLC邏輯控制(zhi)程序做了(le)修改，即在(zài)X軸松開時(shi)，先把X軸使(shi)能加載，再(zai)把X軸松開(kāi);而在X軸夾(jia)緊時，先把(ba)X軸夾緊後(hou)，再把使能(néng)去掉。調整(zheng)後機床故(gu)障得以解(jie)決。
故(gù)障現象：一(yī)台杭州産(chan)的立式數(shù)控銑床，配(pei)備北京KND-10M系(xì)統。在點動(dòng)或數控車(chē)床加工過(guo)程中，發現(xiàn)Z軸異常。
故(gu)障診斷：檢(jian)查發現，Z軸(zhou)上下移動(dòng)不均勻且(qie)有噪聲，且(qiě)存在一定(ding)間隙。電機(ji)啓動時，在(zai)點動方式(shi)下Z軸向上(shàng)運動存在(zai)不穩定的(de)噪聲及受(shòu)力不均勻(yun)，且感覺電(diàn)機抖動比(bi)較厲害;而(ér)向下運動(dong)時，就沒有(you)抖動得這(zhe)麽明顯;停(ting)止時不抖(dou)動，在數控(kong)車床加工(gong)過程中表(biao)現得比較(jiào)明顯。分析(xi)認爲，故障(zhang)原因有三(san)點：一是絲(sī)杠反向間(jian)隙很大;二(er)是Z軸電機(ji)工作異常(chang);三是皮帶(dài)輪受損至(zhi)受力不均(jun1)。但有一個(gè)問題要注(zhù)意的是，停(ting)止時不抖(dou)動，上下運(yùn)動不均勻(yún)，所以電機(jī)工作異常(chang)這個問題(tí)可以排除(chú)。金屬數控(kong)車床加工(gōng)微信，内容(róng)不錯，值得(dé)關注。因此(ci)先對機械(xie)部分診斷(duan)，在診斷測(cè)試過程中(zhōng)沒有發現(xiàn)異常，在公(gong)差之内。利(lì)用排除法(fa)則，餘下的(de)隻有皮帶(dai)問題了，在(zai)檢測皮帶(dài)時，發覺這(zhè)條皮帶剛(gang)換不久，但(dàn)在細心檢(jiǎn)測皮帶時(shi)，發現皮帶(dai)内側出現(xiàn)不同程度(du)的受損，很(hen)明顯是受(shou)力不均所(suo)至，是什麽(me)原因造成(chéng)的呢在診(zhen)斷中發現(xian)電機放置(zhi)有問題，即(jí)裝夾的角(jiǎo)度位置不(bu)對稱造成(cheng)受力不均(jun1)。
導(dǎo)緻數控車(che)床加工精(jīng)度異常系(xì)統參數主(zhǔ)要包括機(ji)床進給單(dān)位，零點偏(piān)置，反向間(jiān)隙等。例如(ru)Frank數控系統(tong)，其進給單(dān)位有公制(zhi)和英制兩(liǎng)種。在機床(chuang)修理過程(chéng)中對于局(jú)部處理，常(chang)常影響到(dào)零點偏置(zhì)和間隙的(de)變化，故障(zhang)處理完畢(bi)後應作适(shi)時的調整(zhěng)和修改;另(ling)一方面，由(you)于機械磨(mo)損嚴重或(huò)連接位松(sōng)動也可能(neng)造成參數(shu)實測值的(de)變化，需要(yào)對參數做(zuò)相應的修(xiū)改才能滿(man)足機床數(shu)控車床加(jia)工精度的(de)要求。
故障(zhàng)現象：一台(tai)杭州産的(de)立式數控(kòng)銑床，配備(bei)北京KND-10M系統(tǒng)。在數控車(chē)床加工過(guò)程中，發現(xiàn)X軸精度異(yì)常。
故障診(zhěn)斷：檢查發(fā)現X軸存在(zài)一定間隙(xì)，且電機啓(qi)動時存在(zai)不穩定的(de)現象。用手(shou)觸摸X軸電(dian)機時感覺(jiao)電機拉動(dòng)比較厲害(hài)，停止時拉(lā)動不明顯(xiǎn)，尤其是點(diǎn)動方式下(xia)比較明顯(xiǎn)。分析認爲(wèi)，故障原因(yīn)有兩點：一(yī)是絲杠反(fǎn)間隙很大(da);二是X軸電(diàn)機工作異(yì)常。
故障處(chù)理：利用KND-10M系(xi)統的參數(shu)功能，對電(dian)機進行調(diao)試。首先對(duì)存在的間(jiān)隙進行補(bǔ)償，再調整(zhěng)伺服系統(tǒng)參數及脈(mò)沖抑制功(gōng)能參數，X軸(zhou)電機的抖(dou)動消除，機(jī)床數控車(chē)床加工精(jing)度恢複正(zheng)常。
