2025/12/01 10:32:54 人氣(qi)（4310）
數控機(jī)床加工(gōng) 精度異(yi)常的原(yuan)因及解(jie)決方法(fǎ)
一、造成(chéng)加工精(jīng)度異常(cháng)故障的(de)原因
造(zào)成加工(gong)精度異(yì)常故障(zhang)的原因(yīn)隐蔽性(xing)強，診斷(duan)難度比(bǐ)較大。筆(bi)者根據(jù)多年實(shí)踐經驗(yàn)，歸納出(chu)五個主(zhǔ)要原因(yīn)：機床進(jin)給單位(wèi)被改動(dong)或變化(hua);機床各(ge)個軸的(de)零點偏(piān)置異常(chang);軸向的(de)反向間(jiān)隙異常(cháng);電機運(yun)行狀态(tai)異常，即(jí)電氣及(ji)控制部(bu)分異常(chang);機械故(gu)障，如絲(sī)杠，軸承(chéng)，軸聯器(qì)等部件(jiàn)。另外加(jiā)工程序(xù)的編制(zhi)，刀具的(de)選擇及(ji)人爲因(yin)素，也可(kě)能導緻(zhì)加工精(jing)度異常(cháng)。金屬加(jiā)工微信(xin)，内容不(bú)錯，值得(dé)關注。
二(er)、數控機(ji)床故障(zhang)診斷原(yuan)則
1.先外(wài)部後内(nei)部數控(kòng)機床是(shì)集機械(xiè)，液壓，電(diàn)氣爲一(yī)體的機(jī)床，故其(qí)故障的(de)發生也(ye)會由這(zhe)三者綜(zong)合反映(yìng)出來。維(wéi)修人員(yuán)應先由(yóu)外向内(nèi)逐一進(jìn)行排查(chá)，盡量避(bì)免随意(yi)地啓封(fēng)，拆卸，否(fou)則會擴(kuò)大故障(zhàng)，使機床(chuang)喪失精(jing)度，降低(di)性能。
2.先(xian)機械後(hòu)電氣一(yi)般來說(shuō)，機械故(gù)障較易(yì)發覺，而(er)數控系(xì)統故障(zhang)的診斷(duàn)則難度(dù)較大些(xie)。在故障(zhàng)檢修之(zhī)前，首先(xian)注意排(pái)除機械(xiè)性的故(gù)障，往往(wǎng)可達到(dào)事半功(gong)倍的效(xiào)果。
3.先靜(jìng)後動先(xian)在機床(chuang)斷電的(de)靜止狀(zhuàng)态下，通(tong)過了解(jiě)，觀察，測(ce)試，分析(xi)，确認爲(wèi)非破壞(huài)性故障(zhàng)後，方可(kě)給機床(chuang)通電;在(zài)運行工(gong)況下，進(jìn)行動态(tài)的觀察(cha)，檢驗和(he)測試，查(chá)找故障(zhàng)。
而對破(po)壞性故(gu)障，必須(xū)先排除(chu)危險後(hòu)，方可通(tong)電。
三(sān)、數控機(jī)床故障(zhàng)診斷方(fāng)法
1.直觀(guān)法(望聞(wen)問切)問(wèn)-機床的(de)故障現(xiàn)象，加工(gōng)狀況等(děng);看-CRT報警(jǐng)信息，報(bao)警指示(shì)燈，電容(rong)器等元(yuán)件變形(xíng)煙熏燒(shāo)焦，保護(hù)器脫扣(kòu)等;聽-異(yi)常聲響(xiang);聞-電氣(qi)元件焦(jiao)糊味及(ji)其它異(yi)味;摸-發(fā)熱，振動(dòng)，接觸不(bú)良等。金(jin)屬加工(gong)微信，内(nèi)容不錯(cuò)，值得關(guan)注。
2.參數(shu)檢查法(fǎ)參數通(tong)常是存(cún)放在RAM中(zhong)，有時電(dian)池電壓(ya)不足，系(xì)統長期(qi)不通電(diàn)或外部(bù)幹擾都(dōu)會使參(cān)數丢失(shi)或混亂(luàn)，應根據(ju)故障特(tè)征，檢查(chá)和校對(dui)有關參(cān)數。
3.隔離(li)法一些(xie)故障，難(nán)以區分(fen)是數控(kong)部分，還(hai)是伺服(fú)系統或(huo)機械部(bu)分造成(chéng)的，常采(cai)用隔離(li)法。
4.同類(lei)對調法(fa)用同功(gōng)能的備(bèi)用闆替(tì)換被懷(huái)疑有故(gu)障的模(mó)闆，或将(jiang)功能相(xiang)同的模(mo)闆或單(dān)元相互(hù)交換。
5.功(gong)能程序(xù)測試法(fǎ)将G，M，S，T，功能(néng)的全部(bù)指令編(biān)寫一些(xie)小程序(xù)，在診斷(duàn)故障時(shi)運行這(zhe)些程序(xù)，即可判(pàn)斷功能(néng)的缺失(shī)。
四、加工(gong)精度異(yi)常故障(zhàng)診斷和(hé)處理實(shí)例
1.機械(xie)故障導(dao)緻加工(gōng)精度異(yi)常故障(zhang)現象：一(yi)台SV-1000立式(shì)加工中(zhong)心，采用(yòng)Frank系統。在(zài)加工連(lian)杆模具(jù)過程中(zhōng)，忽然發(fa)現Z軸進(jin)給異常(chang)，造成至(zhì)少1mm的切(qiē)削誤差(cha)量(Z方向(xiàng)過切)。
故(gù)障診斷(duan)：調查中(zhōng)了解到(dao)，故障是(shi)忽然發(fa)生的。機(ji)床在點(dian)動，在手(shou)動輸入(ru)數據方(fang)式操作(zuo)下各個(ge)軸運行(háng)正常，且(qie)回參考(kǎo)點正常(cháng)，無任何(he)報警提(ti)示，電氣(qì)控制部(bù)分硬故(gu)障的可(ke)能性排(pái)除。應主(zhǔ)要對以(yǐ)下幾個(gè)方面逐(zhú)一進行(háng)檢查。金(jīn)屬加工(gōng)微信，内(nèi)容不錯(cuò)，值得關(guan)注。
檢查(cha)機床精(jīng)度異常(chang)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(jiā)工坐标(biao)系(G54-G59)的校(xiào)對和計(ji)算。
在點(dian)動方式(shi)下，反複(fu)運動Z軸(zhou)，經過視(shì)，觸，聽，對(duì)其運動(dòng)狀态診(zhěn)斷，發現(xian)Z向運動(dong)噪音異(yì)常，特别(bie)是快速(sù)點動，噪(zao)音更加(jiā)明顯。由(you)此判斷(duan)，機械方(fāng)面可能(néng)存在隐(yin)患。
分(fèn)析上述(shu)檢查認(ren)爲存在(zài)幾點可(kě)能原因(yin)：一是電(dian)機有異(yi)常，二是(shì)機械方(fang)面有故(gu)障，三是(shì)絲杠存(cún)在間隙(xi)。爲了進(jìn)一步診(zhěn)斷故障(zhang)，将電機(ji)和絲杠(gang)完全脫(tuō)開，分别(bié)對電機(ji)和機械(xiè)部分進(jin)行檢查(chá)。檢查結(jie)果是電(dian)機運行(háng)正常;在(zài)對機械(xie)部分診(zhěn)斷中發(fa)現，用手(shou)盤動絲(si)杠時，返(fǎn)回運動(dòng)初始有(you)很大的(de)空缺感(gǎn)。而正常(cháng)情況下(xià)，應該能(neng)感覺到(dào)軸承有(yǒu)序而平(ping)滑的移(yí)動。
故障(zhang)處理：經(jing)過拆卸(xiè)檢查發(fā)現該軸(zhou)承确實(shi)受損，且(qie)有滾珠(zhu)脫落。更(gèng)換後機(ji)床恢複(fú)正常。
2.控(kong)制邏輯(jí)不妥導(dao)緻加工(gōng)精度異(yi)常
故障(zhàng)現象：一(yī)台上海(hǎi)機床廠(chang)家生産(chan)的加工(gōng)中心，系(xì)統是Frank.加(jia)工過程(cheng)中，發現(xian)該機床(chuáng)X軸精度(du)異常，精(jing)度誤差(chà)小爲0.008mm，大(da)爲1.2mm.故障(zhang)診斷：檢(jiǎn)查中，機(ji)床已經(jing)按照要(yao)求設置(zhi)了G54工件(jiàn)坐标系(xì)。在手動(dong)輸入數(shu)據方式(shì)操作下(xia)，以G54坐标(biao)系運行(hang)一段程(chéng)序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待(dài)機床運(yùn)行結束(shu)後顯示(shì)器上顯(xian)示的機(jī)械坐标(biao)值爲(X軸(zhou))“-1025.243”，記錄下(xia)該數值(zhi)。然後在(zài)手動方(fang)式下，将(jiang)機床點(diǎn)動到其(qi)他任意(yì)位置，再(zài)次在手(shou)動輸入(rù)數據方(fāng)式操作(zuo)下運行(hang)剛才的(de)程序段(duàn)，待機床(chuáng)停止後(hou)，發現此(cǐ)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(chà)了0.352mm.按照(zhào)同樣的(de)方法，将(jiang)X軸點動(dòng)移動到(dào)不同的(de)位置，反(fan)複執行(hang)該程序(xù)段，而顯(xiǎn)示器上(shang)顯示的(de)數值都(dou)有所不(bú)同(不穩(wěn)定)。金屬(shǔ)加工微(wei)信，内容(rong)不錯，值(zhí)得關注(zhù)。用百分(fen)表對X軸(zhou)進行仔(zai)細檢查(cha)，發現機(jī)械位置(zhì)實際誤(wu)差同數(shu)字顯示(shì)出來的(de)誤差基(jī)本一緻(zhì)，從而認(ren)爲故障(zhang)原因爲(wèi)X軸重複(fu)定位誤(wu)差過大(dà)。對X軸的(de)反向間(jian)隙及定(ding)位精度(du)進行檢(jiǎn)查，重新(xin)補償其(qi)誤差值(zhi)，結果起(qǐ)不到任(ren)何作用(yòng)。因此懷(huai)疑光栅(shan)尺及系(xì)統參數(shù)等有問(wèn)題。但爲(wei)什麽産(chǎn)生如此(ci)大的誤(wù)差，卻又(yòu)未出現(xiàn)相應的(de)報警信(xin)息進一(yī)步檢查(cha)發現，此(cǐ)軸爲垂(chuí)直方向(xiang)的軸，當(dang)X軸松開(kāi)時主軸(zhou)箱向下(xia)掉，造成(chéng)了誤差(cha)。
故障處(chù)理：對機(ji)床的PLC邏(luó)輯控制(zhì)程序做(zuo)了修改(gǎi)，即在X軸(zhou)松開時(shi)，先把X軸(zhóu)使能加(jia)載，再把(ba)X軸松開(kāi);而在X軸(zhóu)夾緊時(shí)，先把X軸(zhou)夾緊後(hòu)，再把使(shi)能去掉(diào)。調整後(hou)機床故(gu)障得以(yi)解決。
故障(zhàng)診斷：檢(jian)查發現(xiàn)，Z軸上下(xià)移動不(bú)均勻且(qiě)有噪聲(shēng)，且存在(zai)一定間(jiān)隙。電機(ji)啓動時(shi)，在點動(dong)方式下(xia)Z軸向上(shang)運動存(cún)在不穩(wěn)定的噪(zào)聲及受(shou)力不均(jun1)勻，且感(gan)覺電機(jī)抖動比(bi)較厲害(hai);而向下(xia)運動時(shí)，就沒有(you)抖動得(dé)這麽明(ming)顯;停止(zhǐ)時不抖(dou)動，在加(jia)工過程(chéng)中表現(xiàn)得比較(jiao)明顯。分(fèn)析認爲(wèi)，故障原(yuán)因有三(san)點：一是(shì)絲杠反(fan)向間隙(xi)很大;二(er)是Z軸電(diàn)機工作(zuo)異常;三(san)是皮帶(dài)輪受損(sun)至受力(li)不均。但(dan)有一個(ge)問題要(yào)注意的(de)是，停止(zhi)時不抖(dou)動，上下(xia)運動不(bu)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(jia)工微信(xìn)，内容不(bú)錯，值得(de)關注。因(yīn)此先對(duì)機械部(bù)分診斷(duan)，在診斷(duan)測試過(guo)程中沒(mei)有發現(xian)異常，在(zài)公差之(zhī)内。利用(yòng)排除法(fǎ)則，餘下(xia)的隻有(you)皮帶問(wen)題了，在(zai)檢測皮(pí)帶時，發(fā)覺這條(tiao)皮帶剛(gang)換不久(jiǔ)，但在細(xi)心檢測(cè)皮帶時(shi)，發現皮(pí)帶内側(ce)出現不(bu)同程度(dù)的受損(sun)，很明顯(xiǎn)是受力(lì)不均所(suo)至，是什(shi)麽原因(yīn)造成的(de)呢在診(zhěn)斷中發(fā)現電機(jī)放置有(yǒu)問題，即(jí)裝夾的(de)角度位(wèi)置不對(duì)稱造成(chéng)受力不(bu)均。
導(dǎo)緻加工(gong)精度異(yi)常系統(tǒng)參數主(zhǔ)要包括(kuò)機床進(jin)給單位(wei)，零點偏(pian)置，反向(xiàng)間隙等(deng)。例如Frank數(shu)控系統(tong)，其進給(gei)單位有(yǒu)公制和(hé)英制兩(liang)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(ling)點偏置(zhì)和間隙(xì)的變化(huà)，故障處(chù)理完畢(bì)後應作(zuo)适時的(de)調整和(he)修改;另(lìng)一方面(mian)，由于機(jī)械磨損(sǔn)嚴重或(huò)連接位(wei)松動也(yě)可能造(zào)成參數(shu)實測值(zhí)的變化(huà)，需要對(dui)參數做(zuo)相應的(de)修改才(cái)能滿足(zu)機床加(jiā)工精度(du)的要求(qiú)。
故障現(xiàn)象：一台(tai)杭州産(chǎn)的立式(shi)數控銑(xi)床，配備(bèi)北京KND-10M系(xi)統。在加(jia)工過程(cheng)中，發現(xiàn)X軸精度(du)異常。
故(gù)障診斷(duan)：檢查發(fa)現X軸存(cún)在一定(dìng)間隙，且(qiě)電機啓(qi)動時存(cun)在不穩(wěn)定的現(xiàn)象。用手(shǒu)觸摸X軸(zhou)電機時(shí)感覺電(dian)機拉動(dòng)比較厲(li)害，停止(zhǐ)時拉動(dòng)不明顯(xiǎn)，尤其是(shi)點動方(fāng)式下比(bǐ)較明顯(xian)。分析認(ren)爲，故障(zhàng)原因有(yǒu)兩點：一(yī)是絲杠(gàng)反間隙(xi)很大;二(èr)是X軸電(diàn)機工作(zuò)異常。
故(gù)障處理(li)：利用KND-10M系(xì)統的參(cān)數功能(neng)，對電機(ji)進行調(diao)試。首先(xiān)對存在(zai)的間隙(xi)進行補(bu)償，再調(diào)整伺服(fú)系統參(can)數及脈(mò)沖抑制(zhi)功能參(cān)數，X軸電(diàn)機的抖(dou)動消除(chú)，機床加(jia)工精度(du)恢複正(zhèng)常。
通過(guo)對數控(kong)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(sheng)産中所(suo)遇到的(de)實際問(wèn)題及解(jiě)決方法(fǎ)加以歸(guī)納，充實(shi)了教學(xue)内容并(bìng)滲透到(dào)生産實(shi)踐中，不(bu)但讓學(xué)生掌握(wo)了解決(jué)問題的(de)方法，更(geng)重要的(de)是培養(yǎng)了學生(sheng)實際操(cāo)作能力(lì)，運用知(zhi)識分析(xi)和解決(jué)問題的(de)能力，達(da)到技工(gōng)學校教(jiāo)育教學(xue)的目标(biao)，使學生(shēng)成爲适(shì)應市場(chǎng)需求的(de)實用型(xíng)人才。
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