2025/12/01 10:32:54 人氣(qì)（4310）
數控機床(chuáng)加工 精度(dù)異常的原(yuan)因及解決(jué)方法
一、造(zao)成加工精(jīng)度異常故(gu)障的原因(yīn)
二、數控(kong)機床故障(zhàng)診斷原則(zé)
1.先外部後(hou)内部數控(kong)機床是集(jí)機械，液壓(ya)，電氣爲一(yi)體的機床(chuáng)，故其故障(zhàng)的發生也(ye)會由這三(san)者綜合反(fǎn)映出來。維(wei)修人員應(yīng)先由外向(xiàng)内逐一進(jin)行排查，盡(jìn)量避免随(sui)意地啓封(fēng)，拆卸，否則(zé)會擴大故(gù)障，使機床(chuang)喪失精度(du)，降低性能(neng)。
2.先機械後(hou)電氣一般(bān)來說，機械(xie)故障較易(yi)發覺，而數(shù)控系統故(gù)障的診斷(duàn)則難度較(jiào)大些。在故(gu)障檢修之(zhi)前，首先注(zhu)意排除機(ji)械性的故(gu)障，往往可(kě)達到事半(bàn)功倍的效(xiào)果。
3.先靜後(hou)動先在機(jī)床斷電的(de)靜止狀态(tai)下，通過了(le)解，觀察，測(cè)試，分析，确(què)認爲非破(pò)壞性故障(zhang)後，方可給(gei)機床通電(diàn);在運行工(gong)況下，進行(hang)動态的觀(guan)察，檢驗和(he)測試，查找(zhǎo)故障。
而對(dui)破壞性故(gù)障，必須先(xian)排除危險(xian)後，方可通(tong)電。
4.先簡單(dan)後複雜當(dang)出現多種(zhong)故障互相(xiàng)交織掩蓋(gài)，一時無從(cong)下手時，應(ying)先解決容(róng)易的問題(tí)，後解決難(nán)度較大的(de)問題。往往(wǎng)簡單問題(ti)解決後，難(nán)度大的問(wen)題也可能(néng)變得容易(yi)。
三、數(shu)控機床故(gù)障診斷方(fang)法
1.直觀法(fǎ)(望聞問切(qie))問-機床的(de)故障現象(xiàng)，加工狀況(kuang)等;看-CRT報警(jǐng)信息，報警(jǐng)指示燈，電(dian)容器等元(yuán)件變形煙(yan)熏燒焦，保(bǎo)護器脫扣(kòu)等;聽-異常(cháng)聲響;聞-電(dian)氣元件焦(jiao)糊味及其(qí)它異味;摸(mō)-發熱，振動(dòng)，接觸不良(liáng)等。金屬加(jia)工微信，内(nei)容不錯，值(zhi)得關注。
2.參(can)數檢查法(fa)參數通常(cháng)是存放在(zai)RAM中，有時電(diàn)池電壓不(bu)足，系統長(zhang)期不通電(diàn)或外部幹(gan)擾都會使(shi)參數丢失(shi)或混亂，應(yīng)根據故障(zhang)特征，檢查(cha)和校對有(you)關參數。
4.同(tong)類對調法(fa)用同功能(néng)的備用闆(pǎn)替換被懷(huái)疑有故障(zhang)的模闆，或(huò)将功能相(xiang)同的模闆(pan)或單元相(xiang)互交換。
四、加(jia)工精度異(yi)常故障診(zhen)斷和處理(li)實例
1.機械(xiè)故障導緻(zhi)加工精度(dù)異常故障(zhàng)現象：一台(tai)SV-1000立式加工(gōng)中心，采用(yòng)Frank系統。在加(jiā)工連杆模(mó)具過程中(zhong)，忽然發現(xian)Z軸進給異(yi)常，造成至(zhi)少1mm的切削(xuē)誤差量(Z方(fāng)向過切)。
故(gù)障診斷：調(diao)查中了解(jie)到，故障是(shi)忽然發生(shēng)的。機床在(zài)點動，在手(shǒu)動輸入數(shu)據方式操(cao)作下各個(gè)軸運行正(zhèng)常，且回參(can)考點正常(cháng)，無任何報(bao)警提示，電(dian)氣控制部(bù)分硬故障(zhàng)的可能性(xìng)排除。應主(zhǔ)要對以下(xià)幾個方面(mian)逐一進行(háng)檢查。金屬(shǔ)加工微信(xìn)，内容不錯(cuò)，值得關注(zhù)。
檢查機床(chuang)精度異常(chang)時正在運(yun)行的加工(gong)程序段，特(te)别是刀具(ju)長度補償(chang)，加工坐标(biāo)系(G54-G59)的校對(dui)和計算。
在(zai)點動方式(shi)下，反複運(yùn)動Z軸，經過(guò)視，觸，聽，對(dui)其運動狀(zhuang)态診斷，發(fa)現Z向運動(dong)噪音異常(chang)，特别是快(kuài)速點動，噪(zao)音更加明(ming)顯。由此判(pan)斷，機械方(fāng)面可能存(cún)在隐患。
檢(jiǎn)查機床Z軸(zhóu)精度。用手(shou)搖脈沖發(fā)生器移動(dòng)Z軸，(将其倍(bèi)率定爲1×100的(de)擋位，即每(měi)變化一步(bu)，電機進給(gěi)0.1mm)，配合百分(fèn)表觀察Z軸(zhóu)的運動情(qíng)況。在單向(xiang)運動保持(chí)正常後作(zuò)爲起始點(dian)的正向運(yun)動，脈沖器(qì)每變化一(yī)步，機床Z軸(zhou)運動的實(shí)際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說(shuo)明電機運(yun)行良好，定(dìng)位精度也(ye)良好。而返(fan)回機床實(shí)際運動位(wèi)移的變化(hua)上，可以分(fen)爲四個階(jie)段：(1)機床運(yùn)動距離d1>d=0.1mm(斜(xie)率大于1);(2)表(biao)現出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜(xie)率小于1);(3)機(ji)床機構實(shi)際沒移動(dòng)，表現出标(biao)準的反向(xiàng)間隙;(4)機床(chuang)運動距離(li)與脈沖器(qi)經定數值(zhí)相等(斜率(lǜ)等于1)，恢複(fú)到機床的(de)正常運動(dòng)。無論怎樣(yàng)對反向間(jiān)隙進行補(bǔ)償，其表現(xian)出的特征(zheng)是：除了(3)階(jie)段補償外(wai)，其他各段(duàn)變化依然(ran)存在，特别(bié)是(1)階段嚴(yán)重影響到(dao)機床的加(jiā)工精度。補(bu)償中發現(xiàn)，間隙補償(cháng)越大，(1)階段(duan)移動的距(ju)離也越大(dà)。金屬加工(gong)微信，内容(rong)不錯，值得(dé)關注。
分析(xī)上述檢查(chá)認爲存在(zai)幾點可能(néng)原因：一是(shi)電機有異(yì)常，二是機(jī)械方面有(yǒu)故障，三是(shì)絲杠存在(zai)間隙。爲了(le)進一步診(zhen)斷故障，将(jiāng)電機和絲(sī)杠完全脫(tuō)開，分别對(dui)電機和機(jī)械部分進(jin)行檢查。檢(jiǎn)查結果是(shì)電機運行(hang)正常;在對(duì)機械部分(fèn)診斷中發(fā)現，用手盤(pán)動絲杠時(shí)，返回運動(dong)初始有很(hen)大的空缺(quē)感。而正常(chang)情況下，應(yīng)該能感覺(jiao)到軸承有(yǒu)序而平滑(huá)的移動。
故(gu)障處理：經(jing)過拆卸檢(jiǎn)查發現該(gāi)軸承确實(shi)受損，且有(yǒu)滾珠脫落(luo)。更換後機(ji)床恢複正(zhèng)常。
故(gu)障現象：一(yī)台上海機(jī)床廠家生(sheng)産的加工(gong)中心，系統(tǒng)是Frank.加工過(guo)程中，發現(xian)該機床X軸(zhou)精度異常(cháng)，精度誤差(cha)小爲0.008mm，大爲(wèi)1.2mm.故障診斷(duan)：檢查中，機(ji)床已經按(àn)照要求設(shè)置了G54工件(jiàn)坐标系。在(zài)手動輸入(ru)數據方式(shì)操作下，以(yǐ)G54坐标系運(yùn)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(gāi)數值。然後(hòu)在手動方(fang)式下，将機(ji)床點動到(dao)其他任意(yi)位置，再次(cì)在手動輸(shu)入數據方(fāng)式操作下(xià)運行剛才(cái)的程序段(duan)，待機床停(tíng)止後，發現(xiàn)此時機床(chuáng)坐标數值(zhí)顯示爲“-1024.891”，同(tóng)上一次執(zhí)行後的數(shu)值比較相(xiàng)差了0.352mm.按照(zhào)同樣的方(fāng)法，将X軸點(dian)動移動到(dào)不同的位(wèi)置，反複執(zhi)行該程序(xu)段，而顯示(shi)器上顯示(shi)的數值都(dou)有所不同(tong)(不穩定)。金(jīn)屬加工微(wēi)信，内容不(bu)錯，值得關(guan)注。用百分(fen)表對X軸進(jìn)行仔細檢(jian)查，發現機(jī)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(zhòng)複定位誤(wu)差過大。對(dui)X軸的反向(xiàng)間隙及定(dìng)位精度進(jin)行檢查，重(zhong)新補償其(qi)誤差值，結(jié)果起不到(dào)任何作用(yong)。因此懷疑(yí)光栅尺及(jí)系統參數(shù)等有問題(tí)。但爲什麽(me)産生如此(cǐ)大的誤差(chà)，卻又未出(chu)現相應的(de)報警信息(xi)進一步檢(jian)查發現，此(ci)軸爲垂直(zhi)方向的軸(zhóu)，當X軸松開(kai)時主軸箱(xiang)向下掉，造(zào)成了誤差(chà)。
故障處理(li)：對機床的(de)PLC邏輯控制(zhì)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(kai);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(gù)障得以解(jie)決。
3.機床位(wei)置問題導(dao)緻加工精(jing)度異常
故(gù)障現象：一(yī)台杭州産(chǎn)的立式數(shu)控銑床，配(pèi)備北京KND-10M系(xì)統。在點動(dong)或加工過(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(dong)不均勻且(qiě)有噪聲，且(qiě)存在一定(dìng)間隙。電機(ji)啓動時，在(zài)點動方式(shi)下Z軸向上(shàng)運動存在(zài)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(er)向下運動(dong)時，就沒有(you)抖動得這(zhè)麽明顯;停(tíng)止時不抖(dou)動，在加工(gōng)過程中表(biao)現得比較(jiao)明顯。分析(xī)認爲，故障(zhàng)原因有三(sān)點：一是絲(sī)杠反向間(jian)隙很大;二(èr)是Z軸電機(ji)工作異常(cháng);三是皮帶(dai)輪受損至(zhì)受力不均(jun1)。但有一個(ge)問題要注(zhu)意的是，停(ting)止時不抖(dǒu)動，上下運(yùn)動不均勻(yun)，所以電機(jī)工作異常(cháng)這個問題(tí)可以排除(chú)。金屬加工(gong)微信，内容(rong)不錯，值得(dé)關注。因此(cǐ)先對機械(xiè)部分診斷(duàn)，在診斷測(ce)試過程中(zhōng)沒有發現(xian)異常，在公(gōng)差之内。利(li)用排除法(fǎ)則，餘下的(de)隻有皮帶(dài)問題了，在(zài)檢測皮帶(dai)時，發覺這(zhè)條皮帶剛(gang)換不久，但(dàn)在細心檢(jiǎn)測皮帶時(shí)，發現皮帶(dài)内側出現(xiàn)不同程度(du)的受損，很(hěn)明顯是受(shòu)力不均所(suǒ)至，是什麽(me)原因造成(chéng)的呢在診(zhěn)斷中發現(xian)電機放置(zhi)有問題，即(ji)裝夾的角(jiao)度位置不(bu)對稱造成(cheng)受力不均(jun)。
故障處理(lǐ)：隻要将電(diàn)機重裝，對(duì)準角度，測(cè)量好距離(li)(電機與Z軸(zhou)的軸承)，皮(pí)帶兩邊(長(zhang)度)要均勻(yún)。這樣，Z軸上(shàng)下移動不(bú)均勻且有(you)噪聲及抖(dǒu)動現象就(jiu)消除了，Z軸(zhóu)加工恢複(fú)正常。
4.系統(tong)參數未優(you)化，電機運(yun)行異常
導(dǎo)緻加工精(jīng)度異常系(xi)統參數主(zhǔ)要包括機(jī)床進給單(dān)位，零點偏(piān)置，反向間(jiān)隙等。例如(rú)Frank數控系統(tong)，其進給單(dān)位有公制(zhi)和英制兩(liang)種。在機床(chuang)修理過程(chéng)中對于局(ju)部處理，常(cháng)常影響到(dào)零點偏置(zhi)和間隙的(de)變化，故障(zhang)處理完畢(bì)後應作适(shi)時的調整(zhěng)和修改;另(lìng)一方面，由(yóu)于機械磨(mó)損嚴重或(huo)連接位松(sōng)動也可能(néng)造成參數(shù)實測值的(de)變化，需要(yào)對參數做(zuò)相應的修(xiu)改才能滿(mǎn)足機床加(jiā)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(tong)。在加工過(guo)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(zai)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(diàn)機時感覺(jiào)電機拉動(dong)比較厲害(hài)，停止時拉(la)動不明顯(xiǎn)，尤其是點(diǎn)動方式下(xià)比較明顯(xian)。分析認爲(wèi)，故障原因(yin)有兩點：一(yī)是絲杠反(fǎn)間隙很大(da);二是X軸電(dian)機工作異(yì)常。
故障處(chù)理：利用KND-10M系(xì)統的參數(shu)功能，對電(diàn)機進行調(diao)試。首先對(dui)存在的間(jiān)隙進行補(bǔ)償，再調整(zhěng)伺服系統(tǒng)參數及脈(mo)沖抑制功(gōng)能參數，X軸(zhou)電機的抖(dou)動消除，機(ji)床加工精(jīng)度恢複正(zheng)常。
通過對(dui)數控機床(chuáng)加工精度(du)異常故障(zhang)診斷和處(chù)理方法的(de)探讨，把實(shí)習生産中(zhong)所遇到的(de)實際問題(ti)及解決方(fang)法加以歸(guī)納，充實了(le)教學内容(rong)并滲透到(dào)生産實踐(jiàn)中，不但讓(ràng)學生掌握(wo)了解決問(wèn)題的方法(fǎ)，更重要的(de)是培養了(le)學生實際(jì)操作能力(lì)，運用知識(shi)分析和解(jiě)決問題的(de)能力，達到(dao)技工學校(xiao)教育教學(xué)的目标，使(shǐ)學生成爲(wèi)适應市場(chǎng)需求的實(shi)用型人才(cai)。
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