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(yuán)因及解(jie)決方法(fǎ)
一、造成(cheng)加工精(jīng)度異常(chang)故障的(de)原因
造(zao)成加工(gong)精度異(yi)常故障(zhang)的原因(yin)隐蔽性(xìng)強，診斷(duan)難度比(bǐ)較大。筆(bǐ)者根據(jù)多年實(shi)踐經驗(yàn)，歸納出(chu)五個主(zhǔ)要原因(yīn)：機床進(jin)給單位(wei)被改動(dong)或變化(huà);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(chang);電機運(yùn)行狀态(tai)異常，即(ji)電氣及(ji)控制部(bu)分異常(cháng);機械故(gù)障，如絲(si)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(kě)能導緻(zhi)加工精(jīng)度異常(chang)。金屬加(jiā)工微信(xìn)，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
2.先(xian)機械後(hou)電氣一(yi)般來說(shuo)，機械故(gu)障較易(yì)發覺，而(ér)數控系(xì)統故障(zhàng)的診斷(duan)則難度(du)較大些(xiē)。在故障(zhang)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(dao)事半功(gōng)倍的效(xiào)果。
4.先簡(jian)單後複(fu)雜當出(chū)現多種(zhǒng)故障互(hu)相交織(zhi)掩蓋，一(yi)時無從(cóng)下手時(shí)，應先解(jiě)決容易(yi)的問題(tí)，後解決(jué)難度較(jiao)大的問(wen)題。往往(wang)簡單問(wen)題解決(jué)後，難度(dù)大的問(wèn)題也可(ke)能變得(dé)容易。
三(san)、數控機(jī)床故障(zhang)診斷方(fāng)法
1.直觀(guan)法(望聞(wén)問切)問(wèn)-機床的(de)故障現(xian)象，加工(gong)狀況等(děng);看-CRT報警(jing)信息，報(bào)警指示(shi)燈，電容(rong)器等元(yuan)件變形(xing)煙熏燒(shao)焦，保護(hù)器脫扣(kou)等;聽-異(yì)常聲響(xiǎng);聞-電氣(qì)元件焦(jiao)糊味及(jí)其它異(yì)味;摸-發(fā)熱，振動(dòng)，接觸不(bu)良等。金(jīn)屬加工(gōng)微信，内(nèi)容不錯(cuò)，值得關(guān)注。
2.參數(shu)檢查法(fa)參數通(tong)常是存(cun)放在RAM中(zhōng)，有時電(dian)池電壓(ya)不足，系(xì)統長期(qī)不通電(dian)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(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(kong)部分，還(hái)是伺服(fú)系統或(huo)機械部(bù)分造成(chéng)的，常采(cai)用隔離(lí)法。
4.同類(lèi)對調法(fǎ)用同功(gōng)能的備(bèi)用闆替(tì)換被懷(huái)疑有故(gu)障的模(mo)闆，或将(jiāng)功能相(xiàng)同的模(mo)闆或單(dan)元相互(hù)交換。
1.機械(xie)故障導(dǎo)緻加工(gong)精度異(yi)常故障(zhàng)現象：一(yī)台SV-1000立式(shì)加工中(zhong)心，采用(yong)Frank系統。在(zài)加工連(lián)杆模具(ju)過程中(zhōng)，忽然發(fā)現Z軸進(jin)給異常(cháng)，造成至(zhi)少1mm的切(qie)削誤差(chà)量(Z方向(xiang)過切)。
故(gù)障診斷(duàn)：調查中(zhōng)了解到(dào)，故障是(shì)忽然發(fa)生的。機(jī)床在點(diǎn)動，在手(shǒu)動輸入(ru)數據方(fāng)式操作(zuò)下各個(gè)軸運行(hang)正常，且(qiě)回參考(kao)點正常(chang)，無任何(hé)報警提(ti)示，電氣(qì)控制部(bu)分硬故(gù)障的可(kě)能性排(pái)除。應主(zhǔ)要對以(yi)下幾個(gè)方面逐(zhu)一進行(háng)檢查。金(jīn)屬加工(gong)微信，内(nei)容不錯(cuò)，值得關(guan)注。
檢查(chá)機床精(jīng)度異常(chang)時正在(zài)運行的(de)加工程(cheng)序段，特(te)别是刀(dāo)具長度(dù)補償，加(jiā)工坐标(biao)系(G54-G59)的校(xiao)對和計(jì)算。
在點(dian)動方式(shi)下，反複(fú)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(dòng)噪音異(yi)常，特别(bié)是快速(su)點動，噪(zao)音更加(jia)明顯。由(you)此判斷(duan)，機械方(fāng)面可能(neng)存在隐(yǐn)患。
檢查(cha)機床Z軸(zhóu)精度。用(yòng)手搖脈(mò)沖發生(shēng)器移動(dong)Z軸，(将其(qi)倍率定(dìng)爲1×100的擋(dǎng)位，即每(měi)變化一(yī)步，電機(jī)進給0.1mm)，配(pèi)合百分(fèn)表觀察(chá)Z軸的運(yùn)動情況(kuang)。在單向(xiàng)運動保(bao)持正常(cháng)後作爲(wèi)起始點(diǎn)的正向(xiang)運動，脈(mò)沖器每(měi)變化一(yi)步，機床(chuáng)Z軸運動(dong)的實際(jì)距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說(shuo)明電機(jī)運行良(liang)好，定位(wèi)精度也(ye)良好。而(er)返回機(jī)床實際(ji)運動位(wèi)移的變(biàn)化上，可(ke)以分爲(wèi)四個階(jie)段：(1)機床(chuang)運動距(jù)離d1>d=0.1mm(斜率(lǜ)大于1);(2)表(biǎo)現出爲(wei)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(xian)出标準(zhǔn)的反向(xiang)間隙;(4)機(jī)床運動(dòng)距離與(yu)脈沖器(qi)經定數(shu)值相等(deng)(斜率等(děng)于1)，恢複(fú)到機床(chuang)的正常(chang)運動。無(wu)論怎樣(yàng)對反向(xiàng)間隙進(jìn)行補償(cháng)，其表現(xiàn)出的特(te)征是：除(chú)了(3)階段(duan)補償外(wài)，其他各(ge)段變化(hua)依然存(cun)在，特别(bie)是(1)階段(duàn)嚴重影(ying)響到機(ji)床的加(jia)工精度(du)。補償中(zhōng)發現，間(jian)隙補償(cháng)越大，(1)階(jiē)段移動(dong)的距離(li)也越大(dà)。金屬加(jiā)工微信(xìn)，内容不(bu)錯，值得(de)關注。
故障(zhang)處理：經(jīng)過拆卸(xiè)檢查發(fa)現該軸(zhou)承确實(shí)受損，且(qiě)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(dǎo)緻加工(gōng)精度異(yì)常
故障(zhang)現象：一(yī)台上海(hǎi)機床廠(chǎng)家生産(chǎn)的加工(gong)中心，系(xi)統是Frank.加(jia)工過程(chéng)中，發現(xian)該機床(chuáng)X軸精度(du)異常，精(jīng)度誤差(cha)小爲0.008mm，大(dà)爲1.2mm.故障(zhang)診斷：檢(jiǎn)查中，機(jī)床已經(jīng)按照要(yao)求設置(zhì)了G54工件(jiàn)坐标系(xi)。在手動(dòng)輸入數(shù)據方式(shì)操作下(xia)，以G54坐标(biao)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(zhí)。然後在(zài)手動方(fang)式下，将(jiāng)機床點(dian)動到其(qí)他任意(yì)位置，再(zai)次在手(shou)動輸入(ru)數據方(fāng)式操作(zuò)下運行(háng)剛才的(de)程序段(duan)，待機床(chuang)停止後(hou)，發現此(ci)時機床(chuang)坐标數(shù)值顯示(shì)爲“-1024.891”，同上(shang)一次執(zhi)行後的(de)數值比(bǐ)較相差(chà)了0.352mm.按照(zhao)同樣的(de)方法，将(jiāng)X軸點動(dòng)移動到(dao)不同的(de)位置，反(fǎn)複執行(háng)該程序(xù)段，而顯(xian)示器上(shang)顯示的(de)數值都(dou)有所不(bú)同(不穩(wěn)定)。金屬(shu)加工微(wei)信，内容(róng)不錯，值(zhi)得關注(zhu)。用百分(fèn)表對X軸(zhóu)進行仔(zai)細檢查(chá)，發現機(ji)械位置(zhi)實際誤(wu)差同數(shù)字顯示(shi)出來的(de)誤差基(jī)本一緻(zhi)，從而認(ren)爲故障(zhàng)原因爲(wei)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(dìng)位精度(dù)進行檢(jian)查，重新(xin)補償其(qí)誤差值(zhi)，結果起(qi)不到任(rèn)何作用(yong)。因此懷(huái)疑光栅(shān)尺及系(xì)統參數(shu)等有問(wèn)題。但爲(wèi)什麽産(chǎn)生如此(cǐ)大的誤(wu)差，卻又(yòu)未出現(xian)相應的(de)報警信(xìn)息進一(yi)步檢查(cha)發現，此(cǐ)軸爲垂(chuí)直方向(xiàng)的軸，當(dāng)X軸松開(kāi)時主軸(zhou)箱向下(xià)掉，造成(cheng)了誤差(cha)。
故障處(chu)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(zhóu)松開時(shi)，先把X軸(zhóu)使能加(jia)載，再把(ba)X軸松開(kai);而在X軸(zhóu)夾緊時(shi)，先把X軸(zhou)夾緊後(hou)，再把使(shǐ)能去掉(diào)。調整後(hòu)機床故(gu)障得以(yi)解決。
故障(zhàng)現象：一(yī)台杭州(zhou)産的立(lì)式數控(kong)銑床，配(pei)備北京(jing)KND-10M系統。在(zài)點動或(huò)加工過(guo)程中，發(fa)現Z軸異(yì)常。
故障(zhang)診斷：檢(jiǎn)查發現(xian)，Z軸上下(xia)移動不(bú)均勻且(qie)有噪聲(sheng)，且存在(zai)一定間(jian)隙。電機(jī)啓動時(shi)，在點動(dòng)方式下(xia)Z軸向上(shàng)運動存(cún)在不穩(wěn)定的噪(zào)聲及受(shou)力不均(jun1)勻，且感(gǎn)覺電機(jī)抖動比(bǐ)較厲害(hài);而向下(xia)運動時(shí)，就沒有(you)抖動得(dé)這麽明(míng)顯;停止(zhi)時不抖(dǒu)動，在加(jia)工過程(cheng)中表現(xian)得比較(jiao)明顯。分(fèn)析認爲(wèi)，故障原(yuán)因有三(san)點：一是(shi)絲杠反(fǎn)向間隙(xì)很大;二(er)是Z軸電(dian)機工作(zuo)異常;三(san)是皮帶(dai)輪受損(sǔn)至受力(li)不均。但(dan)有一個(gè)問題要(yào)注意的(de)是，停止(zhǐ)時不抖(dou)動，上下(xià)運動不(bu)均勻，所(suǒ)以電機(ji)工作異(yì)常這個(gè)問題可(kě)以排除(chu)。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(bù)分診斷(duan)，在診斷(duan)測試過(guo)程中沒(mei)有發現(xian)異常，在(zai)公差之(zhī)内。利用(yòng)排除法(fǎ)則，餘下(xia)的隻有(you)皮帶問(wèn)題了，在(zai)檢測皮(pi)帶時，發(fa)覺這條(tiao)皮帶剛(gang)換不久(jiǔ)，但在細(xì)心檢測(cè)皮帶時(shí)，發現皮(pí)帶内側(cè)出現不(bu)同程度(du)的受損(sun)，很明顯(xiǎn)是受力(lì)不均所(suo)至，是什(shí)麽原因(yīn)造成的(de)呢在診(zhěn)斷中發(fa)現電機(ji)放置有(you)問題，即(ji)裝夾的(de)角度位(wei)置不對(duì)稱造成(cheng)受力不(bu)均。
故障(zhàng)處理：隻(zhī)要将電(dian)機重裝(zhuang)，對準角(jiao)度，測量(liàng)好距離(li)(電機與(yu)Z軸的軸(zhóu)承)，皮帶(dài)兩邊(長(zhang)度)要均(jun)勻。這樣(yang)，Z軸上下(xià)移動不(bú)均勻且(qie)有噪聲(sheng)及抖動(dong)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(háng)異常
導(dao)緻加工(gōng)精度異(yi)常系統(tong)參數主(zhǔ)要包括(kuò)機床進(jìn)給單位(wèi)，零點偏(piān)置，反向(xiàng)間隙等(deng)。例如Frank數(shu)控系統(tǒng)，其進給(gěi)單位有(yǒu)公制和(hé)英制兩(liǎng)種。在機(jī)床修理(lǐ)過程中(zhong)對于局(ju)部處理(lǐ)，常常影(ying)響到零(líng)點偏置(zhì)和間隙(xi)的變化(hua)，故障處(chù)理完畢(bi)後應作(zuo)适時的(de)調整和(he)修改;另(ling)一方面(mian)，由于機(jī)械磨損(sun)嚴重或(huò)連接位(wèi)松動也(yě)可能造(zao)成參數(shù)實測值(zhí)的變化(hua)，需要對(duì)參數做(zuò)相應的(de)修改才(cái)能滿足(zu)機床加(jiā)工精度(du)的要求(qiu)。
故障現(xiàn)象：一台(tai)杭州産(chǎn)的立式(shi)數控銑(xǐ)床，配備(bei)北京KND-10M系(xì)統。在加(jia)工過程(chéng)中，發現(xian)X軸精度(dù)異常。
故(gu)障處理(li)：利用KND-10M系(xi)統的參(can)數功能(neng)，對電機(ji)進行調(diào)試。首先(xiān)對存在(zài)的間隙(xì)進行補(bu)償，再調(diào)整伺服(fú)系統參(cān)數及脈(mò)沖抑制(zhi)功能參(can)數，X軸電(dian)機的抖(dou)動消除(chu)，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(du)異常故(gu)障診斷(duàn)和處理(lǐ)方法的(de)探讨，把(ba)實習生(shēng)産中所(suǒ)遇到的(de)實際問(wen)題及解(jie)決方法(fǎ)加以歸(guī)納，充實(shí)了教學(xué)内容并(bìng)滲透到(dào)生産實(shi)踐中，不(bu)但讓學(xue)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(jue)問題的(de)能力，達(dá)到技工(gong)學校教(jiao)育教學(xue)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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