是什(shi)麽導(dao)緻數控機床加(jia)工精(jing)度異常

　　一(yi)、造成(cheng)數控(kong)車床加工(gong)精度(du)異常(chang)故障的原(yuan)因

　　造(zao)成(cheng)數控車(che)床加工精(jing)度異(yi)常故障(zhang)的原因隐蔽(bi)性強，診斷(duan)難度比較(jiao)大，歸(gui)納出(chu)五個主要(yao)原因：機床(chuang)進給(gei)單位(wei)被改(gai)動或(huo)變化(hua);機床各個軸的(de)零點偏置(zhi)異常;軸向(xiang)的反向間隙異常;電(dian)機運行狀态異(yi)常，即(ji)電(dian)氣及控(kong)制部分(fen)異常;機(ji)械故(gu)障，如絲杠(gang)，軸承(cheng)，軸聯器等(deng)部件。另外(wai)數控(kong)車床(chuang)加工(gong)程序(xu)的編(bian)制(zhi)，刀具的(de)選擇(ze)及(ji)人(ren)爲因(yin)素，也可(ke)能導緻(zhi)數控(kong)車(che)床(chuang)加工(gong)精度(du)異(yi)常。

　　二、數(shu)控機床故障診(zhen)斷原(yuan)則(ze)

　　1.先外部(bu)後内(nei)部數(shu)控機(ji)床是(shi)集(ji)機械，液(ye)壓，電氣(qi)爲一體(ti)的機床(chuang)，故其故(gu)障的(de)發生也會由這三(san)者(zhe)綜合(he)反映出來。維修人員應先由外(wai)向内逐(zhu)一(yi)進行排查(cha)，盡量避免(mian)随意地啓封，拆(chai)卸，否(fou)則會擴大(da)故障(zhang)，使機(ji)床喪(sang)失精(jing)度，降低性(xing)能。

　　2.先機械後電氣一(yi)般來說，機(ji)械故障較(jiao)易發(fa)覺，而(er)數控(kong)系統(tong)故障的診(zhen)斷則(ze)難度(du)較(jiao)大些。在(zai)故障檢(jian)修(xiu)之前(qian)，首先(xian)注意排除(chu)機械性(xing)的故障(zhang)，往往可(ke)達到事(shi)半功(gong)倍的(de)效果(guo)。

　　3.先靜後動(dong)先在(zai)機床斷電的靜(jing)止狀(zhuang)态(tai)下(xia)，通過(guo)了解(jie)，觀察(cha)，測試(shi)，分析，确認爲非(fei)破壞性故(gu)障後(hou)，方可(ke)給(gei)機床通(tong)電;在運(yun)行工況(kuang)下，進(jin)行動态的(de)觀察，檢(jian)驗(yan)和測(ce)試，查(cha)找(zhao)故障。金(jin)屬數控(kong)車(che)床加工微(wei)信(xin)，内容不(bu)錯，值(zhi)得關(guan)注。

　　而(er)對破(po)壞性故障(zhang)，必須先排除危險後(hou)，方可(ke)通電(dian)。

　　4.先簡單後複雜(za)當出(chu)現多(duo)種故(gu)障互相(xiang)交(jiao)織掩蓋，一(yi)時無從下(xia)手時，應(ying)先解決容易的(de)問(wen)題，後(hou)解決難(nan)度較大(da)的問(wen)題(ti)。往往簡(jian)單問(wen)題(ti)解決後(hou)，難度(du)大(da)的問題(ti)也可能變(bian)得容(rong)易。

　　三、數(shu)控機床(chuang)故障診斷方法(fa)

　　1.直觀法：(望聞問(wen)切)問(wen)-機(ji)床(chuang)的故(gu)障現象，數控車(che)床加(jia)工狀況等(deng);看-CRT報警信(xin)息，報(bao)警指示燈(deng)，電容(rong)器等(deng)元件(jian)變形(xing)煙熏(xun)燒(shao)焦，保護(hu)器脫(tuo)扣等;聽-異(yi)常聲響(xiang);聞(wen)-電氣(qi)元件(jian)焦(jiao)糊味及(ji)其它異(yi)味(wei);摸-發熱，振動，接觸不(bu)良等。金(jin)屬(shu)數控(kong)車床(chuang)加(jia)工(gong)微信(xin)，内容不錯(cuo)，值得關注。

　　2.參數檢查(cha)法：參數通(tong)常是存放(fang)在RAM中，有時(shi)電池電壓(ya)不足(zu)，系統(tong)長(zhang)期不通(tong)電或外(wai)部幹擾(rao)都會使參(can)數丢(diu)失或(huo)混亂，應根據故(gu)障特征，檢(jian)查和校(xiao)對有關(guan)參數(shu)。

　　3.隔離法：一(yi)些故障(zhang)，難(nan)以區分是數(shu)控部分(fen)，還是伺(si)服(fu)系統(tong)或機(ji)械(xie)部分造(zao)成的，常采用隔(ge)離法(fa)。

　　4.同類對調(diao)法用(yong)同(tong)功(gong)能的(de)備用(yong)闆(pan)替換被(bei)懷疑有故障的(de)模闆(pan)，或将功能(neng)相同的模闆或(huo)單元(yuan)相(xiang)互交換(huan)。

　　5.功能(neng)程序測試(shi)法将(jiang)G，M，S，T，功(gong)能的全(quan)部指令編(bian)寫一(yi)些小(xiao)程序，在診(zhen)斷故障時(shi)運行(hang)這些程序(xu)，即可(ke)判斷功能(neng)的缺失。

　　四(si)、數控(kong)車床(chuang)加工精(jing)度(du)異常故障(zhang)診斷和處(chu)理實例

　　1.機(ji)械故(gu)障導(dao)緻(zhi)數控車(che)床加工精(jing)度異(yi)常故(gu)障現象：一(yi)台SV-1000立(li)式(shi)數(shu)控車(che)床加工(gong)中心，采(cai)用Frank系統。在(zai)數控車床加工(gong)連杆(gan)模具過程(cheng)中，忽然發(fa)現Z軸進給(gei)異常，造(zao)成至少1mm的切(qie)削誤(wu)差量(liang)(Z方向過(guo)切(qie))。

　　故障(zhang)診斷(duan)：調查中了(le)解到，故障是忽(hu)然發(fa)生的。機床(chuang)在點(dian)動，在(zai)手動(dong)輸入數(shu)據方式(shi)操作(zuo)下(xia)各(ge)個軸(zhou)運行(hang)正(zheng)常，且回(hui)參考(kao)點正(zheng)常，無任何(he)報警(jing)提示(shi)，電氣(qi)控制部分(fen)硬故(gu)障(zhang)的可能(neng)性排除(chu)。應主要對以下幾個方(fang)面逐一進(jin)行檢(jian)查。金(jin)屬數控車(che)床加工(gong)微信，内(nei)容不(bu)錯，值得關(guan)注。

　　檢查(cha)機(ji)床精(jing)度異(yi)常時正在(zai)運行的(de)數控車床加(jia)工程序段(duan)，特别(bie)是(shi)刀具長度補償(chang)，數(shu)控車(che)床加工坐(zuo)标系(xi)(G54-G59)的校對和計算(suan)。

　　在點(dian)動方(fang)式下(xia)，反複運動Z軸，經(jing)過視，觸，聽(ting)，對其(qi)運動(dong)狀(zhuang)态診斷(duan)，發現(xian)Z向(xiang)運(yun)動噪(zao)音異(yi)常，特别是(shi)快速點動(dong)，噪音更加(jia)明顯。由此(ci)判斷(duan)，機械(xie)方面可能(neng)存在(zai)隐患(huan)。

　　檢查機(ji)床(chuang)Z軸精(jing)度。用(yong)手(shou)搖(yao)脈沖(chong)發生器(qi)移動Z軸(zhou)，(将其(qi)倍率定爲(wei)1×100的擋位，即(ji)每變化一步，電機進(jin)給0.1mm)，配(pei)合(he)百(bai)分表(biao)觀察Z軸的運動(dong)情況。在單向運(yun)動保(bao)持正(zheng)常後(hou)作爲起(qi)始(shi)點的正向(xiang)運動(dong)，脈沖(chong)器每變化(hua)一步(bu)，機床Z軸運(yun)動的(de)實際(ji)距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明(ming)電機(ji)運(yun)行(hang)良好(hao)，定位精度(du)也良(liang)好。而(er)返回(hui)機床(chuang)實際(ji)運動(dong)位移(yi)的變化上，可以(yi)分爲四(si)個階段(duan)：(1)機床運動距離(li)d1>d=0.1mm(斜率大(da)于(yu)1);(2)表現(xian)出爲(wei)d1=0.1mm>d2>d3(斜率(lü)小于(yu)1);(3)機床(chuang)機構(gou)實際(ji)沒移(yi)動(dong)，表現出(chu)标準的(de)反(fan)向間(jian)隙;(4)機床(chuang)運動距(ju)離與(yu)脈沖器經(jing)定數(shu)值相等(斜(xie)率等于1)，恢(hui)複到(dao)機床(chuang)的正(zheng)常運(yun)動。無論(lun)怎(zen)樣對反向(xiang)間隙進行(hang)補償，其(qi)表(biao)現出的特(te)征是(shi)：除了(le)(3)階段補償(chang)外，其他各(ge)段變(bian)化依(yi)然存(cun)在，特(te)别是(1)階段(duan)嚴重影響(xiang)到機(ji)床的(de)數控(kong)車床(chuang)加工精度(du)。補償中發(fa)現，間(jian)隙補(bu)償越(yue)大，(1)階(jie)段移動(dong)的距離也越大。金屬數(shu)控車(che)床(chuang)加(jia)工微(wei)信，内(nei)容不錯，值(zhi)得關注。

　　分析上述檢(jian)查(cha)認(ren)爲存(cun)在幾點可(ke)能原因：一是(shi)電(dian)機有(you)異常(chang)，二(er)是機械方面(mian)有故(gu)障，三(san)是絲杠(gang)存(cun)在間(jian)隙。爲(wei)了(le)進(jin)一步(bu)診斷故(gu)障(zhang)，将電機和絲杠完全(quan)脫開，分别(bie)對電機和機(ji)械部分(fen)進行檢(jian)查(cha)。檢查結果是電(dian)機運(yun)行正常;在(zai)對機(ji)械部(bu)分診斷中(zhong)發現，用手(shou)盤動絲杠時，返回運(yun)動初(chu)始有很大(da)的空(kong)缺感(gan)。而正(zheng)常情(qing)況下(xia)，應該(gai)能感(gan)覺到(dao)軸承(cheng)有序而(er)平(ping)滑的移動。

　　故障處理(li)：經過拆卸檢查(cha)發現(xian)該(gai)軸(zhou)承确(que)實受損，且(qie)有滾(gun)珠脫落。更換後(hou)機床恢複(fu)正常(chang)。

　　2.控制(zhi)邏輯(ji)不妥(tuo)導緻(zhi)數控(kong)車床(chuang)加工精度(du)異常(chang)

　　故障(zhang)現象：一台(tai)上海(hai)機床(chuang)廠家(jia)生産(chan)的(de)數控車(che)床加(jia)工(gong)中心，系(xi)統是(shi)Frank.數(shu)控(kong)車床(chuang)加工(gong)過程(cheng)中，發(fa)現該(gai)機床X軸精(jing)度異(yi)常，精度誤差小(xiao)爲0.008mm，大爲1.2mm.故(gu)障診(zhen)斷：檢(jian)查中(zhong)，機床已經按照(zhao)要求(qiu)設置了G54工件坐(zuo)标系。在手(shou)動輸入(ru)數(shu)據方(fang)式操(cao)作下，以G54坐(zuo)标系(xi)運行(hang)一段(duan)程序(xu)即(ji)“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待(dai)機床(chuang)運行結(jie)束(shu)後顯(xian)示器上顯示的(de)機械坐标(biao)值爲(X軸)“-1025.243”，記(ji)錄(lu)下該數(shu)值。然後在手動方式(shi)下(xia)，将(jiang)機床(chuang)點動到其他任意位置(zhi)，再(zai)次在(zai)手動輸入(ru)數據(ju)方式(shi)操作下運(yun)行剛才的(de)程序(xu)段，待(dai)機床停止(zhi)後，發現(xian)此(ci)時機(ji)床坐(zuo)标數值顯(xian)示爲“-1024.891”，同(tong)上(shang)一次(ci)執行(hang)後的(de)數值(zhi)比較相(xiang)差(cha)了0.352mm.按(an)照同(tong)樣的(de)方法(fa)，将X軸(zhou)點(dian)動(dong)移動(dong)到不同的(de)位置(zhi)，反複執(zhi)行(hang)該程(cheng)序段(duan)，而(er)顯示器(qi)上顯示(shi)的數值(zhi)都有(you)所不(bu)同(不(bu)穩定(ding))。金屬(shu)數控(kong)車床加工微信(xin)，内容不錯(cuo)，值得關注。用百(bai)分表(biao)對X軸進行(hang)仔細(xi)檢查(cha)，發現機械(xie)位置實際(ji)誤差同數字(zi)顯示出(chu)來的(de)誤(wu)差基本一緻(zhi)，從而認爲(wei)故障原(yuan)因爲X軸(zhou)重複(fu)定(ding)位誤差(cha)過大。對(dui)X軸(zhou)的反向間隙(xi)及定位(wei)精度進行(hang)檢查(cha)，重新(xin)補(bu)償其誤(wu)差值，結(jie)果(guo)起不(bu)到任何(he)作(zuo)用。因(yin)此懷疑光(guang)栅尺(chi)及系(xi)統(tong)參數等(deng)有問(wen)題(ti)。但爲什(shi)麽産(chan)生(sheng)如此大(da)的誤差，卻(que)又未(wei)出現(xian)相(xiang)應的報(bao)警信息(xi)進一步(bu)檢查(cha)發(fa)現，此軸(zhou)爲垂直方向的軸，當(dang)X軸(zhou)松開時(shi)主軸箱向(xiang)下掉，造成了誤差。

　　故(gu)障處理：對機床(chuang)的PLC邏輯(ji)控(kong)制程(cheng)序做了修(xiu)改，即(ji)在X軸(zhou)松開時，先(xian)把X軸(zhou)使能加載(zai)，再把X軸松開;而(er)在X軸(zhou)夾(jia)緊(jin)時，先把X軸(zhou)夾緊(jin)後，再(zai)把使(shi)能去(qu)掉。調(diao)整後(hou)機(ji)床(chuang)故障(zhang)得以解決(jue)。

　　3.機床(chuang)位置(zhi)問題(ti)導緻(zhi)數控(kong)車(che)床加工(gong)精度異(yi)常

　　故障(zhang)現象：一台(tai)杭州産的立式(shi)數控(kong)銑床(chuang)，配備(bei)北京KND-10M系統。在點動或(huo)數控車床(chuang)加工(gong)過程(cheng)中，發現Z軸(zhou)異常。

　　故障(zhang)診斷(duan)：檢查(cha)發現(xian)，Z軸上(shang)下移(yi)動(dong)不(bu)均勻且有噪(zao)聲，且存(cun)在一(yi)定(ding)間隙。電機啓(qi)動時，在點(dian)動方(fang)式(shi)下(xia)Z軸向(xiang)上運動存在不(bu)穩定(ding)的噪(zao)聲及(ji)受力(li)不(bu)均勻，且(qie)感覺電機抖動比較厲害;而向(xiang)下運動時(shi)，就沒(mei)有抖(dou)動得這麽(me)明顯;停(ting)止(zhi)時不抖動，在數控車(che)床加工過程中(zhong)表現(xian)得比(bi)較明(ming)顯。分析(xi)認爲，故障原(yuan)因有三點(dian)：一是(shi)絲杠(gang)反向間隙很大(da);二是(shi)Z軸電機工(gong)作異(yi)常;三(san)是皮(pi)帶輪(lun)受損(sun)至(zhi)受力不(bu)均。但(dan)有一個問(wen)題要(yao)注(zhu)意(yi)的是，停止(zhi)時(shi)不抖動(dong)，上下運動不均(jun)勻，所(suo)以電(dian)機工(gong)作異常(chang)這個問(wen)題可以(yi)排(pai)除。金(jin)屬數控車(che)床加(jia)工微(wei)信，内容不(bu)錯，值得關(guan)注。因(yin)此先(xian)對機械部(bu)分診斷，在診斷(duan)測試過(guo)程中沒(mei)有發現異常，在(zai)公差之内。利用(yong)排除(chu)法(fa)則(ze)，餘下的隻(zhi)有皮帶問(wen)題了，在檢(jian)測皮(pi)帶時(shi)，發(fa)覺(jiao)這條(tiao)皮帶剛換(huan)不久(jiu)，但在細(xi)心(xin)檢測(ce)皮帶(dai)時，發(fa)現皮(pi)帶内側(ce)出現不(bu)同程(cheng)度的(de)受損(sun)，很明(ming)顯是受力(li)不均所(suo)至(zhi)，是什(shi)麽原(yuan)因(yin)造成的(de)呢在診(zhen)斷(duan)中發現電(dian)機放置有(you)問題(ti)，即裝(zhuang)夾的(de)角度(du)位置不對(dui)稱造成(cheng)受(shou)力不(bu)均。

　　故(gu)障(zhang)處理：隻(zhi)要将電機(ji)重裝，對準(zhun)角度(du)，測量(liang)好距離(電機與Z軸的(de)軸承)，皮帶(dai)兩邊(bian)(長度(du))要均(jun)勻。這(zhe)樣(yang)，Z軸上下(xia)移動不均(jun)勻且有噪(zao)聲(sheng)及抖動(dong)現象(xiang)就(jiu)消(xiao)除了(le)，Z軸數(shu)控(kong)車床加(jia)工恢複正常。

　　4.系(xi)統參(can)數未(wei)優化(hua)，電機運行(hang)異常

　　導緻數(shu)控車床(chuang)加工精度(du)異常(chang)系統參數主要(yao)包括機床(chuang)進給單位(wei)，零點(dian)偏置(zhi)，反向間(jian)隙(xi)等。例如Frank數(shu)控系統，其(qi)進給單位(wei)有公(gong)制和(he)英制兩種(zhong)。在機(ji)床修(xiu)理過(guo)程中(zhong)對于局部(bu)處理，常(chang)常影響到零(ling)點(dian)偏置和(he)間隙的變(bian)化，故(gu)障處(chu)理(li)完(wan)畢後(hou)應作适時(shi)的調整和(he)修(xiu)改;另一(yi)方面，由(you)于(yu)機械磨損嚴重或連(lian)接位(wei)松(song)動(dong)也可(ke)能造(zao)成(cheng)參(can)數實(shi)測值(zhi)的變(bian)化，需(xu)要對(dui)參數做相(xiang)應的(de)修改(gai)才能(neng)滿足機(ji)床(chuang)數控(kong)車床加工(gong)精度(du)的要(yao)求(qiu)。

　　故障現(xian)象：一台杭州産(chan)的立(li)式數控銑(xi)床，配(pei)備(bei)北京KND-10M系(xi)統。在數控車床(chuang)加工過程(cheng)中，發(fa)現X軸精度異常(chang)。

　　故障診斷：檢查發現X軸存在一(yi)定間隙，且(qie)電機啓動(dong)時存在不(bu)穩定的現(xian)象。用(yong)手觸摸X軸(zhou)電機(ji)時感覺電機拉動比(bi)較(jiao)厲害，停(ting)止時拉(la)動(dong)不明顯，尤其是(shi)點動(dong)方式下(xia)比較明(ming)顯。分(fen)析認(ren)爲，故(gu)障原因有(you)兩點(dian)：一是(shi)絲(si)杠(gang)反間(jian)隙很(hen)大;二是X軸(zhou)電機工作異常(chang)。

　　故障處理(li)：利用(yong)KND-10M系統(tong)的參數功(gong)能，對電機進行(hang)調試。首先(xian)對存(cun)在的間隙(xi)進行(hang)補償(chang)，再調整伺(si)服系統參(can)數及脈沖(chong)抑(yi)制功能(neng)參數(shu)，X軸(zhou)電機的(de)抖動(dong)消除(chu)，機床(chuang)數控(kong)車床加工精度恢(hui)複正常(chang)。