一(yi)、造成數(shù)控車床(chuáng)加工精(jing)度異常(chang)故障的(de)原因
造(zao)成數控(kong)車床加(jiā)工精度(dù)異常故(gu)障的原(yuan)因隐蔽(bì)性強，診(zhěn)斷難度(dù)比較大(da)，歸納出(chu)五個主(zhǔ)要原因(yīn)：機床進(jin)給單位(wei)被改動(dòng)或變化(huà);機床各(ge)個軸的(de)零點偏(pian)置異常(cháng);軸向的(de)反向間(jian)隙異常(chang);電機運(yun)行狀态(tài)異常，即(ji)電氣及(jí)控制部(bù)分異常(cháng);機械故(gù)障，如絲(sī)杠，軸承(cheng)，軸聯器(qì)等部件(jiàn)。另外數(shù)控車床(chuáng)加工程(chéng)序的編(biān)制，刀具(ju)的選擇(ze)及人爲(wei)因素，也(ye)可能導(dǎo)緻數控(kòng)車床加(jia)工精度(dù)異常。
二(èr)、數控機(jī)床故障(zhàng)診斷原(yuan)則
1.先外(wai)部後内(nei)部數控(kong)機床是(shi)集機械(xie)，液壓，電(dian)氣爲一(yī)體的機(jī)床，故其(qi)故障的(de)發生也(ye)會由這(zhè)三者綜(zōng)合反映(ying)出來。維(wéi)修人員(yuán)應先由(you)外向内(nèi)逐一進(jìn)行排查(chá)，盡量避(bì)免随意(yi)地啓封(feng)，拆卸，否(fou)則會擴(kuò)大故障(zhang)，使機床(chuáng)喪失精(jing)度，降低(di)性能。
2.先(xiān)機械後(hòu)電氣一(yī)般來說(shuō)，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(dù)較大些(xiē)。在故障(zhàng)檢修之(zhī)前，首先(xiān)注意排(pái)除機械(xiè)性的故(gù)障，往往(wang)可達到(dao)事半功(gōng)倍的效(xiào)果。
3.先靜(jìng)後動先(xiān)在機床(chuáng)斷電的(de)靜止狀(zhuang)态下，通(tōng)過了解(jiě)，觀察，測(cè)試，分析(xī)，确認爲(wèi)非破壞(huai)性故障(zhàng)後，方可(kě)給機床(chuáng)通電;在(zai)運行工(gong)況下，進(jin)行動态(tài)的觀察(chá)，檢驗和(hé)測試，查(chá)找故障(zhàng)。金屬數(shu)控車床(chuáng)加工微(wei)信，内容(róng)不錯，值(zhí)得關注(zhu)。
而對破(pò)壞性故(gù)障，必須(xu)先排除(chú)危險後(hou)，方可通(tōng)電。
1.直觀(guan)法：(望聞(wén)問切)問(wen)-機床的(de)故障現(xiàn)象，數控(kong)車床加(jia)工狀況(kuang)等;看-CRT報(bào)警信息(xī)，報警指(zhǐ)示燈，電(diàn)容器等(deng)元件變(biàn)形煙熏(xūn)燒焦，保(bao)護器脫(tuo)扣等;聽(ting)-異常聲(sheng)響;聞-電(diàn)氣元件(jian)焦糊味(wei)及其它(tā)異味;摸(mō)-發熱，振(zhen)動，接觸(chù)不良等(deng)。金屬數(shu)控車床(chuáng)加工微(wei)信，内容(róng)不錯，值(zhi)得關注(zhù)。
2.參數檢(jian)查法：參(cān)數通常(cháng)是存放(fang)在RAM中，有(you)時電池(chi)電壓不(bu)足，系統(tǒng)長期不(bú)通電或(huò)外部幹(gàn)擾都會(hui)使參數(shu)丢失或(huò)混亂，應(yīng)根據故(gu)障特征(zhēng)，檢查和(he)校對有(you)關參數(shu)。
3.隔離法(fǎ)：一些故(gù)障，難以(yi)區分是(shi)數控部(bù)分，還是(shi)伺服系(xì)統或機(jī)械部分(fen)造成的(de)，常采用(yong)隔離法(fǎ)。
4.同類對(dui)調法用(yòng)同功能(néng)的備用(yong)闆替換(huàn)被懷疑(yi)有故障(zhàng)的模闆(pan)，或将功(gong)能相同(tong)的模闆(pan)或單元(yuan)相互交(jiāo)換。
5.功能(neng)程序測(ce)試法将(jiāng)G，M，S，T，功能的(de)全部指(zhi)令編寫(xiě)一些小(xiǎo)程序，在(zài)診斷故(gu)障時運(yun)行這些(xie)程序，即(jí)可判斷(duan)功能的(de)缺失。
四(si)、數控車(che)床加工(gōng)精度異(yì)常故障(zhang)診斷和(hé)處理實(shí)例
1.機械(xie)故障導(dao)緻數控(kòng)車床加(jia)工精度(dù)異常故(gù)障現象(xiang)：一台SV-1000立(li)式數控(kong)車床加(jiā)工中心(xīn)，采用Frank系(xi)統。在數(shu)控車床(chuang)加工連(lián)杆模具(ju)過程中(zhōng)，忽然發(fā)現Z軸進(jìn)給異常(cháng)，造成至(zhi)少1mm的切(qie)削誤差(chà)量(Z方向(xiàng)過切)。
故(gu)障診斷(duan)：調查中(zhong)了解到(dao)，故障是(shì)忽然發(fa)生的。機(ji)床在點(dian)動，在手(shou)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(kǎo)點正常(cháng)，無任何(he)報警提(ti)示，電氣(qi)控制部(bu)分硬故(gu)障的可(ke)能性排(pai)除。應主(zhǔ)要對以(yi)下幾個(gè)方面逐(zhú)一進行(hang)檢查。金(jīn)屬數控(kòng)車床加(jia)工微信(xìn)，内容不(bú)錯，值得(de)關注。
檢(jiǎn)查機床(chuáng)精度異(yì)常時正(zheng)在運行(háng)的數控(kòng)車床加(jia)工程序(xù)段，特别(bié)是刀具(ju)長度補(bu)償，數控(kòng)車床加(jiā)工坐标(biāo)系(G54-G59)的校(xiao)對和計(ji)算。
在點(diǎn)動方式(shì)下，反複(fu)運動Z軸(zhou)，經過視(shi)，觸，聽，對(dui)其運動(dong)狀态診(zhěn)斷，發現(xian)Z向運動(dòng)噪音異(yi)常，特别(bié)是快速(sù)點動，噪(zào)音更加(jiā)明顯。由(yóu)此判斷(duan)，機械方(fang)面可能(néng)存在隐(yǐn)患。
檢查(cha)機床Z軸(zhóu)精度。用(yòng)手搖脈(mo)沖發生(sheng)器移動(dòng)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(pei)合百分(fen)表觀察(chá)Z軸的運(yun)動情況(kuang)。在單向(xiàng)運動保(bao)持正常(cháng)後作爲(wei)起始點(dian)的正向(xiang)運動，脈(mò)沖器每(mei)變化一(yi)步，機床(chuang)Z軸運動(dong)的實際(jì)距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說(shuo)明電機(ji)運行良(liáng)好，定位(wèi)精度也(ye)良好。而(ér)返回機(jī)床實際(ji)運動位(wèi)移的變(bian)化上，可(kě)以分爲(wei)四個階(jie)段：(1)機床(chuáng)運動距(jù)離d1>d=0.1mm(斜率(lü)大于1);(2)表(biǎo)現出爲(wèi)d1=0.1mm>d2>d3(斜率小(xiao)于1);(3)機床(chuang)機構實(shi)際沒移(yí)動，表現(xiàn)出标準(zhun)的反向(xiàng)間隙;(4)機(ji)床運動(dòng)距離與(yu)脈沖器(qì)經定數(shu)值相等(děng)(斜率等(deng)于1)，恢複(fu)到機床(chuáng)的正常(chang)運動。無(wú)論怎樣(yang)對反向(xiàng)間隙進(jìn)行補償(chang)，其表現(xian)出的特(tè)征是：除(chú)了(3)階段(duàn)補償外(wai)，其他各(gè)段變化(huà)依然存(cun)在，特别(bié)是(1)階段(duan)嚴重影(ying)響到機(ji)床的數(shu)控車床(chuáng)加工精(jing)度。補償(cháng)中發現(xiàn)，間隙補(bǔ)償越大(da)，(1)階段移(yi)動的距(jù)離也越(yuè)大。金屬(shu)數控車(chē)床加工(gong)微信，内(nèi)容不錯(cuo)，值得關(guān)注。
故障處(chu)理：經過(guò)拆卸檢(jian)查發現(xiàn)該軸承(cheng)确實受(shou)損，且有(you)滾珠脫(tuo)落。更換(huan)後機床(chuang)恢複正(zhèng)常。
故障(zhàng)現象：一(yī)台上海(hǎi)機床廠(chang)家生産(chan)的數控(kòng)車床加(jiā)工中心(xin)，系統是(shì)Frank.數控車(chē)床加工(gong)過程中(zhong)，發現該(gai)機床X軸(zhou)精度異(yì)常，精度(dù)誤差小(xiao)爲0.008mm，大爲(wei)1.2mm.故障診(zhěn)斷：檢查(chá)中，機床(chuáng)已經按(àn)照要求(qiu)設置了(le)G54工件坐(zuo)标系。在(zai)手動輸(shu)入數據(jù)方式操(cāo)作下，以(yi)G54坐标系(xi)運行一(yi)段程序(xù)即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機(jī)床運行(háng)結束後(hòu)顯示器(qi)上顯示(shì)的機械(xie)坐标值(zhi)爲(X軸)“-1025.243”，記(ji)錄下該(gai)數值。然(ran)後在手(shǒu)動方式(shi)下，将機(jī)床點動(dong)到其他(tā)任意位(wèi)置，再次(ci)在手動(dong)輸入數(shu)據方式(shi)操作下(xià)運行剛(gāng)才的程(chéng)序段，待(dai)機床停(ting)止後，發(fā)現此時(shí)機床坐(zuò)标數值(zhi)顯示爲(wei)“-1024.891”，同上一(yī)次執行(hang)後的數(shu)值比較(jiao)相差了(le)0.352mm.按照同(tong)樣的方(fang)法，将X軸(zhou)點動移(yí)動到不(bú)同的位(wèi)置，反複(fu)執行該(gai)程序段(duan)，而顯示(shi)器上顯(xian)示的數(shu)值都有(yǒu)所不同(tong)(不穩定(ding))。金屬數(shù)控車床(chuang)加工微(wēi)信，内容(róng)不錯，值(zhi)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(zhi)實際誤(wù)差同數(shù)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(wei)X軸重複(fu)定位誤(wu)差過大(da)。對X軸的(de)反向間(jiān)隙及定(ding)位精度(dù)進行檢(jiǎn)查，重新(xin)補償其(qí)誤差值(zhi)，結果起(qǐ)不到任(rèn)何作用(yong)。因此懷(huai)疑光栅(shān)尺及系(xi)統參數(shu)等有問(wèn)題。但爲(wèi)什麽産(chǎn)生如此(ci)大的誤(wù)差，卻又(you)未出現(xiàn)相應的(de)報警信(xin)息進一(yi)步檢查(cha)發現，此(ci)軸爲垂(chui)直方向(xiàng)的軸，當(dāng)X軸松開(kāi)時主軸(zhóu)箱向下(xià)掉，造成(cheng)了誤差(cha)。
故障處(chù)理：對機(jī)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(shí)，先把X軸(zhou)使能加(jiā)載，再把(ba)X軸松開(kai);而在X軸(zhóu)夾緊時(shí)，先把X軸(zhóu)夾緊後(hòu)，再把使(shǐ)能去掉(diao)。調整後(hòu)機床故(gu)障得以(yǐ)解決。
3.機(jī)床位置(zhi)問題導(dǎo)緻數控(kong)車床加(jiā)工精度(dù)異常
故(gù)障現象(xiang)：一台杭(háng)州産的(de)立式數(shù)控銑床(chuang)，配備北(běi)京KND-10M系統(tǒng)。在點動(dòng)或數控(kòng)車床加(jia)工過程(chéng)中，發現(xiàn)Z軸異常(chang)。
故障診(zhen)斷：檢查(chá)發現，Z軸(zhou)上下移(yi)動不均(jun)勻且有(you)噪聲，且(qiě)存在一(yī)定間隙(xi)。電機啓(qǐ)動時，在(zai)點動方(fāng)式下Z軸(zhou)向上運(yun)動存在(zai)不穩定(dìng)的噪聲(sheng)及受力(lì)不均勻(yún)，且感覺(jiao)電機抖(dǒu)動比較(jiao)厲害;而(ér)向下運(yùn)動時，就(jiù)沒有抖(dou)動得這(zhe)麽明顯(xiǎn);停止時(shi)不抖動(dong)，在數控(kòng)車床加(jia)工過程(chéng)中表現(xiàn)得比較(jiào)明顯。分(fen)析認爲(wei)，故障原(yuán)因有三(san)點：一是(shi)絲杠反(fan)向間隙(xì)很大;二(er)是Z軸電(diàn)機工作(zuò)異常;三(san)是皮帶(dai)輪受損(sǔn)至受力(lì)不均。但(dan)有一個(ge)問題要(yào)注意的(de)是，停止(zhi)時不抖(dǒu)動，上下(xià)運動不(bú)均勻，所(suo)以電機(jī)工作異(yì)常這個(ge)問題可(kě)以排除(chu)。金屬數(shù)控車床(chuang)加工微(wēi)信，内容(róng)不錯，值(zhi)得關注(zhù)。因此先(xiān)對機械(xie)部分診(zhěn)斷，在診(zhen)斷測試(shì)過程中(zhong)沒有發(fā)現異常(chang)，在公差(cha)之内。利(lì)用排除(chú)法則，餘(yú)下的隻(zhi)有皮帶(dai)問題了(le)，在檢測(cè)皮帶時(shí)，發覺這(zhe)條皮帶(dài)剛換不(bu)久，但在(zai)細心檢(jian)測皮帶(dai)時，發現(xiàn)皮帶内(nei)側出現(xian)不同程(chéng)度的受(shòu)損，很明(ming)顯是受(shou)力不均(jun1)所至，是(shì)什麽原(yuan)因造成(chéng)的呢在(zài)診斷中(zhōng)發現電(dian)機放置(zhì)有問題(ti)，即裝夾(jiá)的角度(du)位置不(bu)對稱造(zao)成受力(li)不均。
故(gu)障處理(li)：隻要将(jiang)電機重(zhòng)裝，對準(zhǔn)角度，測(cè)量好距(ju)離(電機(jī)與Z軸的(de)軸承)，皮(pí)帶兩邊(biān)(長度)要(yao)均勻。這(zhe)樣，Z軸上(shang)下移動(dong)不均勻(yún)且有噪(zao)聲及抖(dou)動現象(xiàng)就消除(chu)了，Z軸數(shu)控車床(chuang)加工恢(huī)複正常(chang)。
4.系統參(cān)數未優(you)化，電機(jī)運行異(yì)常
導緻(zhi)數控車(che)床加工(gong)精度異(yi)常系統(tong)參數主(zhu)要包括(kuo)機床進(jin)給單位(wèi)，零點偏(pian)置，反向(xiàng)間隙等(děng)。例如Frank數(shu)控系統(tong)，其進給(gěi)單位有(yǒu)公制和(hé)英制兩(liang)種。在機(ji)床修理(li)過程中(zhong)對于局(ju)部處理(lǐ)，常常影(ying)響到零(líng)點偏置(zhi)和間隙(xì)的變化(hua)，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(ji)械磨損(sǔn)嚴重或(huò)連接位(wèi)松動也(ye)可能造(zao)成參數(shù)實測值(zhi)的變化(hua)，需要對(dui)參數做(zuò)相應的(de)修改才(cái)能滿足(zu)機床數(shù)控車床(chuang)加工精(jīng)度的要(yào)求。
故障(zhang)現象：一(yī)台杭州(zhou)産的立(lì)式數控(kong)銑床，配(pèi)備北京(jing)KND-10M系統。在(zài)數控車(chē)床加工(gong)過程中(zhong)，發現X軸(zhou)精度異(yi)常。
故障(zhàng)診斷：檢(jian)查發現(xian)X軸存在(zai)一定間(jiān)隙，且電(dian)機啓動(dong)時存在(zài)不穩定(ding)的現象(xiang)。用手觸(chù)摸X軸電(dian)機時感(gǎn)覺電機(jī)拉動比(bi)較厲害(hai)，停止時(shi)拉動不(bu)明顯，尤(you)其是點(dian)動方式(shi)下比較(jiao)明顯。分(fèn)析認爲(wei)，故障原(yuán)因有兩(liang)點：一是(shì)絲杠反(fǎn)間隙很(hen)大;二是(shì)X軸電機(jī)工作異(yi)常。
故障(zhang)處理：利(lì)用KND-10M系統(tǒng)的參數(shu)功能，對(duì)電機進(jin)行調試(shì)。首先對(duì)存在的(de)間隙進(jìn)行補償(chang)，再調整(zheng)伺服系(xi)統參數(shù)及脈沖(chong)抑制功(gong)能參數(shù)，X軸電機(ji)的抖動(dong)消除，機(ji)床數控(kong)車床加(jia)工精度(dù)恢複正(zhèng)常。
