2025/12/01 10:32:54 人氣(qi)（4310）
數控機床(chuáng)加工 精度(du)異常的原(yuán)因及解決(jue)方法
造成加工(gōng)精度異常(cháng)故障的原(yuan)因隐蔽性(xìng)強，診斷難(nan)度比較大(da)。筆者根據(ju)多年實踐(jiàn)經驗，歸納(nà)出五個主(zhǔ)要原因：機(ji)床進給單(dan)位被改動(dòng)或變化;機(jī)床各個軸(zhou)的零點偏(pian)置異常;軸(zhou)向的反向(xiàng)間隙異常(chang);電機運行(háng)狀态異常(chang)，即電氣及(jí)控制部分(fen)異常;機械(xiè)故障，如絲(si)杠，軸承，軸(zhou)聯器等部(bu)件。另外加(jia)工程序的(de)編制，刀具(ju)的選擇及(ji)人爲因素(su)，也可能導(dao)緻加工精(jing)度異常。金(jīn)屬加工微(wei)信，内容不(bú)錯，值得關(guan)注。
二、數控(kong)機床故障(zhang)診斷原則(ze)
2.先機械後(hòu)電氣一般(bān)來說，機械(xiè)故障較易(yi)發覺，而數(shù)控系統故(gu)障的診斷(duàn)則難度較(jiào)大些。在故(gu)障檢修之(zhī)前，首先注(zhù)意排除機(jī)械性的故(gù)障，往往可(ke)達到事半(ban)功倍的效(xiao)果。
3.先靜後(hòu)動先在機(ji)床斷電的(de)靜止狀态(tài)下，通過了(le)解，觀察，測(ce)試，分析，确(que)認爲非破(pò)壞性故障(zhàng)後，方可給(gěi)機床通電(diàn);在運行工(gōng)況下，進行(háng)動态的觀(guan)察，檢驗和(hé)測試，查找(zhǎo)故障。
而對(dui)破壞性故(gù)障，必須先(xiān)排除危險(xiǎn)後，方可通(tong)電。
4.先簡單(dan)後複雜當(dāng)出現多種(zhǒng)故障互相(xiàng)交織掩蓋(gai)，一時無從(cóng)下手時，應(ying)先解決容(róng)易的問題(ti)，後解決難(nan)度較大的(de)問題。往往(wang)簡單問題(tí)解決後，難(nán)度大的問(wèn)題也可能(neng)變得容易(yi)。
三、數(shù)控機床故(gù)障診斷方(fang)法
1.直觀法(fǎ)(望聞問切(qiē))問-機床的(de)故障現象(xiàng)，加工狀況(kuàng)等;看-CRT報警(jǐng)信息，報警(jing)指示燈，電(diàn)容器等元(yuán)件變形煙(yan)熏燒焦，保(bǎo)護器脫扣(kou)等;聽-異常(chang)聲響;聞-電(diàn)氣元件焦(jiāo)糊味及其(qi)它異味;摸(mō)-發熱，振動(dòng)，接觸不良(liang)等。金屬加(jia)工微信，内(nèi)容不錯，值(zhí)得關注。
2.參(cān)數檢查法(fǎ)參數通常(chang)是存放在(zài)RAM中，有時電(diàn)池電壓不(bu)足，系統長(zhang)期不通電(dian)或外部幹(gan)擾都會使(shǐ)參數丢失(shī)或混亂，應(ying)根據故障(zhang)特征，檢查(chá)和校對有(you)關參數。
3.隔(ge)離法一些(xiē)故障，難以(yi)區分是數(shu)控部分，還(hái)是伺服系(xì)統或機械(xie)部分造成(chéng)的，常采用(yong)隔離法。
4.同(tong)類對調法(fa)用同功能(neng)的備用闆(pǎn)替換被懷(huai)疑有故障(zhang)的模闆，或(huò)将功能相(xiang)同的模闆(pǎn)或單元相(xiàng)互交換。
5.功(gong)能程序測(ce)試法将G，M，S，T，功(gong)能的全部(bu)指令編寫(xiě)一些小程(chéng)序，在診斷(duan)故障時運(yun)行這些程(chéng)序，即可判(pàn)斷功能的(de)缺失。
四、加(jia)工精度異(yi)常故障診(zhen)斷和處理(lǐ)實例
1.機械(xie)故障導緻(zhì)加工精度(dù)異常故障(zhàng)現象：一台(tái)SV-1000立式加工(gong)中心，采用(yòng)Frank系統。在加(jiā)工連杆模(mo)具過程中(zhōng)，忽然發現(xian)Z軸進給異(yi)常，造成至(zhi)少1mm的切削(xue)誤差量(Z方(fāng)向過切)。
故(gu)障診斷：調(diao)查中了解(jiě)到，故障是(shì)忽然發生(sheng)的。機床在(zài)點動，在手(shǒu)動輸入數(shu)據方式操(cao)作下各個(ge)軸運行正(zheng)常，且回參(can)考點正常(cháng)，無任何報(bào)警提示，電(dian)氣控制部(bù)分硬故障(zhang)的可能性(xìng)排除。應主(zhǔ)要對以下(xia)幾個方面(miàn)逐一進行(hang)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(cháng)時正在運(yùn)行的加工(gōng)程序段，特(te)别是刀具(ju)長度補償(cháng)，加工坐标(biāo)系(G54-G59)的校對(duì)和計算。
在(zài)點動方式(shì)下，反複運(yùn)動Z軸，經過(guo)視，觸，聽，對(duì)其運動狀(zhuàng)态診斷，發(fā)現Z向運動(dòng)噪音異常(chang)，特别是快(kuài)速點動，噪(zào)音更加明(míng)顯。由此判(pan)斷，機械方(fāng)面可能存(cun)在隐患。
分析(xi)上述檢查(cha)認爲存在(zai)幾點可能(neng)原因：一是(shi)電機有異(yi)常，二是機(jī)械方面有(yǒu)故障，三是(shì)絲杠存在(zài)間隙。爲了(le)進一步診(zhen)斷故障，将(jiang)電機和絲(sī)杠完全脫(tuo)開，分别對(duì)電機和機(jī)械部分進(jìn)行檢查。檢(jian)查結果是(shi)電機運行(háng)正常;在對(duì)機械部分(fen)診斷中發(fa)現，用手盤(pan)動絲杠時(shí)，返回運動(dòng)初始有很(hěn)大的空缺(que)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(gù)障處理：經(jīng)過拆卸檢(jian)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(yi)台上海機(jī)床廠家生(sheng)産的加工(gōng)中心，系統(tong)是Frank.加工過(guo)程中，發現(xiàn)該機床X軸(zhou)精度異常(chang)，精度誤差(chà)小爲0.008mm，大爲(wèi)1.2mm.故障診斷(duàn)：檢查中，機(jī)床已經按(àn)照要求設(shè)置了G54工件(jian)坐标系。在(zai)手動輸入(rù)數據方式(shi)操作下，以(yi)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(shì)器上顯示(shì)的機械坐(zuo)标值爲(X軸(zhóu))“-1025.243”，記錄下該(gāi)數值。然後(hòu)在手動方(fāng)式下，将機(ji)床點動到(dào)其他任意(yi)位置，再次(cì)在手動輸(shu)入數據方(fang)式操作下(xià)運行剛才(cai)的程序段(duan)，待機床停(ting)止後，發現(xian)此時機床(chuáng)坐标數值(zhi)顯示爲“-1024.891”，同(tóng)上一次執(zhi)行後的數(shu)值比較相(xiàng)差了0.352mm.按照(zhao)同樣的方(fang)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(xù)段，而顯示(shi)器上顯示(shi)的數值都(dōu)有所不同(tóng)(不穩定)。金(jin)屬加工微(wēi)信，内容不(bú)錯，值得關(guān)注。用百分(fen)表對X軸進(jin)行仔細檢(jiǎn)查，發現機(ji)械位置實(shi)際誤差同(tóng)數字顯示(shì)出來的誤(wù)差基本一(yī)緻，從而認(rèn)爲故障原(yuan)因爲X軸重(zhong)複定位誤(wu)差過大。對(dui)X軸的反向(xiang)間隙及定(ding)位精度進(jin)行檢查，重(zhong)新補償其(qi)誤差值，結(jié)果起不到(dao)任何作用(yong)。因此懷疑(yí)光栅尺及(ji)系統參數(shù)等有問題(tí)。但爲什麽(me)産生如此(ci)大的誤差(cha)，卻又未出(chu)現相應的(de)報警信息(xī)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(cha)。
故障處理(lǐ)：對機床的(de)PLC邏輯控制(zhi)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(zài)把X軸松開(kai);而在X軸夾(jia)緊時，先把(bǎ)X軸夾緊後(hòu)，再把使能(neng)去掉。調整(zhěng)後機床故(gu)障得以解(jie)決。
3.機床位(wèi)置問題導(dǎo)緻加工精(jing)度異常
故(gu)障現象：一(yi)台杭州産(chǎn)的立式數(shu)控銑床，配(pèi)備北京KND-10M系(xi)統。在點動(dòng)或加工過(guo)程中，發現(xian)Z軸異常。
故(gù)障診斷：檢(jian)查發現，Z軸(zhóu)上下移動(dong)不均勻且(qiě)有噪聲，且(qie)存在一定(ding)間隙。電機(jī)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(shou)力不均勻(yún)，且感覺電(diàn)機抖動比(bǐ)較厲害;而(er)向下運動(dong)時，就沒有(you)抖動得這(zhe)麽明顯;停(tíng)止時不抖(dou)動，在加工(gong)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(si)杠反向間(jian)隙很大;二(èr)是Z軸電機(ji)工作異常(chang);三是皮帶(dai)輪受損至(zhi)受力不均(jun)。但有一個(ge)問題要注(zhu)意的是，停(ting)止時不抖(dou)動，上下運(yun)動不均勻(yun)，所以電機(jī)工作異常(cháng)這個問題(ti)可以排除(chu)。金屬加工(gōng)微信，内容(róng)不錯，值得(de)關注。因此(ci)先對機械(xie)部分診斷(duàn)，在診斷測(ce)試過程中(zhōng)沒有發現(xian)異常，在公(gong)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(gāng)換不久，但(dàn)在細心檢(jian)測皮帶時(shí)，發現皮帶(dai)内側出現(xiàn)不同程度(dù)的受損，很(hěn)明顯是受(shou)力不均所(suǒ)至，是什麽(me)原因造成(cheng)的呢在診(zhen)斷中發現(xiàn)電機放置(zhi)有問題，即(jí)裝夾的角(jiǎo)度位置不(bu)對稱造成(chéng)受力不均(jun1)。
4.系統(tǒng)參數未優(yōu)化，電機運(yun)行異常
導(dǎo)緻加工精(jing)度異常系(xì)統參數主(zhǔ)要包括機(jī)床進給單(dān)位，零點偏(pian)置，反向間(jian)隙等。例如(ru)Frank數控系統(tong)，其進給單(dān)位有公制(zhi)和英制兩(liǎng)種。在機床(chuang)修理過程(cheng)中對于局(jú)部處理，常(chang)常影響到(dào)零點偏置(zhi)和間隙的(de)變化，故障(zhang)處理完畢(bi)後應作适(shì)時的調整(zhěng)和修改;另(lìng)一方面，由(you)于機械磨(mo)損嚴重或(huo)連接位松(song)動也可能(neng)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(jia)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(bèi)北京KND-10M系統(tong)。在加工過(guò)程中，發現(xian)X軸精度異(yì)常。
故障診(zhěn)斷：檢查發(fa)現X軸存在(zai)一定間隙(xì)，且電機啓(qi)動時存在(zài)不穩定的(de)現象。用手(shǒu)觸摸X軸電(diàn)機時感覺(jiao)電機拉動(dòng)比較厲害(hài)，停止時拉(lā)動不明顯(xiǎn)，尤其是點(diǎn)動方式下(xià)比較明顯(xiǎn)。分析認爲(wei)，故障原因(yīn)有兩點：一(yī)是絲杠反(fǎn)間隙很大(dà);二是X軸電(diàn)機工作異(yi)常。
故障處(chu)理：利用KND-10M系(xi)統的參數(shu)功能，對電(diàn)機進行調(diào)試。首先對(duì)存在的間(jiān)隙進行補(bu)償，再調整(zhěng)伺服系統(tong)參數及脈(mò)沖抑制功(gōng)能參數，X軸(zhóu)電機的抖(dou)動消除，機(ji)床加工精(jīng)度恢複正(zheng)常。
通過對(duì)數控機床(chuang)加工精度(dù)異常故障(zhàng)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(tí)及解決方(fang)法加以歸(gui)納，充實了(le)教學内容(rong)并滲透到(dao)生産實踐(jiàn)中，不但讓(ràng)學生掌握(wò)了解決問(wèn)題的方法(fa)，更重要的(de)是培養了(le)學生實際(ji)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(shi)學生成爲(wèi)适應市場(chang)需求的實(shi)用型人才(cai)。
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