數(shù)控機(jī)床加工精度異常故障的處理

1、數(shù)控機(jī)床加工精度異常故障的處理 系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動、機(jī)械故障、機(jī)床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行異常、機(jī)床位置環(huán)異?；蛘莆找?guī)律不妥，是生產(chǎn)中數(shù)控機(jī)床加工精度異常故障的常見原因，找出相關(guān)故障點(diǎn)并進(jìn)行處理，機(jī)床均可恢復(fù)正常。 生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機(jī)床加工精度異常的故障。此類故障隱藏性強(qiáng)、診斷難度大。導(dǎo)致此類故障的原因主要有五個方面: （1）機(jī)床進(jìn)給單位被改動或變化。 （2）機(jī)床各軸的零點(diǎn)偏置(null offset)異常。 （3）軸向的反向間隙(backlash)異常。 （4）電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異常，即電氣及掌握部分故障。 （5）機(jī)械故障，如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因

2、素，也可能導(dǎo)致加工精度異常。 1.系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動 系統(tǒng)參數(shù)主要包括機(jī)床進(jìn)給單位、零點(diǎn)偏置、反向間隙等等。例如siemens、fanuc數(shù)控系統(tǒng)，其進(jìn)給單位有公制和英制兩種。機(jī)床修理過程中某些處理，常常影響到零點(diǎn)偏置和間隙的變化，故障處理完畢應(yīng)作適時地調(diào)整和修改；另一方面，由于機(jī)械磨損嚴(yán)重或連結(jié)松動也可能造成參數(shù)實測值的變化，需對參數(shù)做相應(yīng)的修改才能滿意機(jī)床加工精度的要求。 2.機(jī)械故障導(dǎo)致的加工精度異常 一臺thm6350臥式加工中心，采用fanuc 0i-ma數(shù)控系統(tǒng)。一次在銑削汽輪機(jī)葉片的過程中，突然發(fā)覺z軸進(jìn)給異常，造成至少1mm的切削誤差量(z向過切)。調(diào)查中了解到：故障是突然

3、發(fā)生的。機(jī)床在點(diǎn)動、mdi操作方式下各軸運(yùn)行正常，且回參考點(diǎn)正常；無任何報警提示，電氣掌握部分硬故障的可能性排解。分析認(rèn)為，主要應(yīng)對以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。 （1）檢查機(jī)床精度異常時正運(yùn)行的加工程序段，特殊是刀具長度補(bǔ)償、加工坐標(biāo)系(g54g59)的校對及計算。 （2）在點(diǎn)動方式下，反復(fù)運(yùn)動z軸，經(jīng)過視、觸、聽對其運(yùn)動狀態(tài)診斷，發(fā)覺z向運(yùn)動聲音異常，特殊是快速點(diǎn)動，噪聲更加明顯。由此推斷，機(jī)械方面可能存在隱患。 （3）檢查機(jī)床z軸精度。用手脈發(fā)生器移動z軸，（將手脈倍率定為1×100的擋位，即每變化一步，電機(jī)進(jìn)給0.1mm），協(xié)作百分表觀看z軸的運(yùn)動狀況。在單向運(yùn)動精度保持正常后作為

4、起始點(diǎn)的正向運(yùn)動，手脈每變化一步，機(jī)床z軸運(yùn)動的實際距離d=d1=d2=d3=0.1mm，說明電機(jī)運(yùn)行良好，定位精度良好。而返回機(jī)床實際運(yùn)動位移的變化上，可以分為四個階段： 機(jī)床運(yùn)動距離d1d=0.1mm(斜率大于1); 表現(xiàn)出為d=0.1mmd2d3(斜率小于1)； 機(jī)床機(jī)構(gòu)實際未移動，表現(xiàn)出最標(biāo)準(zhǔn)的反向間隙； 機(jī)床運(yùn)動距離與手脈給定值相等(斜率等于1)，恢復(fù)到機(jī)床的正常運(yùn)動。 無論怎樣對反向間隙(參數(shù)1851)進(jìn)行補(bǔ)償，其表現(xiàn)出的特征是：除第階段能夠補(bǔ)償外，其他各段變化仍舊存在，特殊是第階段嚴(yán)重影響到機(jī)床的加工精度。補(bǔ)償中發(fā)覺，間隙補(bǔ)償越大，第段的移動距離也越大。 分析上述檢查認(rèn)為存在幾點(diǎn)

5、可能原因：一是電機(jī)有異常；二是機(jī)械方面有故障；三是存在一定的間隙。為了進(jìn)一步診斷故障，將電機(jī)和絲杠完全脫開，分別對電機(jī)和機(jī)械部分進(jìn)行檢查。電機(jī)運(yùn)行正常；在對機(jī)械部分診斷中發(fā)覺，用手盤動絲杠時，返回運(yùn)動初始有特別明顯的空缺感。而正常狀況下，應(yīng)能感覺到軸承有序而平滑的移動。經(jīng)拆檢發(fā)覺其軸承確已受損，且有一顆滾珠脫落。更換后機(jī)床恢復(fù)正常。 3.機(jī)床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行異常 一臺數(shù)控立式銑床，配置fanuc 0-mj數(shù)控系統(tǒng)。在加工過程中，發(fā)覺x軸精度異常。檢查發(fā)覺x軸存在一定間隙，且電機(jī)啟動時存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。用手觸摸x軸電機(jī)時感覺電機(jī)抖動比較嚴(yán)重，啟停時不太明顯，jog方式下較明顯。 分析認(rèn)為，故

6、障原因有兩點(diǎn)，一是機(jī)械反向間隙較大；二是x軸電機(jī)工作異常。利用fanuc系統(tǒng)的參數(shù)功能，對電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。首先對存在的間隙進(jìn)行了補(bǔ)償；調(diào)整伺服增益參數(shù)及n脈沖抑制功能參數(shù)，x軸電機(jī)的抖動消退，機(jī)床加工精度恢復(fù)正常。 4.機(jī)床位置環(huán)異?；蛘莆找?guī)律不妥 一臺th61140鏜銑床加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為fanuc 18i，全閉環(huán)掌握方式。加工過程中，發(fā)覺該機(jī)床y軸精度異常，精度誤差最小在0.006mm左右，最大誤差可達(dá)到1.400mm。檢查中，機(jī)床已經(jīng)根據(jù)要求設(shè)置了g54工件坐標(biāo)系。在mdi方式下，以g54坐標(biāo)系運(yùn)行一段程序即“g90 g54 y80 f100；m30；”，待機(jī)床運(yùn)行結(jié)束后顯示器上顯示的機(jī)

7、械坐標(biāo)值為“-1046.605”，記錄下該值。然后在手動方式下，將機(jī)床y軸點(diǎn)動到其他任意位置，再次在mdi方式下執(zhí)行上面的語句，待機(jī)床停止后，發(fā)覺此時機(jī)床機(jī)械坐標(biāo)數(shù)顯值為“-1046.992”，同第一次執(zhí)行后的數(shù)顯示值相比相差了0.387mm。根據(jù)同樣的方法，將y軸點(diǎn)動到不同的位置，反復(fù)執(zhí)行該語句，數(shù)顯的示值不定。用百分表對y軸進(jìn)行檢測，發(fā)覺機(jī)械位置實際誤差同數(shù)顯顯示出的誤差基本全都，從而認(rèn)為故障原因為y軸重復(fù)定位誤差過大。對y軸的反向間隙及定位精度進(jìn)行認(rèn)真檢查，重新作補(bǔ)償，均無效果。因此懷疑光柵尺及系統(tǒng)參數(shù)等有問題，但為什么產(chǎn)生如此大的誤差，卻未出現(xiàn)相應(yīng)的報警信息呢？進(jìn)一步檢查發(fā)覺，該軸為垂