是(shì)什麽導緻數(shu)控機床加工(gōng)精度異常
一、造成(cheng)數控車床加(jia)工精度異常(cháng)故障的原因(yin)
造成數控車(che)床加工精度(dù)異常故障的(de)原因隐蔽性(xing)強，診斷難度(du)比較大，歸納(nà)出五個主要(yao)原因：機床進(jìn)給單位被改(gǎi)動或變化;機(ji)床各個軸的(de)零點偏置異(yi)常;軸向的反(fan)向間隙異常(cháng);電機運行狀(zhuàng)态異常，即電(diàn)氣及控制部(bù)分異常;機械(xiè)故障，如絲杠(gàng)，軸承，軸聯器(qì)等部件。另外(wài)數控車床加(jiā)工程序的編(bian)制，刀具的選(xuǎn)擇及人爲因(yīn)素，也可能導(dao)緻數控車床(chuang)加工精度異(yì)常。
二、數控機(ji)床故障診斷(duan)原則
1.先外部(bu)後内部數控(kong)機床是集機(ji)械，液壓，電氣(qi)爲一體的機(jī)床，故其故障(zhang)的發生也會(hui)由這三者綜(zōng)合反映出來(lai)。維修人員應(yīng)先由外向内(nei)逐一進行排(pai)查，盡量避免(mian)随意地啓封(fēng)，拆卸，否則會(hui)擴大故障，使(shi)機床喪失精(jing)度，降低性能(neng)。
4.先簡單(dān)後複雜當出(chū)現多種故障(zhang)互相交織掩(yǎn)蓋，一時無從(cong)下手時，應先(xian)解決容易的(de)問題，後解決(jue)難度較大的(de)問題。往往簡(jiǎn)單問題解決(jué)後，難度大的(de)問題也可能(neng)變得容易。
三(san)、數控機床故(gù)障診斷方法(fǎ)
1.直觀法：(望聞(wen)問切)問-機床(chuang)的故障現象(xiàng)，數控車床加(jia)工狀況等;看(kan)-CRT報警信息，報(bao)警指示燈，電(diàn)容器等元件(jiàn)變形煙熏燒(shāo)焦，保護器脫(tuō)扣等;聽-異常(cháng)聲響;聞-電氣(qì)元件焦糊味(wei)及其它異味(wèi);摸-發熱，振動(dòng)，接觸不良等(děng)。金屬數控車(chē)床加工微信(xìn)，内容不錯，值(zhí)得關注。
2.參數(shù)檢查法：參數(shu)通常是存放(fàng)在RAM中，有時電(diàn)池電壓不足(zu)，系統長期不(bú)通電或外部(bù)幹擾都會使(shi)參數丢失或(huo)混亂，應根據(jù)故障特征，檢(jiǎn)查和校對有(yǒu)關參數。
3.隔離(lí)法：一些故障(zhang)，難以區分是(shi)數控部分，還(hai)是伺服系統(tǒng)或機械部分(fen)造成的，常采(cǎi)用隔離法。
4.同(tóng)類對調法用(yòng)同功能的備(bei)用闆替換被(bèi)懷疑有故障(zhàng)的模闆，或将(jiang)功能相同的(de)模闆或單元(yuan)相互交換。
5.功(gōng)能程序測試(shi)法将G，M，S，T，功能的(de)全部指令編(biān)寫一些小程(chéng)序，在診斷故(gù)障時運行這(zhè)些程序，即可(ke)判斷功能的(de)缺失。
四、數控(kong)車床加工精(jing)度異常故障(zhàng)診斷和處理(li)實例
檢查機床精(jīng)度異常時正(zhèng)在運行的數(shu)控車床加工(gong)程序段，特别(bié)是刀具長度(du)補償，數控車(chē)床加工坐标(biāo)系(G54-G59)的校對和(he)計算。
在點動(dòng)方式下，反複(fú)運動Z軸，經過(guo)視，觸，聽，對其(qi)運動狀态診(zhěn)斷，發現Z向運(yun)動噪音異常(chang)，特别是快速(sù)點動，噪音更(gèng)加明顯。由此(cǐ)判斷，機械方(fāng)面可能存在(zai)隐患。
檢查機(ji)床Z軸精度。用(yòng)手搖脈沖發(fā)生器移動Z軸(zhou)，(将其倍率定(ding)爲1×100的擋位，即(jí)每變化一步(bu)，電機進給0.1mm)，配(pèi)合百分表觀(guan)察Z軸的運動(dong)情況。在單向(xiang)運動保持正(zheng)常後作爲起(qi)始點的正向(xiàng)運動，脈沖器(qi)每變化一步(bù)，機床Z軸運動(dòng)的實際距離(lí)d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明電機運(yun)行良好，定位(wei)精度也良好(hǎo)。而返回機床(chuang)實際運動位(wèi)移的變化上(shàng)，可以分爲四(si)個階段：(1)機床(chuang)運動距離d1>d=0.1mm(斜(xié)率大于1);(2)表現(xian)出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率小(xiǎo)于1);(3)機床機構(gòu)實際沒移動(dong)，表現出标準(zhun)的反向間隙(xì);(4)機床運動距(jù)離與脈沖器(qì)經定數值相(xiàng)等(斜率等于(yu)1)，恢複到機床(chuang)的正常運動(dòng)。無論怎樣對(duì)反向間隙進(jin)行補償，其表(biao)現出的特征(zheng)是：除了(3)階段(duan)補償外，其他(tā)各段變化依(yi)然存在，特别(bié)是(1)階段嚴重(zhòng)影響到機床(chuang)的數控車床(chuáng)加工精度。補(bu)償中發現，間(jian)隙補償越大(dà)，(1)階段移動的(de)距離也越大(da)。金屬數控車(chē)床加工微信(xin)，内容不錯，值(zhí)得關注。
分析(xi)上述檢查認(ren)爲存在幾點(diǎn)可能原因：一(yī)是電機有異(yi)常，二是機械(xie)方面有故障(zhàng)，三是絲杠存(cún)在間隙。爲了(le)進一步診斷(duàn)故障，将電機(ji)和絲杠完全(quán)脫開，分别對(duì)電機和機械(xie)部分進行檢(jian)查。檢查結果(guo)是電機運行(hang)正常;在對機(ji)械部分診斷(duàn)中發現，用手(shou)盤動絲杠時(shí)，返回運動初(chu)始有很大的(de)空缺感。而正(zhèng)常情況下，應(ying)該能感覺到(dào)軸承有序而(er)平滑的移動(dòng)。
故障處理：經(jing)過拆卸檢查(chá)發現該軸承(cheng)确實受損，且(qiě)有滾珠脫落(luo)。更換後機床(chuang)恢複正常。
2.控制邏輯不(bu)妥導緻數控(kong)車床加工精(jīng)度異常
故障(zhang)現象：一台上(shang)海機床廠家(jia)生産的數控(kong)車床加工中(zhōng)心，系統是Frank.數(shù)控車床加工(gōng)過程中，發現(xian)該機床X軸精(jing)度異常，精度(dù)誤差小爲0.008mm，大(dà)爲1.2mm.故障診斷(duàn)：檢查中，機床(chuáng)已經按照要(yào)求設置了G54工(gōng)件坐标系。在(zài)手動輸入數(shù)據方式操作(zuo)下，以G54坐标系(xì)運行一段程(chéng)序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機床(chuang)運行結束後(hou)顯示器上顯(xiǎn)示的機械坐(zuò)标值爲(X軸)“-1025.243”，記(jì)錄下該數值(zhí)。然後在手動(dong)方式下，将機(jī)床點動到其(qi)他任意位置(zhi)，再次在手動(dong)輸入數據方(fāng)式操作下運(yun)行剛才的程(chéng)序段，待機床(chuáng)停止後，發現(xiàn)此時機床坐(zuo)标數值顯示(shi)爲“-1024.891”，同上一次(cì)執行後的數(shù)值比較相差(cha)了0.352mm.按照同樣(yàng)的方法，将X軸(zhou)點動移動到(dào)不同的位置(zhi)，反複執行該(gāi)程序段，而顯(xiǎn)示器上顯示(shi)的數值都有(you)所不同(不穩(wěn)定)。金屬數控(kòng)車床加工微(wēi)信，内容不錯(cuo)，值得關注。用(yòng)百分表對X軸(zhou)進行仔細檢(jian)查，發現機械(xie)位置實際誤(wu)差同數字顯(xian)示出來的誤(wù)差基本一緻(zhi)，從而認爲故(gu)障原因爲X軸(zhóu)重複定位誤(wù)差過大。對X軸(zhóu)的反向間隙(xì)及定位精度(dù)進行檢查，重(zhong)新補償其誤(wu)差值，結果起(qi)不到任何作(zuò)用。因此懷疑(yí)光栅尺及系(xi)統參數等有(you)問題。但爲什(shí)麽産生如此(cǐ)大的誤差，卻(què)又未出現相(xiang)應的報警信(xin)息進一步檢(jian)查發現，此軸(zhóu)爲垂直方向(xiang)的軸，當X軸松(song)開時主軸箱(xiāng)向下掉，造成(chéng)了誤差。
故障(zhang)處理：對機床(chuang)的PLC邏輯控制(zhi)程序做了修(xiū)改，即在X軸松(song)開時，先把X軸(zhou)使能加載，再(zài)把X軸松開;而(ér)在X軸夾緊時(shi)，先把X軸夾緊(jǐn)後，再把使能(néng)去掉。調整後(hou)機床故障得(de)以解決。
3.機床(chuáng)位置問題導(dao)緻數控車床(chuang)加工精度異(yi)常
故障診斷(duan)：檢查發現，Z軸(zhóu)上下移動不(bú)均勻且有噪(zào)聲，且存在一(yi)定間隙。電機(ji)啓動時，在點(diǎn)動方式下Z軸(zhóu)向上運動存(cun)在不穩定的(de)噪聲及受力(li)不均勻，且感(gǎn)覺電機抖動(dong)比較厲害;而(ér)向下運動時(shí)，就沒有抖動(dong)得這麽明顯(xian);停止時不抖(dǒu)動，在數控車(chē)床加工過程(chéng)中表現得比(bǐ)較明顯。分析(xi)認爲，故障原(yuan)因有三點：一(yi)是絲杠反向(xiàng)間隙很大;二(er)是Z軸電機工(gōng)作異常;三是(shi)皮帶輪受損(sun)至受力不均(jun1)。但有一個問(wèn)題要注意的(de)是，停止時不(bu)抖動，上下運(yùn)動不均勻，所(suǒ)以電機工作(zuò)異常這個問(wen)題可以排除(chú)。金屬數控車(che)床加工微信(xìn)，内容不錯，值(zhí)得關注。因此(cǐ)先對機械部(bù)分診斷，在診(zhen)斷測試過程(cheng)中沒有發現(xiàn)異常，在公差(chà)之内。利用排(pai)除法則，餘下(xia)的隻有皮帶(dai)問題了，在檢(jian)測皮帶時，發(fa)覺這條皮帶(dài)剛換不久，但(dàn)在細心檢測(ce)皮帶時，發現(xiàn)皮帶内側出(chu)現不同程度(du)的受損，很明(míng)顯是受力不(bu)均所至，是什(shí)麽原因造成(chéng)的呢在診斷(duàn)中發現電機(jī)放置有問題(ti)，即裝夾的角(jiao)度位置不對(dui)稱造成受力(li)不均。
故障處(chù)理：隻要将電(dian)機重裝，對準(zhǔn)角度，測量好(hao)距離(電機與(yǔ)Z軸的軸承)，皮(pi)帶兩邊(長度(dù))要均勻。這樣(yang)，Z軸上下移動(dong)不均勻且有(you)噪聲及抖動(dong)現象就消除(chú)了，Z軸數控車(chē)床加工恢複(fu)正常。
4.系統參(can)數未優化，電(diàn)機運行異常(chang)
導緻數控車(chē)床加工精度(dù)異常系統參(cān)數主要包括(kuò)機床進給單(dān)位，零點偏置(zhi)，反向間隙等(děng)。例如Frank數控系(xì)統，其進給單(dan)位有公制和(he)英制兩種。在(zài)機床修理過(guo)程中對于局(jú)部處理，常常(cháng)影響到零點(diǎn)偏置和間隙(xi)的變化，故障(zhàng)處理完畢後(hou)應作适時的(de)調整和修改(gǎi);另一方面，由(you)于機械磨損(sǔn)嚴重或連接(jie)位松動也可(kě)能造成參數(shù)實測值的變(bian)化，需要對參(cān)數做相應的(de)修改才能滿(mǎn)足機床數控(kong)車床加工精(jīng)度的要求。
故(gu)障現象：一台(tái)杭州産的立(lì)式數控銑床(chuáng)，配備北京KND-10M系(xi)統。在數控車(chē)床加工過程(cheng)中，發現X軸精(jing)度異常。
故障(zhàng)診斷：檢查發(fa)現X軸存在一(yī)定間隙，且電(dian)機啓動時存(cun)在不穩定的(de)現象。用手觸(chù)摸X軸電機時(shi)感覺電機拉(lā)動比較厲害(hài)，停止時拉動(dong)不明顯，尤其(qi)是點動方式(shi)下比較明顯(xiǎn)。分析認爲，故(gu)障原因有兩(liǎng)點：一是絲杠(gang)反間隙很大(da);二是X軸電機(ji)工作異常。
故(gu)障處理：利用(yong)KND-10M系統的參數(shu)功能，對電機(ji)進行調試。首(shǒu)先對存在的(de)間隙進行補(bǔ)償，再調整伺(sì)服系統參數(shù)及脈沖抑制(zhi)功能參數，X軸(zhou)電機的抖動(dòng)消除，機床數(shù)控車床加工(gong)精度恢複正(zhèng)常。
