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金屬非(fei)标零件(jian)定制加(jiā)工廠家(jia)
專業金(jin)屬加工(gōng)、五金配(pei)件、零件(jiàn)加工、cnc加(jiā)工
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數(shù)控機床(chuang)加工 精(jing)度異常(chang)的原因(yin)及解決(jue)方法
一(yi)、造成加(jiā)工精度(du)異常故(gu)障的原(yuan)因
造成(cheng)加工精(jing)度異常(cháng)故障的(de)原因隐(yin)蔽性強(qiáng)，診斷難(nan)度比較(jiào)大。筆者(zhě)根據多(duo)年實踐(jian)經驗，歸(gui)納出五(wu)個主要(yào)原因：機(ji)床進給(gei)單位被(bei)改動或(huo)變化;機(ji)床各個(ge)軸的零(ling)點偏置(zhì)異常;軸(zhou)向的反(fan)向間隙(xi)異常;電(dian)機運行(háng)狀态異(yì)常，即電(dian)氣及控(kong)制部分(fen)異常;機(jī)械故障(zhàng)，如絲杠(gàng)，軸承，軸(zhóu)聯器等(deng)部件。另(ling)外加工(gōng)程序的(de)編制，刀(dāo)具的選(xuan)擇及人(ren)爲因素(su)，也可能(neng)導緻加(jia)工精度(dù)異常。金(jīn)屬加工(gong)微信，内(nèi)容不錯(cuo)，值得關(guān)注。
3.先靜後(hou)動先在(zài)機床斷(duan)電的靜(jing)止狀态(tai)下，通過(guò)了解，觀(guan)察，測試(shi)，分析，确(què)認爲非(fēi)破壞性(xing)故障後(hou)，方可給(gei)機床通(tōng)電;在運(yun)行工況(kuang)下，進行(hang)動态的(de)觀察，檢(jian)驗和測(ce)試，查找(zhǎo)故障。
而(ér)對破壞(huài)性故障(zhàng)，必須先(xian)排除危(wēi)險後，方(fāng)可通電(diàn)。
4.先簡單(dan)後複雜(zá)當出現(xian)多種故(gu)障互相(xiang)交織掩(yǎn)蓋，一時(shí)無從下(xia)手時，應(ying)先解決(jue)容易的(de)問題，後(hou)解決難(nán)度較大(dà)的問題(ti)。往往簡(jian)單問題(tí)解決後(hou)，難度大(da)的問題(ti)也可能(néng)變得容(rong)易。
三、數(shu)控機床(chuáng)故障診(zhěn)斷方法(fǎ)
1.直觀法(fǎ)(望聞問(wen)切)問-機(ji)床的故(gù)障現象(xiàng)，加工狀(zhuang)況等;看(kàn)-CRT報警信(xin)息，報警(jǐng)指示燈(deng)，電容器(qì)等元件(jiàn)變形煙(yan)熏燒焦(jiao)，保護器(qi)脫扣等(děng);聽-異常(chang)聲響;聞(wén)-電氣元(yuan)件焦糊(hu)味及其(qí)它異味(wei);摸-發熱(re)，振動，接(jiē)觸不良(liang)等。金屬(shǔ)加工微(wēi)信，内容(rong)不錯，值(zhí)得關注(zhù)。
2.參數檢(jiǎn)查法參(cān)數通常(cháng)是存放(fàng)在RAM中，有(you)時電池(chi)電壓不(bu)足，系統(tong)長期不(bu)通電或(huo)外部幹(gan)擾都會(huì)使參數(shù)丢失或(huo)混亂，應(yīng)根據故(gù)障特征(zheng)，檢查和(he)校對有(you)關參數(shù)。
3.隔離法(fa)一些故(gu)障，難以(yi)區分是(shi)數控部(bu)分，還是(shi)伺服系(xì)統或機(ji)械部分(fen)造成的(de)，常采用(yòng)隔離法(fa)。
四(sì)、加工精(jīng)度異常(chang)故障診(zhen)斷和處(chu)理實例(lì)
1.機械故(gu)障導緻(zhì)加工精(jīng)度異常(chang)故障現(xian)象：一台(tái)SV-1000立式加(jia)工中心(xin)，采用Frank系(xi)統。在加(jiā)工連杆(gan)模具過(guo)程中，忽(hū)然發現(xian)Z軸進給(gei)異常，造(zào)成至少(shao)1mm的切削(xuē)誤差量(liang)(Z方向過(guo)切)。
故障(zhàng)診斷：調(diao)查中了(le)解到，故(gu)障是忽(hu)然發生(shēng)的。機床(chuang)在點動(dòng)，在手動(dòng)輸入數(shù)據方式(shì)操作下(xia)各個軸(zhóu)運行正(zhèng)常，且回(hui)參考點(diǎn)正常，無(wu)任何報(bào)警提示(shi)，電氣控(kong)制部分(fen)硬故障(zhang)的可能(néng)性排除(chu)。應主要(yào)對以下(xià)幾個方(fāng)面逐一(yī)進行檢(jian)查。金屬(shu)加工微(wei)信，内容(róng)不錯，值(zhi)得關注(zhù)。
檢查機(jī)床精度(dù)異常時(shí)正在運(yun)行的加(jiā)工程序(xu)段，特别(bié)是刀具(jù)長度補(bǔ)償，加工(gōng)坐标系(xi)(G54-G59)的校對(dui)和計算(suan)。
在點動(dòng)方式下(xià)，反複運(yùn)動Z軸，經(jīng)過視，觸(chù)，聽，對其(qí)運動狀(zhuang)态診斷(duan)，發現Z向(xiang)運動噪(zào)音異常(cháng)，特别是(shì)快速點(dian)動，噪音(yin)更加明(ming)顯。由此(ci)判斷，機(jī)械方面(mian)可能存(cún)在隐患(huàn)。
檢查機(ji)床Z軸精(jīng)度。用手(shǒu)搖脈沖(chòng)發生器(qi)移動Z軸(zhóu)，(将其倍(bei)率定爲(wei)1×100的擋位(wèi)，即每變(bian)化一步(bu)，電機進(jin)給0.1mm)，配合(hé)百分表(biao)觀察Z軸(zhou)的運動(dong)情況。在(zai)單向運(yùn)動保持(chi)正常後(hòu)作爲起(qi)始點的(de)正向運(yùn)動，脈沖(chòng)器每變(biàn)化一步(bu)，機床Z軸(zhóu)運動的(de)實際距(ju)離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明(míng)電機運(yun)行良好(hao)，定位精(jīng)度也良(liang)好。而返(fǎn)回機床(chuang)實際運(yùn)動位移(yí)的變化(hua)上，可以(yi)分爲四(si)個階段(duan)：(1)機床運(yùn)動距離(lí)d1>d=0.1mm(斜率大(da)于1);(2)表現(xian)出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜(xie)率小于(yú)1);(3)機床機(ji)構實際(jì)沒移動(dong)，表現出(chu)标準的(de)反向間(jiān)隙;(4)機床(chuáng)運動距(jù)離與脈(mo)沖器經(jīng)定數值(zhi)相等(斜(xié)率等于(yu)1)，恢複到(dao)機床的(de)正常運(yun)動。無論(lùn)怎樣對(duì)反向間(jian)隙進行(háng)補償，其(qi)表現出(chu)的特征(zheng)是：除了(le)(3)階段補(bǔ)償外，其(qí)他各段(duan)變化依(yi)然存在(zai)，特别是(shì)(1)階段嚴(yan)重影響(xiǎng)到機床(chuang)的加工(gōng)精度。補(bǔ)償中發(fa)現，間隙(xi)補償越(yuè)大，(1)階段(duàn)移動的(de)距離也(ye)越大。金(jīn)屬加工(gōng)微信，内(nèi)容不錯(cuo)，值得關(guan)注。
分析(xī)上述檢(jiǎn)查認爲(wèi)存在幾(ji)點可能(neng)原因：一(yi)是電機(jī)有異常(cháng)，二是機(jī)械方面(mian)有故障(zhang)，三是絲(si)杠存在(zài)間隙。爲(wei)了進一(yi)步診斷(duàn)故障，将(jiāng)電機和(hé)絲杠完(wan)全脫開(kāi)，分别對(duì)電機和(he)機械部(bu)分進行(háng)檢查。檢(jiǎn)查結果(guo)是電機(jī)運行正(zheng)常;在對(duì)機械部(bù)分診斷(duan)中發現(xian)，用手盤(pán)動絲杠(gàng)時，返回(huí)運動初(chu)始有很(hěn)大的空(kong)缺感。而(ér)正常情(qíng)況下，應(ying)該能感(gǎn)覺到軸(zhou)承有序(xu)而平滑(hua)的移動(dòng)。
故障處(chù)理：經過(guo)拆卸檢(jian)查發現(xian)該軸承(chéng)确實受(shou)損，且有(you)滾珠脫(tuo)落。更換(huan)後機床(chuáng)恢複正(zhèng)常。
2.控制(zhì)邏輯不(bú)妥導緻(zhì)加工精(jīng)度異常(chang)
故障現(xiàn)象：一台(tái)上海機(jī)床廠家(jia)生産的(de)加工中(zhong)心，系統(tong)是Frank.加工(gong)過程中(zhōng)，發現該(gāi)機床X軸(zhou)精度異(yi)常，精度(du)誤差小(xiǎo)爲0.008mm，大爲(wei)1.2mm.故障診(zhen)斷：檢查(cha)中，機床(chuáng)已經按(an)照要求(qiu)設置了(le)G54工件坐(zuo)标系。在(zai)手動輸(shu)入數據(ju)方式操(cao)作下，以(yi)G54坐标系(xi)運行一(yi)段程序(xu)即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機(ji)床運行(háng)結束後(hou)顯示器(qi)上顯示(shi)的機械(xie)坐标值(zhi)爲(X軸)“-1025.243”，記(jì)錄下該(gāi)數值。然(rán)後在手(shǒu)動方式(shì)下，将機(ji)床點動(dòng)到其他(tā)任意位(wei)置，再次(ci)在手動(dòng)輸入數(shù)據方式(shi)操作下(xia)運行剛(gāng)才的程(cheng)序段，待(dài)機床停(tíng)止後，發(fā)現此時(shí)機床坐(zuò)标數值(zhí)顯示爲(wèi)“-1024.891”，同上一(yī)次執行(háng)後的數(shù)值比較(jiào)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(wei)置，反複(fú)執行該(gai)程序段(duan)，而顯示(shì)器上顯(xian)示的數(shù)值都有(you)所不同(tong)(不穩定(dìng))。金屬加(jiā)工微信(xìn)，内容不(bú)錯，值得(de)關注。用(yong)百分表(biao)對X軸進(jìn)行仔細(xi)檢查，發(fa)現機械(xiè)位置實(shí)際誤差(chà)同數字(zi)顯示出(chū)來的誤(wù)差基本(ben)一緻，從(cong)而認爲(wèi)故障原(yuan)因爲X軸(zhou)重複定(ding)位誤差(chà)過大。對(dui)X軸的反(fan)向間隙(xi)及定位(wèi)精度進(jìn)行檢查(chá)，重新補(bǔ)償其誤(wu)差值，結(jie)果起不(bu)到任何(he)作用。因(yin)此懷疑(yí)光栅尺(chi)及系統(tong)參數等(deng)有問題(tí)。但爲什(shi)麽産生(shēng)如此大(dà)的誤差(chà)，卻又未(wei)出現相(xiang)應的報(bao)警信息(xi)進一步(bu)檢查發(fa)現，此軸(zhóu)爲垂直(zhí)方向的(de)軸，當X軸(zhóu)松開時(shí)主軸箱(xiang)向下掉(diao)，造成了(le)誤差。
3.機床(chuáng)位置問(wen)題導緻(zhì)加工精(jīng)度異常(cháng)
故障現(xian)象：一台(tái)杭州産(chan)的立式(shì)數控銑(xi)床，配備(bei)北京KND-10M系(xì)統。在點(dian)動或加(jia)工過程(cheng)中，發現(xian)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(qie)存在一(yi)定間隙(xì)。電機啓(qi)動時，在(zài)點動方(fāng)式下Z軸(zhóu)向上運(yùn)動存在(zai)不穩定(ding)的噪聲(sheng)及受力(li)不均勻(yun)，且感覺(jiào)電機抖(dǒu)動比較(jiao)厲害;而(er)向下運(yun)動時，就(jiù)沒有抖(dǒu)動得這(zhè)麽明顯(xian);停止時(shi)不抖動(dong)，在加工(gong)過程中(zhōng)表現得(dé)比較明(ming)顯。分析(xī)認爲，故(gu)障原因(yīn)有三點(dian)：一是絲(sī)杠反向(xiàng)間隙很(hěn)大;二是(shi)Z軸電機(ji)工作異(yì)常;三是(shi)皮帶輪(lún)受損至(zhi)受力不(bu)均。但有(you)一個問(wèn)題要注(zhu)意的是(shi)，停止時(shí)不抖動(dòng)，上下運(yùn)動不均(jun1)勻，所以(yi)電機工(gong)作異常(chang)這個問(wen)題可以(yǐ)排除。金(jin)屬加工(gong)微信，内(nei)容不錯(cuo)，值得關(guān)注。因此(cǐ)先對機(ji)械部分(fen)診斷，在(zài)診斷測(cè)試過程(cheng)中沒有(yǒu)發現異(yi)常，在公(gong)差之内(nèi)。利用排(pai)除法則(ze)，餘下的(de)隻有皮(pí)帶問題(tí)了，在檢(jian)測皮帶(dai)時，發覺(jiao)這條皮(pi)帶剛換(huan)不久，但(dàn)在細心(xin)檢測皮(pi)帶時，發(fā)現皮帶(dai)内側出(chū)現不同(tóng)程度的(de)受損，很(hěn)明顯是(shi)受力不(bu)均所至(zhi)，是什麽(me)原因造(zào)成的呢(ne)在診斷(duan)中發現(xiàn)電機放(fang)置有問(wèn)題，即裝(zhuang)夾的角(jiao)度位置(zhì)不對稱(cheng)造成受(shòu)力不均(jun1)。
故障處(chù)理：隻要(yao)将電機(ji)重裝，對(dui)準角度(du)，測量好(hao)距離(電(diàn)機與Z軸(zhou)的軸承(chéng))，皮帶兩(liǎng)邊(長度(du))要均勻(yun)。這樣，Z軸(zhou)上下移(yí)動不均(jun1)勻且有(you)噪聲及(ji)抖動現(xiàn)象就消(xiao)除了，Z軸(zhóu)加工恢(hui)複正常(chang)。
4.系統參(can)數未優(you)化，電機(ji)運行異(yì)常
導緻(zhi)加工精(jīng)度異常(cháng)系統參(cān)數主要(yao)包括機(jī)床進給(gěi)單位，零(ling)點偏置(zhi)，反向間(jian)隙等。例(li)如Frank數控(kòng)系統，其(qí)進給單(dan)位有公(gōng)制和英(ying)制兩種(zhǒng)。在機床(chuáng)修理過(guò)程中對(dui)于局部(bu)處理，常(chang)常影響(xiang)到零點(diǎn)偏置和(he)間隙的(de)變化，故(gù)障處理(li)完畢後(hòu)應作适(shì)時的調(diào)整和修(xiu)改;另一(yī)方面，由(you)于機械(xie)磨損嚴(yan)重或連(lian)接位松(sōng)動也可(kě)能造成(cheng)參數實(shí)測值的(de)變化，需(xu)要對參(can)數做相(xiàng)應的修(xiu)改才能(neng)滿足機(ji)床加工(gōng)精度的(de)要求。
故(gu)障現象(xiang)：一台杭(háng)州産的(de)立式數(shù)控銑床(chuang)，配備北(bei)京KND-10M系統(tong)。在加工(gōng)過程中(zhong)，發現X軸(zhóu)精度異(yì)常。
故障(zhàng)診斷：檢(jiǎn)查發現(xiàn)X軸存在(zai)一定間(jiān)隙，且電(diàn)機啓動(dong)時存在(zài)不穩定(dìng)的現象(xiàng)。用手觸(chu)摸X軸電(diàn)機時感(gǎn)覺電機(ji)拉動比(bǐ)較厲害(hai)，停止時(shí)拉動不(bu)明顯，尤(yóu)其是點(dian)動方式(shì)下比較(jiao)明顯。分(fen)析認爲(wèi)，故障原(yuan)因有兩(liǎng)點：一是(shì)絲杠反(fan)間隙很(hen)大;二是(shì)X軸電機(ji)工作異(yì)常。
故障(zhang)處理：利(lì)用KND-10M系統(tong)的參數(shu)功能，對(dui)電機進(jin)行調試(shì)。首先對(dui)存在的(de)間隙進(jìn)行補償(cháng)，再調整(zheng)伺服系(xì)統參數(shù)及脈沖(chòng)抑制功(gong)能參數(shù)，X軸電機(ji)的抖動(dòng)消除，機(ji)床加工(gōng)精度恢(hui)複正常(chang)。
通過對(dui)數控機(ji)床加工(gong)精度異(yì)常故障(zhàng)診斷和(he)處理方(fāng)法的探(tàn)讨，把實(shí)習生産(chan)中所遇(yu)到的實(shi)際問題(ti)及解決(jué)方法加(jiā)以歸納(na)，充實了(le)教學内(nèi)容并滲(shen)透到生(sheng)産實踐(jian)中，不但(dàn)讓學生(sheng)掌握了(le)解決問(wèn)題的方(fang)法，更重(zhong)要的是(shi)培養了(le)學生實(shi)際操作(zuo)能力，運(yùn)用知識(shi)分析和(he)解決問(wèn)題的能(neng)力，達到(dao)技工學(xue)校教育(yu)教學的(de)目标，使(shǐ)學生成(chéng)爲适應(yīng)市場需(xu)求的實(shi)用型人(ren)才。
