生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)控機(jī)床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強(qiáng),診斷難度比較大任团。形成這類故障的原因主要有五個(gè)方面:{1}機(jī)床進(jìn)給單位被改動(dòng)或變化焊轴。 {2}機(jī)床各個(gè)軸的零點(diǎn)偏置[NULL OFFSET]異常。 {3}軸向的反向間隙[BACK LASH]異常颠恬。 {4}電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異常,即電氣及控制部分異常洞逼。 {5}機(jī)械故障,如絲杠,軸承,軸聯(lián)器等部件。另外加工程序的編制,刀具的選擇及人為因素,也可能導(dǎo)致加工精度異常憾汛。

1． 系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動(dòng) 系統(tǒng)參數(shù)主要包括機(jī)床進(jìn)給單位,零點(diǎn)偏置,反向間隙等党饮。例如SIMENS,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(guò)程中某些處理,常常影響到零點(diǎn)偏置和間隙的變化,故障處理完畢后應(yīng)作適時(shí)的調(diào)整和修改驳庭；另一方面,由于機(jī)械磨損嚴(yán)重或連結(jié)松動(dòng)也可能造成參數(shù)實(shí)測(cè)值的變化,需要對(duì)參數(shù)做相應(yīng)的修改才能滿足機(jī)床加工精度的要求刑顺。

2． 機(jī)械故障導(dǎo)致的加工精度異常 一臺(tái)THM6350立式加工中心,采用SIMENS 840D系統(tǒng)。在加工聯(lián)桿模具過(guò)程中,忽然發(fā)現(xiàn)Z軸進(jìn)給異常,造成至少1毫米的切削誤差量(Z向過(guò)切)饲常。調(diào)查中了解到:故障是忽然發(fā)生的蹲堂。機(jī)床在點(diǎn)動(dòng),MDI(手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式)操作方式下各個(gè)軸運(yùn)行正常,且回參考點(diǎn)正常；無(wú)任何報(bào)警提示,電氣控制部分硬故障的可能性排除贝淤。分析認(rèn)為,主要應(yīng)對(duì)以下幾個(gè)方面逐一進(jìn)行檢查柒竞。 [1]檢查機(jī)床精度異常時(shí)正在運(yùn)行的加工程序段,特別是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償,加工坐標(biāo)系(G54—G59)的校對(duì)和計(jì)算。 [2]在點(diǎn)動(dòng)方式下,反復(fù)運(yùn)動(dòng)Z軸,經(jīng)過(guò)視,觸,聽對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)診斷,發(fā)現(xiàn)Z向運(yùn)動(dòng)噪音異常,特別是快速點(diǎn)動(dòng),噪音更加明顯播聪。由此判斷,機(jī)械方面可能存在隱患朽基。 [3]檢查機(jī)床Z軸精度。用手搖脈沖發(fā)生器移動(dòng)Z軸,(將其倍率定為1X100的擋位,即每變化一步,電機(jī)進(jìn)給0.1毫米),配合百分表觀察Z軸的運(yùn)動(dòng)情況犬耻。在單向運(yùn)動(dòng)精度保持正常后作為起始點(diǎn)的正向運(yùn)動(dòng),脈沖器每變化一步,機(jī)床Z軸運(yùn)動(dòng)的實(shí)際距離d=dl=d2=d3….=0.1mm,說(shuō)明電機(jī)運(yùn)行良好,定位精度也良好踩晶。而返回機(jī)床實(shí)際運(yùn)動(dòng)位移的變化上,可以分為四個(gè)階段:①機(jī)床運(yùn)動(dòng)距離d1>d=0.1mm(斜率大于1)执泰；②表現(xiàn)出為d1=0.1>d2>d3(斜率小于1)；③機(jī)床機(jī)構(gòu)實(shí)際沒移動(dòng),表現(xiàn)出最標(biāo)準(zhǔn)的反向間隙子桩；④機(jī)床運(yùn)動(dòng)距離與脈沖器給定數(shù)值相等(斜率等于1),恢復(fù)到機(jī)床的正常運(yùn)動(dòng)杖烘。 無(wú)論怎樣對(duì)反向間隙(參數(shù)1851)進(jìn)行補(bǔ)償,其表現(xiàn)出的特征是:除了③階段能夠補(bǔ)償外,其他各段變化依然存在,特別是①階段嚴(yán)重影響到機(jī)床的加工精度。補(bǔ)償中發(fā)現(xiàn),間隙補(bǔ)償越大,①階段移動(dòng)的距離也越大奄刊。 分析上述檢查認(rèn)為存在幾點(diǎn)可能原因:一是電機(jī)有異常于抬；二是機(jī)械方面有故障；三是絲杠存在間隙饱粟。為了進(jìn)一步診斷故障,將電機(jī)和絲杠完全脫開,分別對(duì)電機(jī)和機(jī)械部分進(jìn)行檢查元邻。檢查結(jié)果是電機(jī)運(yùn)行正常；在對(duì)機(jī)械部分診斷中發(fā)現(xiàn),用手盤動(dòng)絲杠時(shí),返回運(yùn)動(dòng)初始有非常明顯的空缺感掖阶。而正常情況下,應(yīng)能感覺到軸承有序而平滑的移動(dòng)咒付。經(jīng)過(guò)拆卸檢查發(fā)現(xiàn)其軸承確實(shí)受損,且有滾珠脫落。更換后機(jī)床恢復(fù)正常炮疲。

3． 機(jī)床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行異常 有一臺(tái)北京產(chǎn)的立式數(shù)控銑床,配備SIMENS840D系統(tǒng)枷斩。在加工過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)X軸精度異常。檢查發(fā)現(xiàn)X軸存在一定間隙,且電機(jī)啟動(dòng)時(shí)存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象虎叔。有手觸摸X軸電機(jī)時(shí)感覺電機(jī)抖動(dòng)比較厲害,停止是抖動(dòng)不明顯,尤其是點(diǎn)動(dòng)方式下比較明顯味测。分析認(rèn)為,故障原因有兩點(diǎn),一是絲杠反向間隙很大；二是X軸電機(jī)工作異常铺坞。利用SIMENS系統(tǒng)的參數(shù)功能,對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)試起宽。首先對(duì)存在的間隙進(jìn)行補(bǔ)償；調(diào)整伺服增益參數(shù)及脈沖抑制功能參數(shù),X軸電機(jī)的抖動(dòng)消除,機(jī)床加工精度恢復(fù)正常济榨。

4． 機(jī)床位置環(huán)異撑骰Γ或控制邏輯不妥 一臺(tái)TH61140加工中心,系統(tǒng)是FANUC18I,全閉環(huán)控制方式。加工過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)該機(jī)床Y軸精度異常,精度誤差最小為0.006mm,最大為1.4mm擒滑。檢查中,機(jī)床已經(jīng)按照要求設(shè)置了G54工件坐標(biāo)系屏箍。在MDI(手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式)方式下,以G54坐標(biāo)系運(yùn)行一段程序即“G00G90G54Y80F100；M30橘忱；”,待機(jī)床運(yùn)行結(jié)束后顯示器上顯示的機(jī)械坐標(biāo)值為“-1046.605”,記錄下該數(shù)值。然后在手動(dòng)方式下,將機(jī)床點(diǎn)動(dòng)到其他任意位置,再次在MDI方式下運(yùn)行上次的程序段,待機(jī)床停止后,發(fā)現(xiàn)此時(shí)機(jī)床機(jī)械坐標(biāo)數(shù)值顯示為“-1046.992”,同第一次執(zhí)行后的數(shù)值相比差了0.387mm卸奉。按照同樣的方法,將Y軸點(diǎn)動(dòng)到不同的位置,反復(fù)執(zhí)行該程序段顯示器上顯示的數(shù)值不定钝诚。用百分表對(duì)Y軸進(jìn)行仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)機(jī)械位置實(shí)際誤差同數(shù)顯顯示出的誤差基本一致,從而認(rèn)為故障原因?yàn)閅軸重復(fù)定位誤差過(guò)大。對(duì)Y軸的反向間隙及定位精度進(jìn)行檢查,重新做補(bǔ)償,均無(wú)效果榄棵。因此懷疑光柵尺及系統(tǒng)參數(shù)等有問(wèn)題凝颇。但為什么產(chǎn)生如此大的誤差,卻未出現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警信息呢？進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn),次軸為垂直方向的軸,當(dāng)Y軸松開時(shí)主軸箱向下掉,造成了誤差疹鳄。 對(duì)機(jī)床的PLC邏輯控制程序做了修改,即在Y軸松開時(shí),先把Y軸使能加載,再把Y軸松開末瘾；而在夾緊時(shí),先把軸夾緊后,再把Y軸使能去掉唠芋。調(diào)整后機(jī)床故障得以解決。

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