系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動狈定、機械故障苫拍、機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常睦袖、機床位置環(huán)異成核啵或控制邏輯不妥,是生產(chǎn)中數(shù)控機床加工精度異常故障的常見原因,找出相關(guān)故障點并進行處理,機床均可恢復(fù)正常。

生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機床加工精度異常的故障馅笙。此類故障隱蔽性強伦乔、診斷難度大。導(dǎo)致此類故障的原因主要有五個方面:(1)機床進給單位被改動或變化董习。(2)機床各軸的零點偏置(NULLOFFSET)異常烈和。(3)軸向的反向間隙(BACKLASH)異常。(4)電機運行狀態(tài)異常,即電氣及控制部分故障皿淋。(5)機械故障,如絲桿招刹、軸承、軸聯(lián)器等部件窝趣。此外,加工程序的編制疯暑、刀具的選擇及人為因素,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)主要包括機床進給單位茫绅、零點偏置盅格、反向間隙等等。例如SIEMENS咳综、FANUC數(shù)控系統(tǒng),其進給單位有公制和英制兩種鞭碳。機床修理過程中某些處理,常常影響到零點偏置和間隙的變化,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)的修改才能滿足機床加工精度的要求霍执。

2.機械故障導(dǎo)致的加工精度異常

一臺THM6350臥式加工中心,采用FANUC0i-MA數(shù)控系統(tǒng)山滔。一次在銑削汽輪機葉片的過程中,突然發(fā)現(xiàn)Z軸進給異常,造成至少1mm的切削誤差量(Z向過切)轰蜗。調(diào)查中了解到:故障是突然發(fā)生的。機床在點動莉紊、MDI操作方式下各軸運行正常,且回參考點正常自葡；無任何報警提示,電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認(rèn)為,主要應(yīng)對以下幾方面逐一進行檢查钾植。

(1)檢查機床精度異常時正運行的加工程序段,特別是刀具長度補償慨即、加工坐標(biāo)系(G54～G59)的校對及計算型肥。

(2)在點動方式下,反復(fù)運動Z軸,經(jīng)過視泛鸟、觸、聽對其運動狀態(tài)診斷,發(fā)現(xiàn)Z向運動聲音異常,特別是快速點動,噪聲更加明顯踊东。由此判斷,機械方面可能存在隱患北滥。

(3)檢查機床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,電機進給0.1mm),配合百分表觀察Z軸的運動情況闸翅。在單向運動精度保持正常后作為起始點的正向運動,手脈每變化一步,機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm,說明電機運行良好,定位精度良好再芋。而返回機床實際運動位移的變化上,可以分為四個階段:①機床運動距離d1>d=0.1mm(斜率大于1);②表現(xiàn)出為d=0.1mm>d2>d3(斜率小于1)；③機床機構(gòu)實際未移動,表現(xiàn)出最標(biāo)準(zhǔn)的反向間隙坚冀；④機床運動距離與手脈給定值相等(斜率等于1),恢復(fù)到機床的正常運動济赎。

無論怎樣對反向間隙(參數(shù)1851)進行補償,其表現(xiàn)出的特征是:除第③階段能夠補償外,其他各段變化仍然存在,特別是第①階段嚴(yán)重影響到機床的加工精度。補償中發(fā)現(xiàn),間隙補償越大,第①段的移動距離也越大记某。

分析上述檢查認(rèn)為存在幾點可能原因:一是電機有異常司训；二是機械方面有故障；三是存在一定的間隙液南。為了進一步診斷故障,將電機和絲杠完全脫開,分別對電機和機械部分進行檢查壳猜。電機運行正常；在對機械部分診斷中發(fā)現(xiàn),用手盤動絲杠時,返回運動初始有非常明顯的空缺感滑凉。而正常情況下,應(yīng)能感覺到軸承有序而平滑的移動忿震。經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)其軸承確已受損,且有一顆滾珠脫落。更換后機床恢復(fù)正常二娄。

3.機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常

一臺數(shù)控立式銑床,配置FANUC0-MJ數(shù)控系統(tǒng)肚浴。在加工過程中,發(fā)現(xiàn)X軸精度異常。檢查發(fā)現(xiàn)X軸存在一定間隙,且電機啟動時存在不穩(wěn)定現(xiàn)象苇恤。用手觸摸X軸電機時感覺電機抖動比較嚴(yán)重,啟停時不太明顯,JOG方式下較明顯淡碟。

分析認(rèn)為,故障原因有兩點,一是機械反向間隙較大；二是X軸電機工作異常弟诲。利用FANUC系統(tǒng)的參數(shù)功能,對電機進行調(diào)試吻悍。首先對存在的間隙進行了補償；調(diào)整伺服增益參數(shù)及N脈沖抑制功能參數(shù),X軸電機的抖動消除,機床加工精度恢復(fù)正常徘伯。

4.機床位置環(huán)異城羯希或控制邏輯不妥

一臺TH61140鏜銑床加工中心,數(shù)控系統(tǒng)為FANUC18i,全閉環(huán)控制方式南垦。加工過程中,發(fā)現(xiàn)該機床Y軸精度異常,精度誤差最小在0.006mm左右,最大誤差可達到1.400mm。檢查中,機床已經(jīng)按照要求設(shè)置了G54工件坐標(biāo)系痰拢。在MDI方式下,以G54坐標(biāo)系運行一段程序即“G90G54Y80F100跛鸵；M30；”,待機床運行結(jié)束后顯示器上顯示的機械坐標(biāo)值為“-1046.605”,記錄下該值资柔。然后在手動方式下,將機床Y軸點動到其他任意位置,再次在MDI方式下執(zhí)行上面的語句,待機床停止后,發(fā)現(xiàn)此時機床機械坐標(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焙贷。按照同樣的方法,將Y軸點動到不同的位置,反復(fù)執(zhí)行該語句,數(shù)顯的示值不定。用百分表對Y軸進行檢測,發(fā)現(xiàn)機械位置實際誤差同數(shù)顯顯示出的誤差基本一致,從而認(rèn)為故障原因為Y軸重復(fù)定位誤差過大贿堰。對Y軸的反向間隙及定位精度進行仔細(xì)檢查,重新作補償,均無效果辙芍。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？進一步檢查發(fā)現(xiàn),該軸為垂直方向的軸,當(dāng)Y軸松開時,主軸箱向下掉,造成了超差羹与。

對機床的PLC邏輯控制程序做了修改,即在Y軸松開時,先把Y軸使能加載,再把Y軸松開故硅；而在夾緊時,先把軸夾緊后,再把Y軸使能去掉。調(diào)整后機床故障得以解決纵搁。

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