一、造成(chéng)數控車(chē)床加工(gōng)精度異(yi)常故障(zhang)的原因(yin)
造成數(shu)控車床(chuáng)加工精(jing)度異常(cháng)故障的(de)原因隐(yin)蔽性強(qiang)，診斷難(nan)度比較(jiao)大，歸納(nà)出五個(ge)主要原(yuan)因：機床(chuáng)進給單(dan)位被改(gǎi)動或變(biàn)化;機床(chuáng)各個軸(zhou)的零點(diǎn)偏置異(yi)常;軸向(xiàng)的反向(xiàng)間隙異(yi)常;電機(ji)運行狀(zhuàng)态異常(chang)，即電氣(qì)及控制(zhi)部分異(yi)常;機械(xiè)故障，如(ru)絲杠，軸(zhóu)承，軸聯(lián)器等部(bu)件。另外(wài)數控車(chē)床加工(gōng)程序的(de)編制，刀(dao)具的選(xuan)擇及人(rén)爲因素(su)，也可能(neng)導緻數(shù)控車床(chuáng)加工精(jīng)度異常(cháng)。
二、數控(kong)機床故(gù)障診斷(duan)原則
1.先(xiān)外部後(hou)内部數(shù)控機床(chuang)是集機(jī)械，液壓(yā)，電氣爲(wèi)一體的(de)機床，故(gu)其故障(zhàng)的發生(shēng)也會由(yóu)這三者(zhe)綜合反(fan)映出來(lai)。維修人(rén)員應先(xian)由外向(xiang)内逐一(yi)進行排(pai)查，盡量(liang)避免随(suí)意地啓(qǐ)封，拆卸(xie)，否則會(huì)擴大故(gu)障，使機(ji)床喪失(shī)精度，降(jiang)低性能(neng)。
2.先機械(xiè)後電氣(qì)一般來(lái)說，機械(xiè)故障較(jiào)易發覺(jiao)，而數控(kòng)系統故(gù)障的診(zhěn)斷則難(nan)度較大(dà)些。在故(gù)障檢修(xiū)之前，首(shou)先注意(yi)排除機(ji)械性的(de)故障，往(wang)往可達(dá)到事半(ban)功倍的(de)效果。
3.先(xiān)靜後動(dòng)先在機(ji)床斷電(dian)的靜止(zhǐ)狀态下(xià)，通過了(le)解，觀察(cha)，測試，分(fèn)析，确認(ren)爲非破(po)壞性故(gù)障後，方(fāng)可給機(jī)床通電(dian);在運行(háng)工況下(xia)，進行動(dòng)态的觀(guān)察，檢驗(yàn)和測試(shi)，查找故(gu)障。金屬(shǔ)數控車(che)床加工(gong)微信，内(nèi)容不錯(cuo)，值得關(guan)注。
4.先(xian)簡單後(hòu)複雜當(dāng)出現多(duo)種故障(zhàng)互相交(jiao)織掩蓋(gài)，一時無(wú)從下手(shou)時，應先(xian)解決容(rong)易的問(wèn)題，後解(jiě)決難度(du)較大的(de)問題。往(wang)往簡單(dān)問題解(jiě)決後，難(nán)度大的(de)問題也(ye)可能變(biàn)得容易(yi)。
三、數控(kong)機床故(gu)障診斷(duan)方法
1.直(zhi)觀法：(望(wang)聞問切(qiē))問-機床(chuáng)的故障(zhang)現象，數(shu)控車床(chuang)加工狀(zhuang)況等;看(kàn)-CRT報警信(xin)息，報警(jǐng)指示燈(dēng)，電容器(qì)等元件(jian)變形煙(yān)熏燒焦(jiāo)，保護器(qì)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(wèi);摸-發熱(re)，振動，接(jie)觸不良(liáng)等。金屬(shu)數控車(che)床加工(gōng)微信，内(nei)容不錯(cuo)，值得關(guan)注。
3.隔離(li)法：一些(xie)故障，難(nán)以區分(fèn)是數控(kòng)部分，還(hai)是伺服(fú)系統或(huo)機械部(bù)分造成(chéng)的，常采(cai)用隔離(lí)法。
4.同類(lei)對調法(fa)用同功(gong)能的備(bei)用闆替(ti)換被懷(huái)疑有故(gu)障的模(mó)闆，或将(jiang)功能相(xiàng)同的模(mó)闆或單(dān)元相互(hu)交換。
5.功(gong)能程序(xù)測試法(fa)将G，M，S，T，功能(néng)的全部(bù)指令編(bian)寫一些(xiē)小程序(xù)，在診斷(duàn)故障時(shí)運行這(zhe)些程序(xu)，即可判(pan)斷功能(néng)的缺失(shī)。
四、數控(kòng)車床加(jia)工精度(dù)異常故(gu)障診斷(duan)和處理(lǐ)實例
1.機(jī)械故障(zhàng)導緻數(shù)控車床(chuáng)加工精(jīng)度異常(chang)故障現(xian)象：一台(tai)SV-1000立式數(shu)控車床(chuáng)加工中(zhong)心，采用(yong)Frank系統。在(zài)數控車(chē)床加工(gong)連杆模(mo)具過程(chéng)中，忽然(rán)發現Z軸(zhou)進給異(yi)常，造成(chéng)至少1mm的(de)切削誤(wu)差量(Z方(fang)向過切(qiē))。
故障診(zhen)斷：調查(chá)中了解(jie)到，故障(zhàng)是忽然(rán)發生的(de)。機床在(zai)點動，在(zài)手動輸(shu)入數據(ju)方式操(cāo)作下各(gè)個軸運(yun)行正常(chang)，且回參(can)考點正(zhèng)常，無任(ren)何報警(jing)提示，電(dian)氣控制(zhi)部分硬(yìng)故障的(de)可能性(xing)排除。應(ying)主要對(dui)以下幾(jǐ)個方面(mian)逐一進(jin)行檢查(cha)。金屬數(shu)控車床(chuang)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)行的數(shù)控車床(chuáng)加工程(chéng)序段，特(tè)别是刀(dāo)具長度(du)補償，數(shu)控車床(chuang)加工坐(zuò)标系(G54-G59)的(de)校對和(hé)計算。
在(zai)點動方(fāng)式下，反(fan)複運動(dòng)Z軸，經過(guo)視，觸，聽(ting)，對其運(yùn)動狀态(tai)診斷，發(fā)現Z向運(yun)動噪音(yin)異常，特(te)别是快(kuài)速點動(dòng)，噪音更(gèng)加明顯(xian)。由此判(pàn)斷，機械(xie)方面可(kě)能存在(zài)隐患。
檢(jiǎn)查機床(chuáng)Z軸精度(du)。用手搖(yao)脈沖發(fā)生器移(yí)動Z軸，(将(jiang)其倍率(lǜ)定爲1×100的(de)擋位，即(jí)每變化(huà)一步，電(diàn)機進給(gěi)0.1mm)，配合百(bǎi)分表觀(guan)察Z軸的(de)運動情(qíng)況。在單(dan)向運動(dòng)保持正(zhèng)常後作(zuò)爲起始(shǐ)點的正(zheng)向運動(dong)，脈沖器(qi)每變化(huà)一步，機(ji)床Z軸運(yùn)動的實(shí)際距離(lí)d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明電(dian)機運行(háng)良好，定(dìng)位精度(du)也良好(hao)。而返回(huí)機床實(shi)際運動(dòng)位移的(de)變化上(shang)，可以分(fen)爲四個(gè)階段：(1)機(jī)床運動(dòng)距離d1>d=0.1mm(斜(xie)率大于(yu)1);(2)表現出(chu)爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率(lü)小于1);(3)機(ji)床機構(gou)實際沒(mei)移動，表(biǎo)現出标(biao)準的反(fan)向間隙(xì);(4)機床運(yùn)動距離(lí)與脈沖(chòng)器經定(dìng)數值相(xiàng)等(斜率(lü)等于1)，恢(hui)複到機(jī)床的正(zheng)常運動(dòng)。無論怎(zěn)樣對反(fan)向間隙(xì)進行補(bu)償，其表(biao)現出的(de)特征是(shi)：除了(3)階(jie)段補償(cháng)外，其他(ta)各段變(biàn)化依然(ran)存在，特(te)别是(1)階(jiē)段嚴重(zhong)影響到(dào)機床的(de)數控車(chē)床加工(gōng)精度。補(bǔ)償中發(fā)現，間隙(xi)補償越(yuè)大，(1)階段(duàn)移動的(de)距離也(yě)越大。金(jīn)屬數控(kòng)車床加(jiā)工微信(xìn)，内容不(bu)錯，值得(dé)關注。
分(fen)析上述(shu)檢查認(ren)爲存在(zài)幾點可(kě)能原因(yīn)：一是電(dian)機有異(yi)常，二是(shì)機械方(fang)面有故(gù)障，三是(shi)絲杠存(cún)在間隙(xi)。爲了進(jin)一步診(zhěn)斷故障(zhàng)，将電機(ji)和絲杠(gang)完全脫(tuo)開，分别(bie)對電機(ji)和機械(xie)部分進(jìn)行檢查(cha)。檢查結(jié)果是電(diàn)機運行(hang)正常;在(zai)對機械(xie)部分診(zhen)斷中發(fa)現，用手(shǒu)盤動絲(si)杠時，返(fan)回運動(dong)初始有(you)很大的(de)空缺感(gan)。而正常(cháng)情況下(xià)，應該能(neng)感覺到(dào)軸承有(yǒu)序而平(píng)滑的移(yi)動。
故障(zhàng)處理：經(jīng)過拆卸(xie)檢查發(fa)現該軸(zhou)承确實(shi)受損，且(qie)有滾珠(zhū)脫落。更(geng)換後機(jī)床恢複(fú)正常。
2.控(kong)制邏輯(ji)不妥導(dǎo)緻數控(kong)車床加(jiā)工精度(dù)異常
故(gu)障現象(xiang)：一台上(shàng)海機床(chuáng)廠家生(sheng)産的數(shù)控車床(chuang)加工中(zhōng)心，系統(tǒng)是Frank.數控(kong)車床加(jiā)工過程(cheng)中，發現(xiàn)該機床(chuang)X軸精度(dù)異常，精(jīng)度誤差(chà)小爲0.008mm，大(da)爲1.2mm.故障(zhàng)診斷：檢(jiǎn)查中，機(ji)床已經(jīng)按照要(yao)求設置(zhì)了G54工件(jian)坐标系(xi)。在手動(dong)輸入數(shu)據方式(shì)操作下(xià)，以G54坐标(biāo)系運行(hang)一段程(chéng)序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待(dài)機床運(yùn)行結束(shu)後顯示(shi)器上顯(xiǎn)示的機(jī)械坐标(biāo)值爲(X軸(zhou))“-1025.243”，記錄下(xià)該數值(zhí)。然後在(zài)手動方(fang)式下，将(jiāng)機床點(dian)動到其(qi)他任意(yì)位置，再(zài)次在手(shou)動輸入(rù)數據方(fang)式操作(zuò)下運行(hang)剛才的(de)程序段(duan)，待機床(chuáng)停止後(hòu)，發現此(ci)時機床(chuáng)坐标數(shù)值顯示(shi)爲“-1024.891”，同上(shàng)一次執(zhi)行後的(de)數值比(bi)較相差(chà)了0.352mm.按照(zhao)同樣的(de)方法，将(jiang)X軸點動(dong)移動到(dao)不同的(de)位置，反(fan)複執行(hang)該程序(xu)段，而顯(xian)示器上(shang)顯示的(de)數值都(dou)有所不(bu)同(不穩(wen)定)。金屬(shu)數控車(chē)床加工(gong)微信，内(nei)容不錯(cuo)，值得關(guan)注。用百(bai)分表對(dui)X軸進行(hang)仔細檢(jian)查，發現(xian)機械位(wèi)置實際(ji)誤差同(tóng)數字顯(xian)示出來(lái)的誤差(chà)基本一(yī)緻，從而(er)認爲故(gù)障原因(yīn)爲X軸重(zhòng)複定位(wèi)誤差過(guò)大。對X軸(zhóu)的反向(xiang)間隙及(ji)定位精(jing)度進行(hang)檢查，重(zhòng)新補償(chang)其誤差(chà)值，結果(guǒ)起不到(dào)任何作(zuò)用。因此(ci)懷疑光(guang)栅尺及(ji)系統參(cān)數等有(you)問題。但(dan)爲什麽(me)産生如(ru)此大的(de)誤差，卻(què)又未出(chū)現相應(ying)的報警(jing)信息進(jin)一步檢(jiǎn)查發現(xian)，此軸爲(wèi)垂直方(fang)向的軸(zhou)，當X軸松(sōng)開時主(zhu)軸箱向(xiàng)下掉，造(zào)成了誤(wu)差。
故障(zhang)處理：對(dui)機床的(de)PLC邏輯控(kòng)制程序(xù)做了修(xiu)改，即在(zài)X軸松開(kāi)時，先把(bǎ)X軸使能(neng)加載，再(zài)把X軸松(song)開;而在(zài)X軸夾緊(jǐn)時，先把(ba)X軸夾緊(jǐn)後，再把(bǎ)使能去(qu)掉。調整(zhěng)後機床(chuáng)故障得(de)以解決(jue)。
3.機床位(wei)置問題(tí)導緻數(shu)控車床(chuáng)加工精(jīng)度異常(cháng)
故障現(xiàn)象：一台(tái)杭州産(chǎn)的立式(shi)數控銑(xi)床，配備(bei)北京KND-10M系(xi)統。在點(diǎn)動或數(shù)控車床(chuáng)加工過(guò)程中，發(fā)現Z軸異(yì)常。
故障處(chu)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(zhóu)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(jun)勻且有(you)噪聲及(jí)抖動現(xiàn)象就消(xiāo)除了，Z軸(zhóu)數控車(chē)床加工(gōng)恢複正(zheng)常。
4.系統(tong)參數未(wèi)優化，電(dian)機運行(háng)異常
導(dao)緻數控(kong)車床加(jia)工精度(du)異常系(xi)統參數(shu)主要包(bāo)括機床(chuáng)進給單(dān)位，零點(diǎn)偏置，反(fǎn)向間隙(xi)等。例如(ru)Frank數控系(xi)統，其進(jin)給單位(wèi)有公制(zhi)和英制(zhi)兩種。在(zài)機床修(xiu)理過程(cheng)中對于(yu)局部處(chu)理，常常(chang)影響到(dào)零點偏(pian)置和間(jiān)隙的變(bian)化，故障(zhang)處理完(wán)畢後應(yīng)作适時(shí)的調整(zhěng)和修改(gai);另一方(fāng)面，由于(yu)機械磨(mo)損嚴重(zhong)或連接(jiē)位松動(dòng)也可能(neng)造成參(cān)數實測(ce)值的變(bian)化，需要(yào)對參數(shù)做相應(ying)的修改(gǎi)才能滿(man)足機床(chuáng)數控車(chē)床加工(gong)精度的(de)要求。
故(gù)障診斷(duan)：檢查發(fā)現X軸存(cún)在一定(dìng)間隙，且(qie)電機啓(qi)動時存(cun)在不穩(wen)定的現(xiàn)象。用手(shou)觸摸X軸(zhóu)電機時(shí)感覺電(diàn)機拉動(dong)比較厲(li)害，停止(zhǐ)時拉動(dòng)不明顯(xiǎn)，尤其是(shi)點動方(fang)式下比(bi)較明顯(xiǎn)。分析認(ren)爲，故障(zhàng)原因有(yǒu)兩點：一(yī)是絲杠(gàng)反間隙(xì)很大;二(èr)是X軸電(dian)機工作(zuò)異常。
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