怎樣解決數(shù)控機(jī)床加工精度異常的故障

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)、診斷難度大。導(dǎo)致此類故障的原因主要有以下方面：

　　1)機(jī)床進(jìn)給單位被改動(dòng)或變化

　　2)機(jī)床各軸的零點(diǎn)偏置(NULLOFFSET)異常

　　3)軸向的反向間隙(BACKLASH)異常

　　4)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分故障

　　5)此外，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。

　　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、反向間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數(shù)控系統(tǒng)，其進(jìn)給單位有公制和英制兩種。機(jī)床修理過程中某些處理，數(shù)控加工，常常影響到零點(diǎn)偏置和間隙的變化，故障處理完畢應(yīng)作適時(shí)地調(diào)整和修改;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。

　　2.機(jī)械故障導(dǎo)致的加工精度異常

　　一臺(tái)THM6350臥式加工中心，鈑金加工，采用FANUC0i-MA數(shù)控系統(tǒng)。一次在銑削汽輪機(jī)葉片的過程中，突然發(fā)現(xiàn)Z軸進(jìn)給異常，造成至少1mm的切削誤差量(Z向過切)。調(diào)查中了解到：故障是突然發(fā)生的。機(jī)床在點(diǎn)動(dòng)、MDI操作方式下各軸運(yùn)行正常，且回參考點(diǎn)正常;無任何報(bào)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(duì)以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。

　　(1)檢查機(jī)床精度異常時(shí)正運(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)及計(jì)算。

　　(2)在點(diǎn)動(dòng)方式下，反復(fù)運(yùn)動(dòng)Z軸，經(jīng)過視、觸、聽對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)診斷，發(fā)現(xiàn)Z向運(yùn)動(dòng)聲音異常，特別是快速點(diǎn)動(dòng)，噪聲更加明顯。由此判斷，機(jī)械方面可能存在隱患。

　　(3)檢查機(jī)床Z軸精度。用手脈發(fā)生器移動(dòng)Z軸，(將手脈倍率定為1×100的擋位，即每變化一步，電機(jī)進(jìn)給0.1mm)，配合百分表觀察Z軸的運(yùn)動(dòng)情況。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)，手脈每變化一步，機(jī)床Z軸運(yùn)動(dòng)的實(shí)際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說明電機(jī)運(yùn)行良好，定位精度良好。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);②表現(xiàn)出為d=0.1mm>d2>d3(斜率小于1);③機(jī)床機(jī)構(gòu)實(shí)際未移動(dòng)，表現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)的反向間隙;④機(jī)床運(yùn)動(dòng)距離與手脈給定值相等(斜率等于1)，恢復(fù)到機(jī)床的正常運(yùn)動(dòng)。

　　無論怎樣對(duì)反向間隙(參數(shù)1851)進(jìn)行補(bǔ)償，其表現(xiàn)出的特征是：除第③階段能夠補(bǔ)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(jī)床的加工精度。補(bǔ)償中發(fā)現(xiàn)，間隙補(bǔ)償越大，第①段的移動(dòng)距離也越大。

　　分析上述檢查，數(shù)控技工培訓(xùn)認(rèn)為存在幾點(diǎn)可能原因：一是電機(jī)有異常;二是機(jī)械方面有故障;三是存在一定的間隙。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。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。而正常情況下，應(yīng)能感覺到軸承有序而平滑的移動(dòng)。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(jī)床恢復(fù)正常。

　　3.機(jī)床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行異常

　　一臺(tái)數(shù)控立式銑床，配置FANUC0-MJ數(shù)控系統(tǒng)。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(jī)啟動(dòng)時(shí)存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。用手觸摸X軸電機(jī)時(shí)感覺電機(jī)抖動(dòng)比較嚴(yán)重，石碣加工，啟停時(shí)不太明顯，JOG方式下較明顯。

　　分析認(rèn)為，故障原因有兩點(diǎn)，一是機(jī)械反向間隙較大;二是X軸電機(jī)工作異常。利用FANUC系統(tǒng)的參數(shù)功能，對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。首先對(duì)存在的間隙進(jìn)行了補(bǔ)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(jī)的抖動(dòng)消除，機(jī)床加工精度恢復(fù)正常。

　　4.機(jī)床位置環(huán)異常或控制邏輯不妥

　　一臺(tái)TH61140鏜銑床加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC18i，全閉環(huán)控制方式。加工過程中，發(fā)現(xiàn)該機(jī)床Y軸精度異常，精度誤差xiao在0.006mm左右，da誤差可達(dá)到1.400mm.檢查中，機(jī)械加工，機(jī)床已經(jīng)按照要求設(shè)置了G54工件坐標(biāo)系。在MDI方式下，以G54坐標(biāo)系運(yùn)行一段程序即“G90G54Y80F100;M30;”，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”，記錄下該值。然后在手動(dòng)方式下，將機(jī)床Y軸點(diǎn)動(dòng)到其他任意位置，再次在MDI方式下執(zhí)行上面的語句，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)顯值為“-1046.992”，同第yi次執(zhí)行后的數(shù)顯示值相比相差了0.387mm.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)行該語句，數(shù)顯的示值不定。用百分表對(duì)Y軸進(jìn)行檢測(cè)，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)定位誤差過大。對(duì)Y軸的反向間隙及定位精度進(jìn)行仔細(xì)檢查，重新作補(bǔ)償，均無效果。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(bào)警信息呢?進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，該軸為垂直方向的軸，當(dāng)Y軸松開時(shí)，主軸箱向下掉，造成了超差。

　　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;而在夾緊時(shí)，先把軸夾緊后，再把Y軸使能去掉。調(diào)整后機(jī)床故障得以解決。

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主軸不準(zhǔn)停

　　主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)速顯示值由脈沖傳感器提供，兩組矩形脈沖相位反映主軸的轉(zhuǎn)向，脈沖的個(gè)數(shù)反映主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速。應(yīng)首先檢查接插件和電纜有無損壞或接觸不良，必要時(shí)再檢查傳感器的固定螺栓和聯(lián)接器上的螺釘是否良好、緊固。如果沒有發(fā)現(xiàn)問題，則需對(duì)傳感器進(jìn)行檢修或更換。

現(xiàn)在設(shè)備加工的要求是越來越高，在做工方面也是比較看重，為什么呢，因?yàn)楝F(xiàn)在質(zhì)量是很重要的，隨著現(xiàn)在人們的生活質(zhì)量提高了很多，對(duì)使用的產(chǎn)品要求也是高了很多，畢竟更加健康的食品。飲食產(chǎn)品，生活環(huán)境更好，對(duì)大家來說也是很重要的，也就是說為什么現(xiàn)在cnc精密加工的質(zhì)量要求，跟現(xiàn)在的一些產(chǎn)品相對(duì)比起來還是比較明顯的，你覺得客戶選擇你們廠家不會(huì)是因?yàn)橘|(zhì)量嗎，或者說要是你們家的產(chǎn)品質(zhì)量不好，客戶早就走了好吧...所以說質(zhì)量對(duì)于客戶來說是真的很重要的。

   CNC精密零件加工的首要前提是工藝基準(zhǔn)的準(zhǔn)確，機(jī)械圖紙上的基準(zhǔn)都是用大寫字母A、B、C、D等用一個(gè)特定的帶圈的基準(zhǔn)符號(hào)表示的，當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)對(duì)準(zhǔn)的面及面的延伸線或該面的尺寸界限時(shí)，表示是以該面為基準(zhǔn)。當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)對(duì)準(zhǔn)的尺寸線，表示是以該尺寸標(biāo)注的實(shí)體中心線為基準(zhǔn)。前面為您提到工藝精準(zhǔn)是一個(gè)比較籠統(tǒng)點(diǎn)的說法。  裝配基準(zhǔn)，指的裝配時(shí)用于確定零件在部件或產(chǎn)品中位置的精準(zhǔn)。丈量基準(zhǔn)，指的零件檢驗(yàn)時(shí)，用于被丈量加工外表的尺寸和位置的規(guī)范。定位基準(zhǔn)，指的加工時(shí)，工件在機(jī)床或夾具中定位用的基準(zhǔn)。  

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