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一、造成數(shu)控車床加(jiā)工精度異(yì)常故障的(de)原因
造成(cheng)數控車床(chuang)加工精度(du)異常故障(zhang)的原因隐(yin)蔽性強，診(zhěn)斷難度比(bi)較大，歸納(nà)出五個主(zhu)要原因：機(jī)床進給單(dan)位被改動(dòng)或變化;機(jī)床各個軸(zhóu)的零點偏(piān)置異常;軸(zhou)向的反向(xiàng)間隙異常(cháng);電機運行(hang)狀态異常(chang)，即電氣及(ji)控制部分(fèn)異常;機械(xiè)故障，如絲(si)杠，軸承，軸(zhóu)聯器等部(bù)件。另外數(shu)控車床加(jiā)工程序的(de)編制，刀具(jù)的選擇及(ji)人爲因素(sù)，也可能導(dao)緻數控車(che)床加工精(jīng)度異常。
二(èr)、數控機床(chuang)故障診斷(duàn)原則
1.先外(wai)部後内部(bu)數控機床(chuáng)是集機械(xie)，液壓，電氣(qì)爲一體的(de)機床，故其(qí)故障的發(fa)生也會由(yóu)這三者綜(zōng)合反映出(chu)來。維修人(rén)員應先由(yóu)外向内逐(zhu)一進行排(pái)查，盡量避(bi)免随意地(di)啓封，拆卸(xie)，否則會擴(kuo)大故障，使(shǐ)機床喪失(shi)精度，降低(dī)性能。
2.先機(ji)械後電氣(qi)一般來說(shuō)，機械故障(zhàng)較易發覺(jiào)，而數控系(xì)統故障的(de)診斷則難(nán)度較大些(xiē)。在故障檢(jiǎn)修之前，首(shou)先注意排(pai)除機械性(xing)的故障，往(wang)往可達到(dao)事半功倍(bei)的效果。
3.先(xian)靜後動先(xian)在機床斷(duàn)電的靜止(zhǐ)狀态下，通(tōng)過了解，觀(guan)察，測試，分(fèn)析，确認爲(wèi)非破壞性(xing)故障後，方(fang)可給機床(chuáng)通電;在運(yun)行工況下(xià)，進行動态(tai)的觀察，檢(jian)驗和測試(shì)，查找故障(zhang)。金屬數控(kong)車床加工(gong)微信，内容(róng)不錯，值得(de)關注。
而對(dui)破壞性故(gù)障，必須先(xiān)排除危險(xiǎn)後，方可通(tōng)電。
4.先簡單(dān)後複雜當(dang)出現多種(zhǒng)故障互相(xiàng)交織掩蓋(gai)，一時無從(cóng)下手時，應(yīng)先解決容(róng)易的問題(ti)，後解決難(nan)度較大的(de)問題。往往(wǎng)簡單問題(ti)解決後，難(nan)度大的問(wèn)題也可能(neng)變得容易(yi)。
三、數控機(ji)床故障診(zhen)斷方法
1.直(zhí)觀法：(望聞(wen)問切)問-機(jī)床的故障(zhang)現象，數控(kong)車床加工(gong)狀況等;看(kàn)-CRT報警信息(xi)，報警指示(shi)燈，電容器(qì)等元件變(biàn)形煙熏燒(shao)焦，保護器(qi)脫扣等;聽(tīng)-異常聲響(xiǎng);聞-電氣元(yuán)件焦糊味(wèi)及其它異(yi)味;摸-發熱(rè)，振動，接觸(chu)不良等。金(jīn)屬數控車(che)床加工微(wēi)信，内容不(bú)錯，值得關(guan)注。
3.隔離法(fǎ)：一些故障(zhang)，難以區分(fen)是數控部(bu)分，還是伺(sì)服系統或(huò)機械部分(fèn)造成的，常(cháng)采用隔離(lí)法。
4.同類對(duì)調法用同(tóng)功能的備(bei)用闆替換(huan)被懷疑有(you)故障的模(mó)闆，或将功(gong)能相同的(de)模闆或單(dān)元相互交(jiāo)換。
5.功能程(chéng)序測試法(fǎ)将G，M，S，T，功能的(de)全部指令(lìng)編寫一些(xie)小程序，在(zai)診斷故障(zhàng)時運行這(zhe)些程序，即(ji)可判斷功(gong)能的缺失(shi)。
1.機械故障(zhang)導緻數控(kòng)車床加工(gōng)精度異常(chang)故障現象(xiang)：一台SV-1000立式(shi)數控車床(chuang)加工中心(xin)，采用Frank系統(tǒng)。在數控車(che)床加工連(lián)杆模具過(guò)程中，忽然(ran)發現Z軸進(jìn)給異常，造(zào)成至少1mm的(de)切削誤差(chà)量(Z方向過(guò)切)。
故障診(zhěn)斷：調查中(zhong)了解到，故(gu)障是忽然(ran)發生的。機(ji)床在點動(dong)，在手動輸(shū)入數據方(fāng)式操作下(xia)各個軸運(yun)行正常，且(qie)回參考點(dian)正常，無任(rèn)何報警提(ti)示，電氣控(kong)制部分硬(ying)故障的可(ke)能性排除(chu)。應主要對(duì)以下幾個(gè)方面逐一(yī)進行檢查(chá)。金屬數控(kong)車床加工(gōng)微信，内容(róng)不錯，值得(dé)關注。
檢查(cha)機床精度(du)異常時正(zheng)在運行的(de)數控車床(chuáng)加工程序(xu)段，特别是(shi)刀具長度(du)補償，數控(kong)車床加工(gōng)坐标系(G54-G59)的(de)校對和計(jì)算。
在點動(dong)方式下，反(fǎn)複運動Z軸(zhóu)，經過視，觸(chù)，聽，對其運(yùn)動狀态診(zhěn)斷，發現Z向(xiang)運動噪音(yin)異常，特别(bié)是快速點(dian)動，噪音更(gèng)加明顯。由(yóu)此判斷，機(jī)械方面可(kě)能存在隐(yǐn)患。
檢查機(jī)床Z軸精度(dù)。用手搖脈(mo)沖發生器(qì)移動Z軸，(将(jiāng)其倍率定(dìng)爲1×100的擋位(wei)，即每變化(hua)一步，電機(jī)進給0.1mm)，配合(hé)百分表觀(guan)察Z軸的運(yun)動情況。在(zai)單向運動(dong)保持正常(cháng)後作爲起(qǐ)始點的正(zheng)向運動，脈(mo)沖器每變(bian)化一步，機(jī)床Z軸運動(dong)的實際距(jù)離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明電(diàn)機運行良(liáng)好，定位精(jīng)度也良好(hǎo)。而返回機(ji)床實際運(yùn)動位移的(de)變化上，可(kě)以分爲四(sì)個階段：(1)機(jī)床運動距(jù)離d1>d=0.1mm(斜率大(da)于1);(2)表現出(chū)爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率小(xiǎo)于1);(3)機床機(ji)構實際沒(méi)移動，表現(xian)出标準的(de)反向間隙(xì);(4)機床運動(dong)距離與脈(mò)沖器經定(dìng)數值相等(děng)(斜率等于(yú)1)，恢複到機(ji)床的正常(cháng)運動。無論(lun)怎樣對反(fǎn)向間隙進(jin)行補償，其(qi)表現出的(de)特征是：除(chú)了(3)階段補(bu)償外，其他(tā)各段變化(huà)依然存在(zài)，特别是(1)階(jie)段嚴重影(ying)響到機床(chuáng)的數控車(chē)床加工精(jing)度。補償中(zhong)發現，間隙(xi)補償越大(da)，(1)階段移動(dòng)的距離也(ye)越大。金屬(shǔ)數控車床(chuáng)加工微信(xìn)，内容不錯(cuò)，值得關注(zhù)。
分析上述(shù)檢查認爲(wèi)存在幾點(dian)可能原因(yīn)：一是電機(jī)有異常，二(er)是機械方(fāng)面有故障(zhàng)，三是絲杠(gang)存在間隙(xi)。爲了進一(yi)步診斷故(gu)障，将電機(ji)和絲杠完(wan)全脫開，分(fen)别對電機(jī)和機械部(bù)分進行檢(jiǎn)查。檢查結(jié)果是電機(ji)運行正常(cháng);在對機械(xie)部分診斷(duan)中發現，用(yong)手盤動絲(si)杠時，返回(huí)運動初始(shǐ)有很大的(de)空缺感。而(ér)正常情況(kuang)下，應該能(neng)感覺到軸(zhou)承有序而(er)平滑的移(yi)動。
故障處(chù)理：經過拆(chai)卸檢查發(fa)現該軸承(cheng)确實受損(sun)，且有滾珠(zhū)脫落。更換(huan)後機床恢(hui)複正常。
2.控制邏(luó)輯不妥導(dǎo)緻數控車(chē)床加工精(jīng)度異常
故(gu)障現象：一(yi)台上海機(ji)床廠家生(sheng)産的數控(kong)車床加工(gong)中心，系統(tǒng)是Frank.數控車(che)床加工過(guò)程中，發現(xian)該機床X軸(zhóu)精度異常(cháng)，精度誤差(cha)小爲0.008mm，大爲(wei)1.2mm.故障診斷(duàn)：檢查中，機(jī)床已經按(àn)照要求設(shè)置了G54工件(jiàn)坐标系。在(zài)手動輸入(ru)數據方式(shì)操作下，以(yǐ)G54坐标系運(yun)行一段程(cheng)序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機(ji)床運行結(jie)束後顯示(shi)器上顯示(shì)的機械坐(zuo)标值爲(X軸(zhóu))“-1025.243”，記錄下該(gai)數值。然後(hou)在手動方(fāng)式下，将機(ji)床點動到(dao)其他任意(yì)位置，再次(ci)在手動輸(shu)入數據方(fāng)式操作下(xià)運行剛才(cái)的程序段(duàn)，待機床停(ting)止後，發現(xiàn)此時機床(chuang)坐标數值(zhí)顯示爲“-1024.891”，同(tong)上一次執(zhí)行後的數(shù)值比較相(xiàng)差了0.352mm.按照(zhào)同樣的方(fang)法，将X軸點(diǎn)動移動到(dào)不同的位(wèi)置，反複執(zhí)行該程序(xu)段，而顯示(shi)器上顯示(shi)的數值都(dōu)有所不同(tong)(不穩定)。金(jin)屬數控車(chē)床加工微(wei)信，内容不(bu)錯，值得關(guan)注。用百分(fen)表對X軸進(jin)行仔細檢(jiǎn)查，發現機(ji)械位置實(shí)際誤差同(tong)數字顯示(shì)出來的誤(wu)差基本一(yi)緻，從而認(ren)爲故障原(yuan)因爲X軸重(zhong)複定位誤(wù)差過大。對(duì)X軸的反向(xiàng)間隙及定(dìng)位精度進(jin)行檢查，重(zhong)新補償其(qi)誤差值，結(jie)果起不到(dào)任何作用(yòng)。因此懷疑(yi)光栅尺及(jí)系統參數(shù)等有問題(tí)。但爲什麽(me)産生如此(cǐ)大的誤差(chà)，卻又未出(chū)現相應的(de)報警信息(xi)進一步檢(jiǎn)查發現，此(ci)軸爲垂直(zhí)方向的軸(zhóu)，當X軸松開(kai)時主軸箱(xiang)向下掉，造(zao)成了誤差(chà)。
故障處理(li)：對機床的(de)PLC邏輯控制(zhi)程序做了(le)修改，即在(zài)X軸松開時(shi)，先把X軸使(shi)能加載，再(zai)把X軸松開(kāi);而在X軸夾(jia)緊時，先把(ba)X軸夾緊後(hou)，再把使能(néng)去掉。調整(zhěng)後機床故(gu)障得以解(jie)決。
3.機床位(wei)置問題導(dao)緻數控車(che)床加工精(jīng)度異常
故(gù)障診斷：檢(jian)查發現，Z軸(zhou)上下移動(dong)不均勻且(qiě)有噪聲，且(qiě)存在一定(dìng)間隙。電機(jī)啓動時，在(zài)點動方式(shì)下Z軸向上(shang)運動存在(zài)不穩定的(de)噪聲及受(shou)力不均勻(yún)，且感覺電(diàn)機抖動比(bi)較厲害;而(ér)向下運動(dong)時，就沒有(yǒu)抖動得這(zhe)麽明顯;停(ting)止時不抖(dou)動，在數控(kòng)車床加工(gong)過程中表(biao)現得比較(jiao)明顯。分析(xi)認爲，故障(zhang)原因有三(sān)點：一是絲(sī)杠反向間(jian)隙很大;二(er)是Z軸電機(jī)工作異常(cháng);三是皮帶(dài)輪受損至(zhì)受力不均(jun1)。但有一個(gè)問題要注(zhù)意的是，停(tíng)止時不抖(dou)動，上下運(yùn)動不均勻(yun)，所以電機(ji)工作異常(cháng)這個問題(tí)可以排除(chu)。金屬數控(kòng)車床加工(gong)微信，内容(rong)不錯，值得(de)關注。因此(ci)先對機械(xie)部分診斷(duàn)，在診斷測(cè)試過程中(zhong)沒有發現(xian)異常，在公(gong)差之内。利(li)用排除法(fǎ)則，餘下的(de)隻有皮帶(dài)問題了，在(zài)檢測皮帶(dài)時，發覺這(zhè)條皮帶剛(gāng)換不久，但(dan)在細心檢(jian)測皮帶時(shí)，發現皮帶(dài)内側出現(xian)不同程度(dù)的受損，很(hen)明顯是受(shòu)力不均所(suǒ)至，是什麽(me)原因造成(chéng)的呢在診(zhěn)斷中發現(xian)電機放置(zhì)有問題，即(ji)裝夾的角(jiao)度位置不(bú)對稱造成(chéng)受力不均(jun1)。
故障處理(lǐ)：隻要将電(diàn)機重裝，對(duì)準角度，測(cè)量好距離(lí)(電機與Z軸(zhóu)的軸承)，皮(pí)帶兩邊(長(zhang)度)要均勻(yún)。這樣，Z軸上(shàng)下移動不(bu)均勻且有(yǒu)噪聲及抖(dǒu)動現象就(jiu)消除了，Z軸(zhóu)數控車床(chuáng)加工恢複(fu)正常。
4.系統(tǒng)參數未優(you)化，電機運(yùn)行異常
導(dao)緻數控車(che)床加工精(jing)度異常系(xì)統參數主(zhu)要包括機(ji)床進給單(dan)位，零點偏(piān)置，反向間(jiān)隙等。例如(ru)Frank數控系統(tǒng)，其進給單(dān)位有公制(zhi)和英制兩(liǎng)種。在機床(chuang)修理過程(chéng)中對于局(ju)部處理，常(chang)常影響到(dao)零點偏置(zhì)和間隙的(de)變化，故障(zhàng)處理完畢(bì)後應作适(shi)時的調整(zhěng)和修改;另(lìng)一方面，由(yóu)于機械磨(mó)損嚴重或(huo)連接位松(sōng)動也可能(néng)造成參數(shù)實測值的(de)變化，需要(yao)對參數做(zuò)相應的修(xiū)改才能滿(man)足機床數(shù)控車床加(jiā)工精度的(de)要求。
故障(zhàng)現象：一台(tái)杭州産的(de)立式數控(kòng)銑床，配備(bei)北京KND-10M系統(tǒng)。在數控車(che)床加工過(guò)程中，發現(xian)X軸精度異(yì)常。
故障診(zhěn)斷：檢查發(fā)現X軸存在(zai)一定間隙(xì)，且電機啓(qi)動時存在(zai)不穩定的(de)現象。用手(shou)觸摸X軸電(diàn)機時感覺(jiào)電機拉動(dòng)比較厲害(hai)，停止時拉(la)動不明顯(xian)，尤其是點(dian)動方式下(xià)比較明顯(xiǎn)。分析認爲(wèi)，故障原因(yīn)有兩點：一(yi)是絲杠反(fan)間隙很大(dà);二是X軸電(dian)機工作異(yì)常。
故障處(chù)理：利用KND-10M系(xi)統的參數(shu)功能，對電(diàn)機進行調(diào)試。首先對(duì)存在的間(jian)隙進行補(bǔ)償，再調整(zhěng)伺服系統(tǒng)參數及脈(mò)沖抑制功(gōng)能參數，X軸(zhou)電機的抖(dǒu)動消除，機(ji)床數控車(che)床加工精(jing)度恢複正(zhèng)常。
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