數(shù)控機(jī)床造成加工精度異常故障的原因和排除-重慶達(dá)鴻興精密機(jī)械制造有限公司

　一、形成加工精度反常毛病的原因　　形成加工精度反常毛病的原因隱蔽性強(qiáng)，確診難度比較大，概括出五個(gè)主要原因：機(jī)床進(jìn)給單位被改動(dòng)或改變；機(jī)床各個(gè)軸的零點(diǎn)偏置反常；軸向的反向空隙反常；電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況反常，即電氣及操控部分反常；機(jī)械毛病，如絲杠，軸承，軸聯(lián)器等部件。另外加工程序的編制，刀具的挑選及人為因素，也可能導(dǎo)致加工精度反常。　　二、數(shù)控機(jī)床毛病確診準(zhǔn)則　　1.先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械，液壓，電氣為一體的機(jī)床，故其毛病的發(fā)作也會(huì)由這三者歸納反映出來(lái)。修補(bǔ)人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐個(gè)進(jìn)行排查，盡量防止隨意地啟封，拆開(kāi)，否則會(huì)擴(kuò)展毛病，使機(jī)床損失精度，下降功用。　　2.先機(jī)械后電氣一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械毛病較易發(fā)覺(jué)，而數(shù)控體系毛病的確診則難度較大些。在毛病檢修之前，首要注意掃除機(jī)械性的毛病，往往可到達(dá)事半功倍的效果。　　3.先靜后動(dòng)先在機(jī)床斷電的中止?fàn)顩r下，通過(guò)了解，調(diào)查，測(cè)驗(yàn)，剖析，確以為非破壞性毛病后，方可給機(jī)床通電；在運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)查，查驗(yàn)和測(cè)驗(yàn)，查找毛病。而對(duì)破壞性毛病，必須先掃除風(fēng)險(xiǎn)后，方可通電。　　4.先簡(jiǎn)略后雜亂當(dāng)呈現(xiàn)多種毛病互相交錯(cuò)掩蓋，一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應(yīng)先處理簡(jiǎn)略的問(wèn)題，后處理難度較大的問(wèn)題。往往簡(jiǎn)略問(wèn)題處理后，難度大的問(wèn)題也可能變得簡(jiǎn)略。　　三、數(shù)控機(jī)床毛病確診辦法　　1.直觀法：(望聞問(wèn)切)問(wèn)-機(jī)床的毛病現(xiàn)象，加工狀況等；看-CRT報(bào)警信息，報(bào)警指示燈，電容器等元件變形煙熏燒焦，保護(hù)器脫扣等；聽(tīng)-反常動(dòng)靜；聞-電氣元件焦糊味及其它異味；摸-發(fā)熱，振蕩，接觸不良等。　　2.參數(shù)查看法：參數(shù)通常是存放在RAM中，有時(shí)電池電壓不足，體系長(zhǎng)時(shí)間不通電或外部干擾都會(huì)使參數(shù)丟掉或紊亂，應(yīng)根據(jù)毛病特征，查看和校正有關(guān)參數(shù)。　　3.隔離法：一些毛病，難以區(qū)別是數(shù)控部分，仍是伺服體系或機(jī)械部分形成的，常選用隔離法。　　4.同類(lèi)對(duì)調(diào)法用同功用的備用板替換被置疑有毛病的模板，或?qū)⒐τ孟嗤哪０寤騿卧嗷ソ粨Q。　　5.功用程序測(cè)驗(yàn)法將G，M，S，T，功用的悉數(shù)指令編寫(xiě)一些小程序，在確診毛病時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)這些程序，即可判別功用的缺失。　　四、加工精度反常毛病確診和處理實(shí)例　　1.機(jī)械毛病導(dǎo)致加工精度反常　　毛病現(xiàn)象：一臺(tái)SV-1000立式加工中心，選用Frank體系。在加工連桿模具過(guò)程中，遽然發(fā)現(xiàn)Z軸進(jìn)給反常，形成至少1mm的切削差錯(cuò)量(Z方向過(guò)切)。　　毛病確診：調(diào)查中了解到，毛病是遽然發(fā)作的。機(jī)床在點(diǎn)動(dòng)，在手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)辦法操作下各個(gè)軸運(yùn)轉(zhuǎn)正常，且回參考點(diǎn)正常，無(wú)任何報(bào)警提示，電氣操控部分硬毛病的可能性掃除。應(yīng)主要對(duì)以下幾個(gè)方面逐個(gè)進(jìn)行查看。　　查看機(jī)床精度反常時(shí)正在運(yùn)轉(zhuǎn)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)的校正和核算。　　在點(diǎn)動(dòng)辦法下，重復(fù)運(yùn)動(dòng)Z軸，通過(guò)視，觸，聽(tīng)，對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀況確診，發(fā)現(xiàn)Z向運(yùn)動(dòng)噪音反常，特別是快速點(diǎn)動(dòng)，噪音愈加顯著。由此判別，機(jī)械方面可能存在危險(xiǎn)。　　查看機(jī)床Z軸精度。用手搖脈沖發(fā)作器移動(dòng)Z軸，(將其倍率定為1×100的擋位，即每改變一步，電機(jī)進(jìn)給0.1mm)，合作百分表調(diào)查Z軸的運(yùn)動(dòng)狀況。在單向運(yùn)動(dòng)堅(jiān)持正常后作為起始點(diǎn)的正向運(yùn)動(dòng)，脈沖器每改變一步，機(jī)床Z軸運(yùn)動(dòng)的實(shí)踐間隔d=d1=d2=d3=…=0.1mm，闡明電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)杰出，定位精度也杰出。而回來(lái)機(jī)床實(shí)踐運(yùn)動(dòng)位移的改變上，能夠分為四個(gè)階段：(1)機(jī)床運(yùn)動(dòng)間隔d1>d=0.1mm(斜率大于1)；(2)體現(xiàn)出為d1=0.1mm>d2>d3(斜率小于1)；(3)機(jī)床組織實(shí)踐沒(méi)移動(dòng)，體現(xiàn)出zui規(guī)范的反向空隙；(4)機(jī)床運(yùn)動(dòng)間隔與脈沖器經(jīng)定數(shù)值持平(斜率等于1)，康復(fù)到機(jī)床的正常運(yùn)動(dòng)。無(wú)論怎樣對(duì)反向空隙進(jìn)行補(bǔ)償，其體現(xiàn)出的特征是：除了(3)階段補(bǔ)償外，其他各段改變?nèi)匀淮嬖冢貏e是(1)階段嚴(yán)峻影響到機(jī)床的加工精度。補(bǔ)償中發(fā)現(xiàn)，空隙補(bǔ)償越大，(1)階段移動(dòng)的間隔也越大。　　剖析上述查看以為存在幾點(diǎn)可能原因：一是電機(jī)有反常，二是機(jī)械方面有毛病，三是絲杠存在空隙。為了進(jìn)一步確診毛病，將電機(jī)和絲杠*脫開(kāi)，分別對(duì)電機(jī)和機(jī)械部分進(jìn)行查看。查看結(jié)果是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常；在對(duì)機(jī)械部分確診中發(fā)現(xiàn)，用手盤(pán)動(dòng)絲杠時(shí)，回來(lái)運(yùn)動(dòng)初始有很大的空缺感。而正常狀況下，應(yīng)該能感覺(jué)到軸承有序而滑潤(rùn)的移動(dòng)。　　毛病處理：通過(guò)拆開(kāi)查看發(fā)現(xiàn)該軸承的確受損，且有滾珠脫落。替換后機(jī)床康復(fù)正常。　　2.操控邏輯不當(dāng)導(dǎo)致加工精度反常　　毛病現(xiàn)象：一臺(tái)上海機(jī)床廠家出產(chǎn)的加工中心，體系是Frank.加工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該機(jī)床X軸精度反常，精度差錯(cuò)zui小為0.008mm，zui大為1.2mm.毛病確診：查看中，機(jī)床現(xiàn)已依照要求設(shè)置了G54工件坐標(biāo)系。在手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)辦法操作下，以G54坐標(biāo)系運(yùn)轉(zhuǎn)一段程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150；M30；”，待機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)完畢后顯現(xiàn)器上顯現(xiàn)的機(jī)械坐標(biāo)值為(X軸)“-1025.243”，記錄下該數(shù)值。然后在手動(dòng)辦法下，將機(jī)床點(diǎn)動(dòng)到其他恣意方位，再次在手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)辦法操作下運(yùn)轉(zhuǎn)剛才的程序段，待機(jī)床中止后，發(fā)現(xiàn)此時(shí)機(jī)床坐標(biāo)數(shù)值顯現(xiàn)為“-1024.891”，同上一次履行后的數(shù)值比較相差了0.352mm.依照相同的辦法，將X軸點(diǎn)動(dòng)移動(dòng)到不同的方位，重復(fù)履行該程序段，而顯現(xiàn)器上顯現(xiàn)的數(shù)值都有所不同(不穩(wěn)定)。用百分表對(duì)X軸進(jìn)行仔細(xì)查看，發(fā)現(xiàn)機(jī)械方位實(shí)踐差錯(cuò)同數(shù)字顯現(xiàn)出來(lái)的差錯(cuò)根本共同，從而以為毛病原因?yàn)?/span>X軸重復(fù)定位差錯(cuò)過(guò)大。對(duì)X軸的反向空隙及定位精度進(jìn)行查看，重新補(bǔ)償其差錯(cuò)值，結(jié)果起不到任何效果。因而置疑光柵尺及體系參數(shù)等有問(wèn)題。但為什么發(fā)生如此大的差錯(cuò)，卻又未呈現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警信息進(jìn)一步查看發(fā)現(xiàn)，此軸為筆直方向的軸，當(dāng)X軸松開(kāi)時(shí)主軸箱向下掉，形成了差錯(cuò)。　　毛病處理：對(duì)機(jī)床的PLC邏輯操控程序做了修正，即在X軸松開(kāi)時(shí)，先把X軸使能加載，再把X軸松開(kāi)；而在X軸夾緊時(shí)，先把X軸夾緊后，再把使能去掉。調(diào)整后機(jī)床毛病得以處理。　　3.機(jī)床方位問(wèn)題導(dǎo)致加工精度反常　　毛病現(xiàn)象：一臺(tái)杭州產(chǎn)的立式數(shù)控銑床，裝備北京KND-10M體系。在點(diǎn)動(dòng)或加工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)Z軸反常。　　毛病確診：查看發(fā)現(xiàn)，Z軸上下移動(dòng)不均勻且有噪聲，且存在必定空隙。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在點(diǎn)動(dòng)辦法下Z軸向上運(yùn)動(dòng)存在不穩(wěn)定的噪聲及受力不均勻，且感覺(jué)電機(jī)顫動(dòng)比較兇猛；而向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，就沒(méi)有顫動(dòng)得這么顯著；中止時(shí)不顫動(dòng)，在加工過(guò)程中體現(xiàn)得比較顯著。剖析以為，毛病原因有三點(diǎn)：一是絲杠反向空隙很大；二是Z軸電機(jī)作業(yè)反常；三是皮帶輪受損至受力不均。但有一個(gè)問(wèn)題要注意的是，中止時(shí)不顫動(dòng)，上下運(yùn)動(dòng)不均勻，所以電機(jī)作業(yè)反常這個(gè)問(wèn)題能夠掃除。因而先對(duì)機(jī)械部分確診，在確診測(cè)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)反常，在公役之內(nèi)。使用掃除規(guī)律，余下的只要皮帶問(wèn)題了，在檢測(cè)皮帶時(shí)，發(fā)覺(jué)這條皮帶剛換不久，但在仔細(xì)檢測(cè)皮帶時(shí)，發(fā)現(xiàn)皮帶內(nèi)側(cè)呈現(xiàn)不同程度的受損，很顯著是受力不均所至，是什么原因形成的呢在確診中發(fā)現(xiàn)電機(jī)放置有問(wèn)題，即裝夾的視點(diǎn)方位不對(duì)稱(chēng)形成受力不均。　　毛病處理：只要將電機(jī)重裝，對(duì)準(zhǔn)視點(diǎn)，丈量好間隔(電機(jī)與Z軸的軸承)，皮帶兩頭(長(zhǎng)度)要均勻。這樣，Z軸上下移動(dòng)不均勻且有噪聲及顫動(dòng)現(xiàn)象就消除了，Z軸加工康復(fù)正常。　　4.體系參數(shù)未優(yōu)化，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)反常　　導(dǎo)致加工精度反常體系參數(shù)主要包含機(jī)床進(jìn)給單位，零點(diǎn)偏置，反向空隙等。例如Frank數(shù)控體系，其進(jìn)給單位有公制和英制兩種。在機(jī)床修補(bǔ)過(guò)程中關(guān)于部分處理，常常影響到零點(diǎn)偏置和空隙的改變，毛病處理完畢后應(yīng)作當(dāng)令的調(diào)整和修正；另一方面，因?yàn)闄C(jī)械磨損嚴(yán)峻或連接位松動(dòng)也可能形成參數(shù)實(shí)測(cè)值的改變，需要對(duì)參數(shù)做相應(yīng)的修正才能滿(mǎn)意機(jī)床加工精度的要求。　　毛病現(xiàn)象：一臺(tái)杭州產(chǎn)的立式數(shù)控銑床，裝備北京KND-10M體系。在加工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)X軸精度反常。　　毛病確診：查看發(fā)現(xiàn)X軸存在必定空隙，且電機(jī)啟動(dòng)時(shí)存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象。用手接觸X軸電機(jī)時(shí)感覺(jué)電機(jī)拉動(dòng)比較兇猛，中止時(shí)拉動(dòng)不顯著，尤其是點(diǎn)動(dòng)辦法下比較顯著。剖析以為，毛病原因有兩點(diǎn)：一是絲杠反空隙很大；二是X軸電機(jī)作業(yè)反常。　　毛病處理：使用KND-10M體系的參數(shù)功用，對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。首要對(duì)存在的空隙進(jìn)行補(bǔ)償，再調(diào)整伺服體系參數(shù)及脈沖按捺功用參數(shù)，X軸電機(jī)的顫動(dòng)消除，機(jī)床加工精度康復(fù)正常。

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