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數控機(jī)床加工精(jing)度異常的(de)原因及解(jie)決方法
作(zuò)者： 來源： 日(ri)期：2025/12/01 10:32:54 人氣：4309
數(shu)控機床加(jiā)工 精度異(yì)常的原因(yīn)及解決方(fāng)法
一、造成(cheng)加工精度(du)異常故障(zhang)的原因
造(zao)成加工精(jīng)度異常故(gù)障的原因(yin)隐蔽性強(qiang)，診斷難度(dù)比較大。筆(bi)者根據多(duō)年實踐經(jīng)驗，歸納出(chū)五個主要(yao)原因：機床(chuang)進給單位(wèi)被改動或(huò)變化;機床(chuang)各個軸的(de)零點偏置(zhi)異常;軸向(xiang)的反向間(jiān)隙異常;電(dian)機運行狀(zhuàng)态異常，即(jí)電氣及控(kong)制部分異(yi)常;機械故(gu)障，如絲杠(gàng)，軸承，軸聯(lián)器等部件(jian)。另外加工(gong)程序的編(bian)制，刀具的(de)選擇及人(ren)爲因素，也(yě)可能導緻(zhì)加工精度(dù)異常。金屬(shǔ)加工微信(xin)，内容不錯(cuò)，值得關注(zhù)。
二、數控機(ji)床故障診(zhěn)斷原則
1.先(xiān)外部後内(nei)部數控機(jī)床是集機(ji)械，液壓，電(diàn)氣爲一體(tǐ)的機床，故(gù)其故障的(de)發生也會(hui)由這三者(zhe)綜合反映(ying)出來。維修(xiū)人員應先(xian)由外向内(nei)逐一進行(hang)排查，盡量(liang)避免随意(yì)地啓封，拆(chāi)卸，否則會(hui)擴大故障(zhang)，使機床喪(sang)失精度，降(jiàng)低性能。
3.先靜後動(dong)先在機床(chuáng)斷電的靜(jìng)止狀态下(xia)，通過了解(jie)，觀察，測試(shi)，分析，确認(ren)爲非破壞(huai)性故障後(hòu)，方可給機(ji)床通電;在(zài)運行工況(kuàng)下，進行動(dòng)态的觀察(chá)，檢驗和測(ce)試，查找故(gu)障。
而對破(pò)壞性故障(zhang)，必須先排(pái)除危險後(hòu)，方可通電(dian)。
4.先簡單後(hou)複雜當出(chu)現多種故(gu)障互相交(jiāo)織掩蓋，一(yi)時無從下(xia)手時，應先(xiān)解決容易(yì)的問題，後(hou)解決難度(du)較大的問(wèn)題。往往簡(jiǎn)單問題解(jiě)決後，難度(dù)大的問題(tí)也可能變(biàn)得容易。
三、數控(kong)機床故障(zhang)診斷方法(fǎ)
1.直觀法(望(wang)聞問切)問(wen)-機床的故(gu)障現象，加(jiā)工狀況等(děng);看-CRT報警信(xìn)息，報警指(zhi)示燈，電容(róng)器等元件(jian)變形煙熏(xun)燒焦，保護(hù)器脫扣等(deng);聽-異常聲(sheng)響;聞-電氣(qì)元件焦糊(hu)味及其它(tā)異味;摸-發(fā)熱，振動，接(jiē)觸不良等(deng)。金屬加工(gōng)微信，内容(rong)不錯，值得(de)關注。
2.參數(shu)檢查法參(cān)數通常是(shì)存放在RAM中(zhong)，有時電池(chí)電壓不足(zú)，系統長期(qi)不通電或(huò)外部幹擾(rao)都會使參(can)數丢失或(huò)混亂，應根(gēn)據故障特(te)征，檢查和(he)校對有關(guan)參數。
3.隔離(lí)法一些故(gù)障，難以區(qū)分是數控(kòng)部分，還是(shi)伺服系統(tong)或機械部(bù)分造成的(de)，常采用隔(gé)離法。
4.同類(lei)對調法用(yòng)同功能的(de)備用闆替(ti)換被懷疑(yi)有故障的(de)模闆，或将(jiāng)功能相同(tóng)的模闆或(huo)單元相互(hu)交換。
5.功能(neng)程序測試(shì)法将G，M，S，T，功能(neng)的全部指(zhi)令編寫一(yī)些小程序(xu)，在診斷故(gù)障時運行(hang)這些程序(xu)，即可判斷(duan)功能的缺(quē)失。
四、加工(gong)精度異常(chang)故障診斷(duan)和處理實(shi)例
1.機械故(gu)障導緻加(jiā)工精度異(yì)常故障現(xiàn)象：一台SV-1000立(lì)式加工中(zhōng)心，采用Frank系(xì)統。在加工(gōng)連杆模具(ju)過程中，忽(hu)然發現Z軸(zhóu)進給異常(chang)，造成至少(shao)1mm的切削誤(wu)差量(Z方向(xiang)過切)。
故障(zhàng)診斷：調查(cha)中了解到(dào)，故障是忽(hū)然發生的(de)。機床在點(dian)動，在手動(dong)輸入數據(jù)方式操作(zuò)下各個軸(zhóu)運行正常(chang)，且回參考(kǎo)點正常，無(wu)任何報警(jing)提示，電氣(qì)控制部分(fen)硬故障的(de)可能性排(pái)除。應主要(yao)對以下幾(jǐ)個方面逐(zhu)一進行檢(jian)查。金屬加(jiā)工微信，内(nèi)容不錯，值(zhí)得關注。
檢(jiǎn)查機床精(jing)度異常時(shi)正在運行(hang)的加工程(chéng)序段，特别(bié)是刀具長(zhǎng)度補償，加(jiā)工坐标系(xì)(G54-G59)的校對和(he)計算。
在點(dian)動方式下(xià)，反複運動(dong)Z軸，經過視(shì)，觸，聽，對其(qí)運動狀态(tài)診斷，發現(xiàn)Z向運動噪(zào)音異常，特(tè)别是快速(su)點動，噪音(yīn)更加明顯(xian)。由此判斷(duan)，機械方面(mian)可能存在(zài)隐患。
檢查(chá)機床Z軸精(jīng)度。用手搖(yao)脈沖發生(sheng)器移動Z軸(zhou)，(将其倍率(lü)定爲1×100的擋(dang)位，即每變(biàn)化一步，電(dian)機進給0.1mm)，配(pei)合百分表(biǎo)觀察Z軸的(de)運動情況(kuàng)。在單向運(yùn)動保持正(zheng)常後作爲(wei)起始點的(de)正向運動(dong)，脈沖器每(měi)變化一步(bu)，機床Z軸運(yun)動的實際(jì)距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明(ming)電機運行(hang)良好，定位(wèi)精度也良(liáng)好。而返回(huí)機床實際(jì)運動位移(yí)的變化上(shàng)，可以分爲(wei)四個階段(duan)：(1)機床運動(dong)距離d1>d=0.1mm(斜率(lǜ)大于1);(2)表現(xian)出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率(lü)小于1);(3)機床(chuáng)機構實際(ji)沒移動，表(biao)現出标準(zhǔn)的反向間(jiān)隙;(4)機床運(yun)動距離與(yǔ)脈沖器經(jīng)定數值相(xiàng)等(斜率等(děng)于1)，恢複到(dao)機床的正(zheng)常運動。無(wu)論怎樣對(duì)反向間隙(xì)進行補償(cháng)，其表現出(chu)的特征是(shì)：除了(3)階段(duàn)補償外，其(qi)他各段變(bian)化依然存(cún)在，特别是(shi)(1)階段嚴重(zhòng)影響到機(jī)床的加工(gong)精度。補償(cháng)中發現，間(jiān)隙補償越(yuè)大，(1)階段移(yí)動的距離(li)也越大。金(jin)屬加工微(wēi)信，内容不(bú)錯，值得關(guān)注。
分析上(shàng)述檢查認(rèn)爲存在幾(ji)點可能原(yuán)因：一是電(dian)機有異常(cháng)，二是機械(xiè)方面有故(gu)障，三是絲(si)杠存在間(jian)隙。爲了進(jìn)一步診斷(duan)故障，将電(diàn)機和絲杠(gàng)完全脫開(kai)，分别對電(dian)機和機械(xie)部分進行(hang)檢查。檢查(cha)結果是電(dian)機運行正(zhèng)常;在對機(ji)械部分診(zhen)斷中發現(xian)，用手盤動(dòng)絲杠時，返(fǎn)回運動初(chu)始有很大(da)的空缺感(gǎn)。而正常情(qíng)況下，應該(gai)能感覺到(dào)軸承有序(xu)而平滑的(de)移動。
故障(zhang)處理：經過(guò)拆卸檢查(cha)發現該軸(zhou)承确實受(shou)損，且有滾(gun)珠脫落。更(geng)換後機床(chuáng)恢複正常(chang)。
2.控制邏輯(ji)不妥導緻(zhi)加工精度(du)異常
故障(zhàng)現象：一台(tái)上海機床(chuáng)廠家生産(chan)的加工中(zhōng)心，系統是(shì)Frank.加工過程(chéng)中，發現該(gai)機床X軸精(jīng)度異常，精(jing)度誤差小(xiǎo)爲0.008mm，大爲1.2mm.故(gù)障診斷：檢(jiǎn)查中，機床(chuang)已經按照(zhào)要求設置(zhi)了G54工件坐(zuo)标系。在手(shou)動輸入數(shu)據方式操(cao)作下，以G54坐(zuò)标系運行(háng)一段程序(xù)即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機床(chuang)運行結束(shù)後顯示器(qi)上顯示的(de)機械坐标(biao)值爲(X軸)“-1025.243”，記(jì)錄下該數(shu)值。然後在(zai)手動方式(shi)下，将機床(chuang)點動到其(qí)他任意位(wèi)置，再次在(zai)手動輸入(ru)數據方式(shì)操作下運(yun)行剛才的(de)程序段，待(dài)機床停止(zhǐ)後，發現此(ci)時機床坐(zuò)标數值顯(xian)示爲“-1024.891”，同上(shàng)一次執行(háng)後的數值(zhi)比較相差(cha)了0.352mm.按照同(tóng)樣的方法(fǎ)，将X軸點動(dòng)移動到不(bú)同的位置(zhi)，反複執行(hang)該程序段(duan)，而顯示器(qi)上顯示的(de)數值都有(yǒu)所不同(不(bu)穩定)。金屬(shu)加工微信(xin)，内容不錯(cuo)，值得關注(zhù)。用百分表(biao)對X軸進行(hang)仔細檢查(cha)，發現機械(xie)位置實際(ji)誤差同數(shu)字顯示出(chū)來的誤差(chà)基本一緻(zhi)，從而認爲(wei)故障原因(yīn)爲X軸重複(fú)定位誤差(cha)過大。對X軸(zhou)的反向間(jiān)隙及定位(wèi)精度進行(háng)檢查，重新(xin)補償其誤(wù)差值，結果(guo)起不到任(ren)何作用。因(yin)此懷疑光(guāng)栅尺及系(xi)統參數等(děng)有問題。但(dàn)爲什麽産(chǎn)生如此大(dà)的誤差，卻(que)又未出現(xiàn)相應的報(bao)警信息進(jin)一步檢查(chá)發現，此軸(zhóu)爲垂直方(fāng)向的軸，當(dāng)X軸松開時(shi)主軸箱向(xiang)下掉，造成(cheng)了誤差。
故(gu)障處理：對(dui)機床的PLC邏(luo)輯控制程(cheng)序做了修(xiū)改，即在X軸(zhou)松開時，先(xian)把X軸使能(neng)加載，再把(bǎ)X軸松開;而(ér)在X軸夾緊(jin)時，先把X軸(zhou)夾緊後，再(zài)把使能去(qù)掉。調整後(hòu)機床故障(zhang)得以解決(jue)。
3.機床位置(zhì)問題導緻(zhi)加工精度(du)異常
故障(zhàng)現象：一台(tái)杭州産的(de)立式數控(kong)銑床，配備(bèi)北京KND-10M系統(tǒng)。在點動或(huo)加工過程(chéng)中，發現Z軸(zhóu)異常。
故障(zhàng)診斷：檢查(cha)發現，Z軸上(shàng)下移動不(bu)均勻且有(yǒu)噪聲，且存(cún)在一定間(jiān)隙。電機啓(qi)動時，在點(dian)動方式下(xià)Z軸向上運(yùn)動存在不(bú)穩定的噪(zào)聲及受力(lì)不均勻，且(qie)感覺電機(ji)抖動比較(jiao)厲害;而向(xiang)下運動時(shí)，就沒有抖(dǒu)動得這麽(me)明顯;停止(zhi)時不抖動(dong)，在加工過(guo)程中表現(xiàn)得比較明(ming)顯。分析認(ren)爲，故障原(yuán)因有三點(dian)：一是絲杠(gang)反向間隙(xi)很大;二是(shi)Z軸電機工(gong)作異常;三(san)是皮帶輪(lún)受損至受(shòu)力不均。但(dan)有一個問(wèn)題要注意(yì)的是，停止(zhi)時不抖動(dòng)，上下運動(dong)不均勻，所(suǒ)以電機工(gong)作異常這(zhè)個問題可(kě)以排除。金(jīn)屬加工微(wēi)信，内容不(bú)錯，值得關(guān)注。因此先(xian)對機械部(bù)分診斷，在(zài)診斷測試(shi)過程中沒(mei)有發現異(yi)常，在公差(chà)之内。利用(yòng)排除法則(zé)，餘下的隻(zhī)有皮帶問(wèn)題了，在檢(jiǎn)測皮帶時(shí)，發覺這條(tiáo)皮帶剛換(huan)不久，但在(zài)細心檢測(cè)皮帶時，發(fa)現皮帶内(nei)側出現不(bu)同程度的(de)受損，很明(ming)顯是受力(lì)不均所至(zhì)，是什麽原(yuan)因造成的(de)呢在診斷(duan)中發現電(dian)機放置有(yǒu)問題，即裝(zhuāng)夾的角度(dù)位置不對(duì)稱造成受(shou)力不均。
故(gu)障處理：隻(zhī)要将電機(jī)重裝，對準(zhǔn)角度，測量(liang)好距離(電(diàn)機與Z軸的(de)軸承)，皮帶(dài)兩邊(長度(dù))要均勻。這(zhe)樣，Z軸上下(xia)移動不均(jun1)勻且有噪(zao)聲及抖動(dong)現象就消(xiāo)除了，Z軸加(jia)工恢複正(zhèng)常。
4.系統參(cān)數未優化(hua)，電機運行(háng)異常
導緻(zhì)加工精度(du)異常系統(tǒng)參數主要(yào)包括機床(chuang)進給單位(wei)，零點偏置(zhi)，反向間隙(xi)等。例如Frank數(shù)控系統，其(qí)進給單位(wèi)有公制和(hé)英制兩種(zhǒng)。在機床修(xiū)理過程中(zhong)對于局部(bu)處理，常常(cháng)影響到零(líng)點偏置和(he)間隙的變(bian)化，故障處(chù)理完畢後(hou)應作适時(shi)的調整和(he)修改;另一(yī)方面，由于(yu)機械磨損(sǔn)嚴重或連(lián)接位松動(dong)也可能造(zao)成參數實(shí)測值的變(bian)化，需要對(dui)參數做相(xiàng)應的修改(gǎi)才能滿足(zú)機床加工(gōng)精度的要(yao)求。
故障診斷(duàn)：檢查發現(xiàn)X軸存在一(yī)定間隙，且(qiě)電機啓動(dòng)時存在不(bú)穩定的現(xiàn)象。用手觸(chù)摸X軸電機(ji)時感覺電(dian)機拉動比(bǐ)較厲害，停(ting)止時拉動(dòng)不明顯，尤(yóu)其是點動(dòng)方式下比(bǐ)較明顯。分(fen)析認爲，故(gu)障原因有(you)兩點：一是(shi)絲杠反間(jian)隙很大;二(er)是X軸電機(ji)工作異常(cháng)。
通過對數(shù)控機床加(jiā)工精度異(yì)常故障診(zhěn)斷和處理(lǐ)方法的探(tan)讨，把實習(xí)生産中所(suo)遇到的實(shí)際問題及(jí)解決方法(fa)加以歸納(na)，充實了教(jiāo)學内容并(bing)滲透到生(shēng)産實踐中(zhōng)，不但讓學(xué)生掌握了(le)解決問題(tí)的方法，更(geng)重要的是(shi)培養了學(xué)生實際操(cao)作能力，運(yun)用知識分(fèn)析和解決(jue)問題的能(neng)力，達到技(jì)工學校教(jiao)育教學的(de)目标，使學(xue)生成爲适(shì)應市場需(xu)求的實用(yong)型人才。
上(shang)一個：精密(mì)五金零件(jiàn)加工精度(dù)爲什麽會(huì)變差
