一、造(zao)成數控車床(chuang)加工精(jing)度異常故(gu)障的(de)原因(yin)
造成數控(kong)車床加工精度(du)異常(chang)故(gu)障的原(yuan)因隐蔽性(xing)強，診(zhen)斷難(nan)度(du)比較大(da)，歸納出五個主(zhu)要原因：機床進(jin)給單位被(bei)改動(dong)或變(bian)化;機(ji)床各(ge)個軸的零(ling)點偏(pian)置異(yi)常(chang);軸向的(de)反向間隙異常(chang);電機運行狀态(tai)異常，即電氣及控制(zhi)部分異常(chang);機械故障(zhang)，如絲杠，軸承(cheng)，軸(zhou)聯器(qi)等部件。另外數(shu)控車(che)床(chuang)加工程(cheng)序的編(bian)制(zhi)，刀具的選(xuan)擇及(ji)人爲(wei)因素，也可(ke)能導(dao)緻數控車床加(jia)工精度異(yi)常。
二(er)、數控(kong)機(ji)床故障(zhang)診斷原(yuan)則(ze)
1.先外(wai)部後(hou)内(nei)部數控(kong)機床(chuang)是集機械(xie)，液壓(ya)，電氣爲一(yi)體的(de)機床，故其故障(zhang)的發(fa)生也(ye)會由這三者綜合反映出來。維(wei)修人(ren)員應(ying)先由外向(xiang)内逐(zhu)一進(jin)行排查，盡(jin)量避免随(sui)意(yi)地啓封(feng)，拆卸(xie)，否(fou)則(ze)會擴大故障，使(shi)機床(chuang)喪失(shi)精度(du)，降低(di)性能。
2.先(xian)機械後(hou)電氣(qi)一般來說(shuo)，機械故障較易(yi)發覺，而(er)數(shu)控系統故(gu)障(zhang)的診斷(duan)則難度(du)較(jiao)大些。在故(gu)障(zhang)檢(jian)修之(zhi)前，首(shou)先注(zhu)意排(pai)除機(ji)械性(xing)的故(gu)障，往往(wang)可(ke)達到事半(ban)功倍的效(xiao)果。
3.先靜(jing)後動先(xian)在機(ji)床(chuang)斷(duan)電的(de)靜止(zhi)狀态(tai)下，通(tong)過了解(jie)，觀察，測(ce)試，分析，确(que)認爲(wei)非破(po)壞性故障(zhang)後，方可(ke)給(gei)機床(chuang)通電(dian);在運行工(gong)況下(xia)，進(jin)行(hang)動态(tai)的觀(guan)察，檢(jian)驗和(he)測試，查(cha)找故障。金屬數控車床(chuang)加工微信(xin)，内容(rong)不錯(cuo)，值得(de)關注(zhu)。
而對破壞(huai)性故(gu)障，必(bi)須(xu)先排除(chu)危險(xian)後(hou)，方(fang)可通電。
4.先(xian)簡單後複(fu)雜當(dang)出(chu)現(xian)多種故障(zhang)互(hu)相交織(zhi)掩蓋，一時無從下手時，應(ying)先解(jie)決容(rong)易的(de)問題，後解(jie)決(jue)難度較(jiao)大的(de)問題。往往(wang)簡單(dan)問題解決(jue)後，難(nan)度(du)大(da)的問題也可能(neng)變得(de)容易。
三、數控機(ji)床故障診斷方(fang)法
1.直(zhi)觀法(fa)：(望聞(wen)問切)問(wen)-機(ji)床的(de)故障(zhang)現(xian)象，數控車床(chuang)加(jia)工狀況(kuang)等;看-CRT報警(jing)信息(xi)，報警(jing)指示燈，電(dian)容器等元(yuan)件變(bian)形煙(yan)熏燒焦，保(bao)護器脫扣等;聽(ting)-異常(chang)聲響;聞-電(dian)氣元件焦(jiao)糊味及其它異味;摸(mo)-發熱，振動，接觸(chu)不良(liang)等。金(jin)屬數(shu)控車(che)床加(jia)工微信，内(nei)容不錯，值(zhi)得關注。
2.參(can)數檢(jian)查法(fa)：參(can)數通常(chang)是存放在RAM中，有時電池電壓不(bu)足，系(xi)統(tong)長(zhang)期不(bu)通電(dian)或外部幹(gan)擾都會使(shi)參數丢失或混亂，應(ying)根據故障特征(zheng)，檢查(cha)和(he)校(xiao)對有(you)關參數。
3.隔離法(fa)：一些(xie)故障(zhang)，難以(yi)區分是(shi)數(shu)控部分，還(hai)是伺服系(xi)統或機械(xie)部分造成(cheng)的(de)，常采用(yong)隔離法(fa)。
4.同(tong)類對調法(fa)用(yong)同功能(neng)的備(bei)用闆(pan)替換被懷疑有故障(zhang)的模闆(pan)，或将功(gong)能相(xiang)同(tong)的模闆(pan)或單(dan)元相(xiang)互交(jiao)換。
5.功(gong)能(neng)程(cheng)序測(ce)試法将G，M，S，T，功能的全部(bu)指令(ling)編寫(xie)一些小(xiao)程序，在(zai)診斷(duan)故(gu)障時運(yun)行這(zhe)些(xie)程序，即(ji)可判斷功能的(de)缺失(shi)。
四、數控車(che)床加(jia)工(gong)精(jing)度異(yi)常故障診斷和(he)處理(li)實例(li)
1.機械(xie)故障導(dao)緻(zhi)數控車床加工精度(du)異常(chang)故障(zhang)現象：一台(tai)SV-1000立式(shi)數控(kong)車床加工中心(xin)，采用(yong)Frank系(xi)統(tong)。在數(shu)控車床加(jia)工連杆模(mo)具過程中(zhong)，忽然發現(xian)Z軸進給異(yi)常，造成至(zhi)少1mm的切(qie)削(xue)誤差量(Z方(fang)向過(guo)切)。
故(gu)障診(zhen)斷：調(diao)查中(zhong)了解(jie)到，故障是(shi)忽然(ran)發生(sheng)的。機(ji)床在(zai)點動，在手(shou)動輸入(ru)數(shu)據方式操(cao)作下(xia)各個(ge)軸運(yun)行(hang)正(zheng)常，且回參(can)考點(dian)正常(chang)，無任何報(bao)警提(ti)示，電(dian)氣控制部(bu)分硬(ying)故(gu)障的可能性(xing)排(pai)除(chu)。應主(zhu)要對以下幾個(ge)方面(mian)逐一(yi)進行(hang)檢查。金屬(shu)數控車床加工微信(xin)，内容(rong)不(bu)錯(cuo)，值得(de)關注(zhu)。
檢(jian)查(cha)機床(chuang)精度異(yi)常(chang)時正(zheng)在運(yun)行的(de)數控(kong)車床加工(gong)程序(xu)段，特(te)别是(shi)刀具(ju)長度補償(chang)，數控車床加工(gong)坐标(biao)系(G54-G59)的校(xiao)對(dui)和計(ji)算。
在點(dian)動方式(shi)下，反複運(yun)動Z軸，經過(guo)視，觸(chu)，聽，對(dui)其運動狀(zhuang)态診(zhen)斷，發(fa)現Z向運動(dong)噪音異(yi)常，特别(bie)是快速點動，噪(zao)音更(geng)加明(ming)顯。由(you)此判斷，機械方(fang)面可(ke)能存在隐(yin)患。
檢(jian)查機(ji)床Z軸(zhou)精度。用手搖脈(mo)沖發(fa)生器移動(dong)Z軸，(将(jiang)其倍(bei)率定(ding)爲1×100的擋位，即每(mei)變化一(yi)步(bu)，電機(ji)進給(gei)0.1mm)，配合百分(fen)表觀察Z軸(zhou)的運動情況(kuang)。在單向(xiang)運動(dong)保持(chi)正常(chang)後作(zuo)爲(wei)起始點(dian)的正(zheng)向運(yun)動，脈(mo)沖器(qi)每變(bian)化一(yi)步，機床Z軸(zhou)運動的實(shi)際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說(shuo)明電機運行良(liang)好，定(ding)位(wei)精(jing)度也(ye)良好。而返(fan)回機床實際運(yun)動位(wei)移的(de)變(bian)化上，可以分(fen)爲四個階(jie)段：(1)機(ji)床運動距離d1>d=0.1mm(斜率大于1);(2)表(biao)現出(chu)爲(wei)d1=0.1mm>d2>d3(斜(xie)率小于1);(3)機(ji)床機構實(shi)際沒移動，表現(xian)出标(biao)準(zhun)的反向(xiang)間隙;(4)機床(chuang)運動(dong)距離與(yu)脈(mo)沖器(qi)經定數值(zhi)相等(deng)(斜率(lü)等(deng)于(yu)1)，恢複(fu)到機床的(de)正常運動。無論怎樣(yang)對反(fan)向(xiang)間隙進(jin)行補償(chang)，其(qi)表現(xian)出的(de)特征是：除(chu)了(3)階(jie)段補(bu)償外(wai)，其他各段(duan)變化(hua)依然存在，特别(bie)是(1)階(jie)段(duan)嚴重影(ying)響到機床的數(shu)控車床加(jia)工精(jing)度。補(bu)償中(zhong)發現(xian)，間隙補償越大，(1)階段(duan)移動(dong)的距(ju)離也(ye)越(yue)大(da)。金屬(shu)數控(kong)車(che)床(chuang)加工(gong)微信，内容不錯(cuo)，值得關注(zhu)。
分析(xi)上述(shu)檢查(cha)認爲(wei)存在幾點可能(neng)原因：一是電機(ji)有異(yi)常，二是機(ji)械方面有故障(zhang)，三是(shi)絲杠存在(zai)間隙(xi)。爲了進一步診斷(duan)故(gu)障，将(jiang)電機(ji)和(he)絲(si)杠完全脫(tuo)開，分别對(dui)電機和機械部(bu)分進(jin)行檢查。檢(jian)查結果是(shi)電機運行(hang)正常;在對(dui)機械(xie)部分(fen)診斷中發(fa)現，用手盤(pan)動絲杠(gang)時(shi)，返回(hui)運動(dong)初(chu)始有很(hen)大的空缺感。而正常(chang)情況(kuang)下，應(ying)該能(neng)感覺(jiao)到軸承有(you)序而平滑(hua)的移(yi)動。
故(gu)障處理：經(jing)過(guo)拆卸檢(jian)查發現該(gai)軸承确實受損，且有(you)滾珠脫落。更換後機(ji)床恢(hui)複正(zheng)常。
2.控制(zhi)邏(luo)輯不(bu)妥導緻數(shu)控車(che)床加工(gong)精度異(yi)常
故障現(xian)象：一(yi)台上海(hai)機床廠(chang)家生産的(de)數控(kong)車床(chuang)加(jia)工中心(xin)，系統是Frank.數(shu)控車床加工(gong)過程中(zhong)，發現該機(ji)床X軸精度異(yi)常，精度(du)誤差小(xiao)爲(wei)0.008mm，大爲1.2mm.故障(zhang)診斷：檢查(cha)中，機床(chuang)已(yi)經按(an)照要求設(she)置了(le)G54工件(jian)坐标(biao)系。在(zai)手動輸入(ru)數據(ju)方式操作(zuo)下，以(yi)G54坐标(biao)系(xi)運行一(yi)段程序(xu)即(ji)“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機(ji)床運(yun)行(hang)結束後(hou)顯示(shi)器上(shang)顯示(shi)的機(ji)械(xie)坐标值(zhi)爲(X軸)“-1025.243”，記錄(lu)下該(gai)數值(zhi)。然(ran)後在手(shou)動方式(shi)下(xia)，将機(ji)床點(dian)動到其他(ta)任意(yi)位置，再次(ci)在手動輸入數(shu)據方(fang)式(shi)操(cao)作下(xia)運行(hang)剛才的程(cheng)序段(duan)，待機床停止後，發現此時(shi)機床坐标(biao)數值(zhi)顯示(shi)爲(wei)“-1024.891”，同(tong)上一(yi)次執行後(hou)的數(shu)值比較相差了(le)0.352mm.按照(zhao)同樣的方(fang)法，将(jiang)X軸點(dian)動移(yi)動到不同的位(wei)置，反(fan)複(fu)執(zhi)行該(gai)程序段，而(er)顯示(shi)器上顯示(shi)的數(shu)值都(dou)有所(suo)不同(tong)(不穩定)。金屬數(shu)控車床加工微信，内(nei)容不錯，值(zhi)得關注(zhu)。用(yong)百分表對X軸進行仔(zai)細檢查，發(fa)現機(ji)械位(wei)置(zhi)實際誤(wu)差同數字(zi)顯示(shi)出來的(de)誤差基(ji)本一緻，從(cong)而認(ren)爲故(gu)障原(yuan)因爲(wei)X軸重(zhong)複(fu)定位誤差過大(da)。對X軸的(de)反向間(jian)隙(xi)及定(ding)位精(jing)度(du)進(jin)行檢(jian)查，重(zhong)新補(bu)償其(qi)誤差(cha)值，結果起(qi)不到任何作用(yong)。因此(ci)懷(huai)疑光栅(shan)尺及系(xi)統(tong)參數(shu)等有問(wen)題(ti)。但爲(wei)什麽(me)産(chan)生如此大的(de)誤(wu)差，卻又(you)未出(chu)現相(xiang)應的(de)報警(jing)信息(xi)進一(yi)步檢查發現，此軸爲垂直方向(xiang)的軸(zhou)，當X軸(zhou)松開(kai)時主軸箱向下(xia)掉，造成了(le)誤差(cha)。
故障處理：對機(ji)床的(de)PLC邏輯(ji)控制(zhi)程序(xu)做(zuo)了修改(gai)，即在(zai)X軸松開時，先把(ba)X軸使(shi)能加(jia)載，再把X軸(zhou)松開(kai);而在(zai)X軸(zhou)夾(jia)緊時(shi)，先把X軸(zhou)夾(jia)緊後(hou)，再把使能去掉(diao)。調整後機(ji)床故(gu)障得(de)以解決。
3.機(ji)床位(wei)置問題導(dao)緻數(shu)控車床加(jia)工精度(du)異(yi)常
故(gu)障現象：一台杭(hang)州産(chan)的(de)立(li)式數控銑(xi)床(chuang)，配備北(bei)京KND-10M系(xi)統。在(zai)點動(dong)或數(shu)控車床加(jia)工過程中(zhong)，發現Z軸異常(chang)。
故障診(zhen)斷：檢(jian)查(cha)發(fa)現，Z軸(zhou)上下(xia)移(yi)動不均(jun)勻且有噪(zao)聲，且(qie)存在(zai)一定間隙(xi)。電機啓動(dong)時，在點動(dong)方式下Z軸(zhou)向上(shang)運動存在(zai)不穩(wen)定的噪聲(sheng)及受力(li)不均勻，且感(gan)覺電(dian)機抖(dou)動比較厲(li)害;而(er)向下(xia)運動(dong)時，就(jiu)沒有抖動(dong)得這麽明(ming)顯(xian);停止時(shi)不抖動(dong)，在(zai)數控(kong)車床(chuang)加工(gong)過程(cheng)中表現得比較(jiao)明顯(xian)。分析認爲(wei)，故障原因(yin)有三點：一是絲杠反(fan)向間隙(xi)很大;二是Z軸電機(ji)工作(zuo)異常(chang);三是(shi)皮帶(dai)輪受(shou)損至受力(li)不均(jun)。但有(you)一個(ge)問題(ti)要注(zhu)意的(de)是，停止時不抖(dou)動，上下運動不(bu)均勻，所(suo)以(yi)電機(ji)工作(zuo)異(yi)常這個(ge)問題可(ke)以(yi)排除(chu)。金屬(shu)數(shu)控(kong)車床(chuang)加工微(wei)信(xin)，内容(rong)不錯(cuo)，值(zhi)得關注(zhu)。因此(ci)先(xian)對機械(xie)部分診斷，在診(zhen)斷測試過程中沒有(you)發現(xian)異常(chang)，在公(gong)差之内。利用排(pai)除法(fa)則，餘(yu)下的隻有(you)皮帶問題了(le)，在檢測(ce)皮帶時(shi)，發覺這(zhe)條皮(pi)帶(dai)剛換不(bu)久，但在細心檢(jian)測皮(pi)帶時，發現(xian)皮帶(dai)内側(ce)出現(xian)不同(tong)程度的受(shou)損，很(hen)明顯(xian)是受力不均所(suo)至，是(shi)什麽原因造成(cheng)的呢(ne)在診斷中(zhong)發現(xian)電機(ji)放置有問(wen)題，即裝夾(jia)的角(jiao)度位(wei)置不(bu)對稱(cheng)造成(cheng)受力(li)不均(jun)。
故障(zhang)處理：隻要(yao)将(jiang)電機重(zhong)裝，對(dui)準角(jiao)度，測(ce)量好(hao)距離(電機(ji)與Z軸的軸承)，皮(pi)帶兩(liang)邊(長度)要(yao)均勻(yun)。這樣，Z軸上下移動不均勻(yun)且有噪聲(sheng)及抖動現(xian)象就消除(chu)了，Z軸數(shu)控(kong)車床加工(gong)恢複正常(chang)。
4.系統參數未優(you)化，電(dian)機運行異(yi)常
導(dao)緻數(shu)控車床加(jia)工精度異(yi)常系統(tong)參(can)數主(zhu)要包(bao)括(kuo)機床進(jin)給單(dan)位，零(ling)點偏(pian)置，反向(xiang)間(jian)隙等(deng)。例如(ru)Frank數(shu)控系統(tong)，其進給(gei)單(dan)位有(you)公制和(he)英制兩(liang)種。在(zai)機床修理(li)過程(cheng)中對于局(ju)部處(chu)理(li)，常常影(ying)響到(dao)零(ling)點(dian)偏置(zhi)和間(jian)隙的(de)變化(hua)，故障處理完畢(bi)後應作适時的(de)調整(zheng)和修(xiu)改;另一方(fang)面，由(you)于機(ji)械磨(mo)損嚴(yan)重或(huo)連接(jie)位松動也(ye)可能(neng)造成(cheng)參數實測(ce)值的變化(hua)，需要對(dui)參(can)數做(zuo)相應(ying)的修(xiu)改才(cai)能滿(man)足(zu)機(ji)床數(shu)控車床(chuang)加(jia)工精(jing)度的要(yao)求。
故障現象(xiang)：一台(tai)杭州(zhou)産的(de)立(li)式數控(kong)銑床(chuang)，配(pei)備北京(jing)KND-10M系統。在數(shu)控車床加(jia)工(gong)過(guo)程中(zhong)，發現X軸精(jing)度異(yi)常。
故(gu)障診斷：檢(jian)查發現X軸(zhou)存在一定(ding)間隙(xi)，且電(dian)機啓動時(shi)存在(zai)不穩(wen)定的現象(xiang)。用手觸摸X軸電(dian)機時感覺電機(ji)拉動比較(jiao)厲害，停止時拉(la)動不(bu)明顯，尤其(qi)是點動方(fang)式下比較(jiao)明顯。分析(xi)認爲(wei)，故障(zhang)原因有兩(liang)點：一是絲(si)杠反(fan)間隙(xi)很大(da);二是(shi)X軸電機(ji)工(gong)作異(yi)常。
故障(zhang)處理：利(li)用KND-10M系(xi)統的參數(shu)功能，對(dui)電(dian)機進(jin)行調試(shi)。首(shou)先對(dui)存在(zai)的間隙進(jin)行補償，再(zai)調整(zheng)伺服系統(tong)參數(shu)及脈沖抑制功能參(can)數，X軸電機(ji)的抖動消(xiao)除，機(ji)床數(shu)控車床加(jia)工精度(du)恢(hui)複正常。
