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)給單位被改動或變化

　　2)機(jī)床各軸的零點偏置(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

　　系統(tǒng)參數(shù)主要包括機(jī)床進(jìn)給單位、零點偏置、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，常常影響到零點偏置和間隙的變化，故障處理完畢應(yīng)作適時地調(diào)整和修改;另一方面，由于機(jī)械磨損嚴(yán)重或連結(jié)松動也可能造成參數(shù)實測值的變化，需對參數(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THM6350臥式加工中心，精密工程塑料零件加工，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)床在點動、MDI操作方式下各軸運(yùn)行正常，且回參考點正常;無任何報警提示，電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認(rèn)為，主要應(yīng)對以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。

　　(1)檢查機(jī)床精度異常時正運(yùn)行的加工程序段，特別是刀具長度補(bǔ)償、加工坐標(biāo)系(G54～G59)的校對及計算。

　　(2)在點動方式下，反復(fù)運(yùn)動Z軸，經(jīng)過視、觸、聽對其運(yùn)動狀態(tài)診斷，發(fā)現(xiàn)Z向運(yùn)動聲音異常，特別是快速點動，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)動情況。在單向運(yùn)動精度保持正常后作為起始點的正向運(yùn)動，手脈每變化一步，機(jī)床Z軸運(yùn)動的實際距離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)床實際運(yùn)動位移的變化上，可以分為四個階段：①機(jī)床運(yùn)動距離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)實際未移動，表現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)的反向間隙;④機(jī)床運(yùn)動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。

　　無論怎樣對反向間隙(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，分別對電機(jī)和機(jī)械部分進(jìn)行檢查。電機(jī)運(yùn)行正常;在對機(jī)械部分診斷中發(fā)現(xiàn)，用手盤動絲杠時，返回運(yùn)動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。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)啟動時存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。用手觸摸X軸電機(jī)時感覺電機(jī)抖動比較嚴(yán)重，啟停時不太明顯，JOG方式下較明顯。

　　分析認(rèn)為，故障原因有兩點，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，精密工程塑料零件哪家好，對電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。首先對存在的間隙進(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)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。然后在手動方式下，將機(jī)床Y軸點動到其他任意位置，精密工程塑料零件，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軸點動到不同的位置，反復(fù)執(zhí)行該語句，精密工程塑料零件廠商，數(shù)顯的示值不定。用百分表對Y軸進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)機(jī)械位置實際誤差同數(shù)顯顯示出的誤差基本一致，從而認(rèn)為故障原因為Y軸重復(fù)定位誤差過大。對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，主軸箱向下掉，造成了超差。

　　對機(jī)床的PLC邏輯控制程序做了修改，即在Y軸松開時，先把Y軸使能加載，再把Y軸松開;而在夾緊時，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。

高速加工中心電主軸的轉(zhuǎn)速

高速加工中心不管采用什么主軸的轉(zhuǎn)速都是在12000r/min以上的，采用電主軸的高速加工中心的轉(zhuǎn)速少在18000r/min以上，由于電主軸采用的軸承會影響轉(zhuǎn)速，所以采用不同的軸承的電主軸的轉(zhuǎn)速就不同。一般電主軸采用的軸承有三種，分別是陶瓷球軸承、空氣靜ya軸承和磁浮軸承這三種。采用陶瓷球軸承的電主軸的轉(zhuǎn)速一般在18000-40000r/min之間；采用磁浮軸承的電主軸的轉(zhuǎn)速在100000r/min；采用空氣靜ya軸承的電主軸轉(zhuǎn)速可以達(dá)到160000r/min；由此可見，采用不同軸承的電主軸轉(zhuǎn)速就不同。

市場上CNC加工中心的種類太多了，每個廠家生產(chǎn)的加工中心可能都會有些不一樣的地方。臺鈺精機(jī)主要生產(chǎn)立式加工中心、龍門式加工中心、精密放電加工機(jī)、CNC鉆孔攻牙機(jī)的數(shù)控設(shè)備，但是對CNC加工中心還是有一定的了解的。CNC加工中心哪些功能呢？

　　一般的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的CNC加工中心系列為中高dang的高xiao通用自動化金屬切削機(jī)床，具備CNC標(biāo)準(zhǔn)化功能的精密數(shù)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)絕大多數(shù)的鉆、銑、鏜、擴(kuò)、絞等自動加工工藝，精que高xiao地完成各種復(fù)雜的凸輪、樣板、壓模、弧形槽等典型零件自動加工，并可通過RS232串口進(jìn)行DNC復(fù)雜零配件加工。它把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設(shè)備上，使其具有多種工藝手段。加工中心設(shè)置有刀庫，刀庫中存放著不同數(shù)量的各種刀具或檢具，在加工過程中由程序自動選用和更換。

　　該系列機(jī)床廣泛應(yīng)用于各類通用機(jī)械、零件、注塑模具、鑄造剛等批量生產(chǎn)加工，是五金、模具制造、電子、軍gong等行業(yè)理想的數(shù)控加工設(shè)備。特別適用于加工各種形狀復(fù)雜的二、三維凹凸模型及復(fù)雜的型腔和表面。更適于企業(yè)生產(chǎn)車間批量加工零件。適用于高精密模具、汽車、機(jī)車、航空、航天、儀器儀表、輕工輕紡、電子儀器和機(jī)械制造等行業(yè)的中小型箱體、蓋、板、殼、盤等零件的加工。

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