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                          如何解决数控机床加工精度异常的故障?

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                          如何解决数控机床加工精度异常的故障?

                          发布日期:2015-07-13 00:00 来源:http://www.zfhj.tw 点击:

                              生产中经常会遇到数控机床加工精度异常的故障。此类故障隐蔽性强、诊断难度大。导致此类故障的原因主要有以下方面:
                            1)机床进给单位被改动或变化
                            2)机床各轴的零点偏置(NULLOFFSET)异常
                            3)轴向的反向间隙(BACKLASH)异常
                            4)电机运行状态异常,即电气及控制部分故障
                            5)此外,加工程序的编制、刀具的选择及人为因素,?#37096;?#33021;导致加工精度异常。


                            1.系统参数发生变化或改动
                            系统参数主要包括机床进给单位、零点偏置、反向间隙等等。例如SIEMENS、FANUC数控系?#24120;?#20854;进给单位有公制和英制两种。机床修理过程中某些处理,常常影响到零点偏置?#22270;?#38553;的变化,故障处理完毕应作适时地调整和修改;另一方面,由于机?#30340;?#25439;严重或连结松动?#37096;?#33021;造成参数实测值的变化,需对参数做相应的修改才能满足机床加工精度的要求。
                            
                            2.机械故障导致的加工精度异常
                            一台THM6350卧式加工中心,采用FANUC0i-MA数控系统。一次在铣削汽轮机叶片的过程中,突然发现Z轴进给异常,造成至少1mm的切削误差量(Z向过切)。调查中了解到:故障是突然发生的。机床在点动、MDI操作方式下各轴运行正常,?#19968;?#21442;考点正常;无任何报警提示,电气控制部分硬故障的可能性排除。分析认为,主要应对以下几方面逐一进行检查。
                            (1)检查机床精度异常时正运行的加工程序段,特别是刀具长度补偿、加工坐标系(G54~G59)的校对及计算。
                            (2)在点动方式下,反复?#30805;痁轴,经过视、触、听对其?#30805;?#29366;态诊断,发现Z向?#30805;?#22768;音异常,特别?#24378;?#36895;点动,噪声更加明显。由此判断,机械方面可能存在隐患。
                            (3)检查机床Z轴精度。用手脉发生器移动Z轴,(将手脉倍率定为1×100的挡位,即每变化一步,电机进给0.1mm),配合百分表观察Z轴的?#30805;?#24773;况。在单向?#30805;?#31934;度保持正常后作为起始点的正向?#30805;?#25163;脉每变化一步,机床Z轴?#30805;?#30340;?#23548;示?#31163;d=d1=d2=d3…=0.1mm,说明电机运行良好,定位精度良好。而返回机床?#23548;试硕?#20301;移的变化上,可以分为四个阶段:①机床?#30805;?#36317;离d1>d=0.1mm(斜率大于1);②表现出为d=0.1mm>;d2>d3(斜?#24066;?#20110;1);③机床机?#25925;导?#26410;移动,表现出最标准的反向间隙;④机床?#30805;?#36317;离与手脉给定值相等(斜率等于1),恢复到机床的正常?#30805;?/span>
                            
                            无论怎样对反向间隙(参数1851)进行补偿,其表现出的特征是:除第③阶段能够补偿外,其他各段变化仍然存在,特别是第①阶段严重影响到机床的加工精度。补偿中发现,间隙补偿越大,第①段的移动距离也越大。
                            
                            分析上述检查,数控技工培?#31561;?#20026;存在几点可能原因:一是电机有异常;二是机械方面有故障;三是存在一定的间隙。为了进一步诊断故障,将电机和丝杠完全脱开,分别对电机和机械部分进行检查。电机运行正常;在对机械部分诊断中发现,用手盘动丝杠时,返回?#30805;?#21021;?#21152;?#38750;常明显的空?#22791;小?#32780;正常情况下,应能感觉到轴承有序而平滑的移动。经拆检发现其轴承确已受损,且有一颗滚珠脱落。更换后机床恢复正常。
                            
                            3.机床电气参数未优化电机运行异常
                              一台数控立式铣床,配置FANUC0-MJ数控系统。在加工过程中,发现X轴精度异常。检查发现X轴存在一定间隙,?#19994;?#26426;启动时存在不稳定现象。用手触摸X轴电机?#22791;?#35273;电机抖动比较严重,启停时不太明显,JOG方式下较明显。
                            
                            分析认为,故障原因有两点,一是机械反向间隙较大;二是X轴电机工作异常。利用FANUC系统的参数功能,对电机进?#26800;?#35797;。首先?#28304;?#22312;的间隙进行了补偿;调整伺服增益参数及N脉冲抑制功能参数,X轴电机的抖动消除,机床加工精度恢复正常。
                            
                            4.机床位置环异常或控制逻辑不妥
                            一台TH61140镗铣床加工中心,数控系统为FANUC18i,全闭环控?#21697;?#24335;。加工过程中,发现该机床Y轴精度异常,精度误差最小在0.006mm左右,最大误差可达到1.400mm.检查中,机床已经按照要求设置了G54工件坐标系。在MDI方式下,以G54坐标系运行一段程序即“G90G54Y80F100;M30;?#20445;?#24453;机床运行结束后显示器上显示的机械坐标值为“-1046.605?#20445;?#35760;录下该值。然后在手动方式下,将机床Y轴点动到其他?#25105;?#20301;置,再次在MDI方式下执行上面的语句,待机床停止后,发现此时机床机械坐标数显值为“-1046.992?#20445;?#21516;第一次执行后的数显示值相比相差了0.387mm.按照同样的方法,将Y轴点动到不同的位置,反?#31895;?#34892;该语句,数显的示值不定。用百分表对Y轴进行检测,发现机械位置?#23548;?#35823;差同数显显示出的误差基本一致,从而认为故障原因为Y轴重复定位误差过大。对Y轴的反向间隙及定位精度进行仔细检查,重新作补偿,均无效果。因此怀疑光栅尺及系统参数等有问题,但为什?#24202;?#29983;如此大的误差,?#27425;?#20986;现相应的报警信息呢?进一步检查发现,该轴为垂直方向的轴,当Y轴松开时,主轴箱向下掉,造成了超差。
                            
                            对机床的PLC逻辑控制程序做了修改,即在Y轴松开时,先把Y轴使能加载,再把Y轴松开;而在夹紧时,先把轴夹紧后,再把Y轴使能去掉。调整后机床故障得以解决。


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