金屬非(fēi)标零件(jian)定制加(jiā)工廠家(jiā)
專業金(jīn)屬加工(gong)、五金配(pei)件、零件(jian)加工、cnc加(jiā)工
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數(shu)控機床(chuang)加工 精(jing)度異常(chang)的原因(yīn)及解決(jue)方法
一(yi)、造成加(jiā)工精度(dù)異常故(gu)障的原(yuán)因
造成(chéng)加工精(jīng)度異常(cháng)故障的(de)原因隐(yǐn)蔽性強(qiáng)，診斷難(nán)度比較(jiao)大。筆者(zhe)根據多(duo)年實踐(jian)經驗，歸(gui)納出五(wǔ)個主要(yao)原因：機(ji)床進給(gěi)單位被(bèi)改動或(huò)變化;機(jī)床各個(gè)軸的零(líng)點偏置(zhì)異常;軸(zhóu)向的反(fan)向間隙(xi)異常;電(dian)機運行(háng)狀态異(yi)常，即電(dian)氣及控(kòng)制部分(fèn)異常;機(jī)械故障(zhàng)，如絲杠(gang)，軸承，軸(zhou)聯器等(děng)部件。另(lìng)外加工(gong)程序的(de)編制，刀(dao)具的選(xuan)擇及人(rén)爲因素(su)，也可能(néng)導緻加(jiā)工精度(du)異常。金(jin)屬加工(gong)微信，内(nei)容不錯(cuò)，值得關(guān)注。
二、數(shù)控機床(chuáng)故障診(zhen)斷原則(zé)
1.先外部(bu)後内部(bu)數控機(jī)床是集(jí)機械，液(ye)壓，電氣(qi)爲一體(tǐ)的機床(chuáng)，故其故(gù)障的發(fa)生也會(hui)由這三(san)者綜合(he)反映出(chū)來。維修(xiū)人員應(ying)先由外(wài)向内逐(zhú)一進行(hang)排查，盡(jìn)量避免(mian)随意地(dì)啓封，拆(chai)卸，否則(ze)會擴大(da)故障，使(shi)機床喪(sàng)失精度(dù)，降低性(xìng)能。
2.先機(ji)械後電(diàn)氣一般(bān)來說，機(jī)械故障(zhang)較易發(fā)覺，而數(shu)控系統(tong)故障的(de)診斷則(zé)難度較(jiao)大些。在(zai)故障檢(jiǎn)修之前(qian)，首先注(zhù)意排除(chú)機械性(xing)的故障(zhàng)，往往可(kě)達到事(shi)半功倍(bei)的效果(guǒ)。
3.先靜後(hou)動先在(zài)機床斷(duan)電的靜(jìng)止狀态(tài)下，通過(guò)了解，觀(guān)察，測試(shì)，分析，确(que)認爲非(fei)破壞性(xing)故障後(hòu)，方可給(gěi)機床通(tōng)電;在運(yun)行工況(kuang)下，進行(háng)動态的(de)觀察，檢(jiǎn)驗和測(cè)試，查找(zhao)故障。
而(er)對破壞(huai)性故障(zhàng)，必須先(xiān)排除危(wei)險後，方(fāng)可通電(dian)。
4.先簡單(dān)後複雜(za)當出現(xian)多種故(gu)障互相(xiàng)交織掩(yǎn)蓋，一時(shí)無從下(xià)手時，應(ying)先解決(jue)容易的(de)問題，後(hou)解決難(nán)度較大(da)的問題(tí)。往往簡(jiǎn)單問題(tí)解決後(hòu)，難度大(dà)的問題(tí)也可能(neng)變得容(rong)易。
三、數(shù)控機床(chuáng)故障診(zhen)斷方法(fa)
1.直觀法(fa)(望聞問(wèn)切)問-機(ji)床的故(gu)障現象(xiàng)，加工狀(zhuàng)況等;看(kàn)-CRT報警信(xìn)息，報警(jǐng)指示燈(dēng)，電容器(qi)等元件(jiàn)變形煙(yān)熏燒焦(jiāo)，保護器(qi)脫扣等(děng);聽-異常(cháng)聲響;聞(wen)-電氣元(yuan)件焦糊(hú)味及其(qí)它異味(wei);摸-發熱(re)，振動，接(jiē)觸不良(liáng)等。金屬(shǔ)加工微(wēi)信，内容(róng)不錯，值(zhi)得關注(zhù)。
2.參數檢(jiǎn)查法參(can)數通常(cháng)是存放(fang)在RAM中，有(yǒu)時電池(chí)電壓不(bú)足，系統(tong)長期不(bu)通電或(huo)外部幹(gàn)擾都會(huì)使參數(shù)丢失或(huo)混亂，應(yīng)根據故(gù)障特征(zheng)，檢查和(hé)校對有(yǒu)關參數(shu)。
3.隔離法(fǎ)一些故(gù)障，難以(yi)區分是(shi)數控部(bu)分，還是(shì)伺服系(xì)統或機(jī)械部分(fen)造成的(de)，常采用(yòng)隔離法(fǎ)。
4.同類對(duì)調法用(yong)同功能(neng)的備用(yòng)闆替換(huan)被懷疑(yí)有故障(zhàng)的模闆(pǎn)，或将功(gōng)能相同(tóng)的模闆(pan)或單元(yuan)相互交(jiāo)換。
5.功能(néng)程序測(ce)試法将(jiang)G，M，S，T，功能的(de)全部指(zhi)令編寫(xie)一些小(xiǎo)程序，在(zài)診斷故(gù)障時運(yun)行這些(xie)程序，即(jí)可判斷(duàn)功能的(de)缺失。
1.機械故(gù)障導緻(zhi)加工精(jing)度異常(cháng)故障現(xian)象：一台(tai)SV-1000立式加(jiā)工中心(xīn)，采用Frank系(xi)統。在加(jia)工連杆(gan)模具過(guò)程中，忽(hū)然發現(xiàn)Z軸進給(gei)異常，造(zào)成至少(shǎo)1mm的切削(xue)誤差量(liang)(Z方向過(guò)切)。
檢查機(jī)床精度(du)異常時(shí)正在運(yùn)行的加(jia)工程序(xù)段，特别(bié)是刀具(ju)長度補(bǔ)償，加工(gōng)坐标系(xi)(G54-G59)的校對(dui)和計算(suan)。
檢查機(jī)床Z軸精(jīng)度。用手(shou)搖脈沖(chong)發生器(qì)移動Z軸(zhóu)，(将其倍(bèi)率定爲(wèi)1×100的擋位(wèi)，即每變(bian)化一步(bu)，電機進(jin)給0.1mm)，配合(he)百分表(biǎo)觀察Z軸(zhóu)的運動(dong)情況。在(zai)單向運(yun)動保持(chi)正常後(hou)作爲起(qǐ)始點的(de)正向運(yùn)動，脈沖(chòng)器每變(bian)化一步(bù)，機床Z軸(zhou)運動的(de)實際距(jù)離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明(míng)電機運(yun)行良好(hǎo)，定位精(jīng)度也良(liang)好。而返(fǎn)回機床(chuang)實際運(yun)動位移(yí)的變化(hua)上，可以(yi)分爲四(sì)個階段(duan)：(1)機床運(yun)動距離(li)d1>d=0.1mm(斜率大(dà)于1);(2)表現(xiàn)出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜(xie)率小于(yu)1);(3)機床機(ji)構實際(jì)沒移動(dòng)，表現出(chu)标準的(de)反向間(jian)隙;(4)機床(chuang)運動距(jù)離與脈(mo)沖器經(jīng)定數值(zhí)相等(斜(xie)率等于(yú)1)，恢複到(dao)機床的(de)正常運(yùn)動。無論(lun)怎樣對(duì)反向間(jiān)隙進行(hang)補償，其(qi)表現出(chu)的特征(zhēng)是：除了(le)(3)階段補(bǔ)償外，其(qi)他各段(duàn)變化依(yi)然存在(zai)，特别是(shì)(1)階段嚴(yan)重影響(xiǎng)到機床(chuáng)的加工(gōng)精度。補(bu)償中發(fa)現，間隙(xì)補償越(yue)大，(1)階段(duàn)移動的(de)距離也(ye)越大。金(jīn)屬加工(gōng)微信，内(nèi)容不錯(cuo)，值得關(guān)注。
分析(xī)上述檢(jian)查認爲(wèi)存在幾(jǐ)點可能(néng)原因：一(yi)是電機(jī)有異常(cháng)，二是機(ji)械方面(mian)有故障(zhang)，三是絲(sī)杠存在(zai)間隙。爲(wei)了進一(yī)步診斷(duan)故障，将(jiāng)電機和(hé)絲杠完(wán)全脫開(kai)，分别對(duì)電機和(he)機械部(bù)分進行(hang)檢查。檢(jian)查結果(guǒ)是電機(ji)運行正(zheng)常;在對(dui)機械部(bu)分診斷(duàn)中發現(xiàn)，用手盤(pan)動絲杠(gàng)時，返回(hui)運動初(chu)始有很(hen)大的空(kong)缺感。而(er)正常情(qing)況下，應(ying)該能感(gan)覺到軸(zhóu)承有序(xu)而平滑(huá)的移動(dong)。
故障處(chù)理：經過(guo)拆卸檢(jian)查發現(xiàn)該軸承(chéng)确實受(shou)損，且有(you)滾珠脫(tuō)落。更換(huàn)後機床(chuang)恢複正(zhèng)常。
2.控制(zhì)邏輯不(bu)妥導緻(zhi)加工精(jing)度異常(chang)
故障現(xian)象：一台(tai)上海機(ji)床廠家(jiā)生産的(de)加工中(zhong)心，系統(tong)是Frank.加工(gōng)過程中(zhong)，發現該(gāi)機床X軸(zhou)精度異(yi)常，精度(dù)誤差小(xiao)爲0.008mm，大爲(wèi)1.2mm.故障診(zhen)斷：檢查(cha)中，機床(chuáng)已經按(an)照要求(qiu)設置了(le)G54工件坐(zuo)标系。在(zài)手動輸(shu)入數據(ju)方式操(cao)作下，以(yi)G54坐标系(xi)運行一(yī)段程序(xù)即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”，待機(ji)床運行(hang)結束後(hou)顯示器(qi)上顯示(shì)的機械(xie)坐标值(zhí)爲(X軸)“-1025.243”，記(jì)錄下該(gāi)數值。然(rán)後在手(shǒu)動方式(shì)下，将機(jī)床點動(dòng)到其他(ta)任意位(wei)置，再次(ci)在手動(dong)輸入數(shù)據方式(shi)操作下(xià)運行剛(gang)才的程(cheng)序段，待(dai)機床停(tíng)止後，發(fā)現此時(shí)機床坐(zuo)标數值(zhí)顯示爲(wèi)“-1024.891”，同上一(yi)次執行(hang)後的數(shù)值比較(jiao)相差了(le)0.352mm.按照同(tong)樣的方(fang)法，将X軸(zhóu)點動移(yi)動到不(bu)同的位(wei)置，反複(fu)執行該(gāi)程序段(duàn)，而顯示(shi)器上顯(xian)示的數(shù)值都有(yǒu)所不同(tong)(不穩定(ding))。金屬加(jia)工微信(xin)，内容不(bu)錯，值得(dé)關注。用(yong)百分表(biao)對X軸進(jìn)行仔細(xì)檢查，發(fa)現機械(xie)位置實(shí)際誤差(chà)同數字(zi)顯示出(chu)來的誤(wù)差基本(ben)一緻，從(cóng)而認爲(wei)故障原(yuán)因爲X軸(zhóu)重複定(dìng)位誤差(chà)過大。對(duì)X軸的反(fǎn)向間隙(xì)及定位(wei)精度進(jìn)行檢查(chá)，重新補(bu)償其誤(wù)差值，結(jié)果起不(bu)到任何(he)作用。因(yīn)此懷疑(yí)光栅尺(chi)及系統(tong)參數等(deng)有問題(tí)。但爲什(shí)麽産生(shēng)如此大(dà)的誤差(chà)，卻又未(wei)出現相(xiang)應的報(bào)警信息(xī)進一步(bù)檢查發(fā)現，此軸(zhóu)爲垂直(zhi)方向的(de)軸，當X軸(zhóu)松開時(shi)主軸箱(xiang)向下掉(diao)，造成了(le)誤差。
故(gu)障處理(lǐ)：對機床(chuang)的PLC邏輯(ji)控制程(cheng)序做了(le)修改，即(ji)在X軸松(sōng)開時，先(xian)把X軸使(shǐ)能加載(zai)，再把X軸(zhóu)松開;而(er)在X軸夾(jiá)緊時，先(xiān)把X軸夾(jiá)緊後，再(zài)把使能(néng)去掉。調(diào)整後機(ji)床故障(zhang)得以解(jiě)決。
3.機床(chuáng)位置問(wèn)題導緻(zhi)加工精(jīng)度異常(cháng)
故障診(zhěn)斷：檢查(chá)發現，Z軸(zhou)上下移(yi)動不均(jun)勻且有(yǒu)噪聲，且(qiě)存在一(yi)定間隙(xì)。電機啓(qǐ)動時，在(zai)點動方(fāng)式下Z軸(zhou)向上運(yun)動存在(zài)不穩定(dìng)的噪聲(sheng)及受力(lì)不均勻(yun)，且感覺(jiao)電機抖(dǒu)動比較(jiao)厲害;而(ér)向下運(yun)動時，就(jiu)沒有抖(dou)動得這(zhè)麽明顯(xian);停止時(shí)不抖動(dòng)，在加工(gōng)過程中(zhong)表現得(de)比較明(ming)顯。分析(xī)認爲，故(gu)障原因(yīn)有三點(diǎn)：一是絲(si)杠反向(xiàng)間隙很(hěn)大;二是(shì)Z軸電機(ji)工作異(yì)常;三是(shì)皮帶輪(lun)受損至(zhi)受力不(bu)均。但有(you)一個問(wèn)題要注(zhù)意的是(shi)，停止時(shi)不抖動(dong)，上下運(yun)動不均(jun1)勻，所以(yi)電機工(gong)作異常(cháng)這個問(wèn)題可以(yi)排除。金(jin)屬加工(gong)微信，内(nei)容不錯(cuo)，值得關(guan)注。因此(ci)先對機(jī)械部分(fèn)診斷，在(zai)診斷測(ce)試過程(chéng)中沒有(you)發現異(yì)常，在公(gōng)差之内(nei)。利用排(pái)除法則(zé)，餘下的(de)隻有皮(pí)帶問題(tí)了，在檢(jian)測皮帶(dài)時，發覺(jiao)這條皮(pí)帶剛換(huàn)不久，但(dan)在細心(xin)檢測皮(pí)帶時，發(fa)現皮帶(dài)内側出(chu)現不同(tóng)程度的(de)受損，很(hen)明顯是(shì)受力不(bú)均所至(zhi)，是什麽(me)原因造(zào)成的呢(ne)在診斷(duan)中發現(xiàn)電機放(fàng)置有問(wen)題，即裝(zhuāng)夾的角(jiao)度位置(zhi)不對稱(chēng)造成受(shòu)力不均(jun1)。
故障處(chu)理：隻要(yào)将電機(ji)重裝，對(dui)準角度(du)，測量好(hǎo)距離(電(dian)機與Z軸(zhou)的軸承(chéng))，皮帶兩(liang)邊(長度(dù))要均勻(yun)。這樣，Z軸(zhóu)上下移(yi)動不均(jun)勻且有(yǒu)噪聲及(ji)抖動現(xian)象就消(xiāo)除了，Z軸(zhou)加工恢(huī)複正常(cháng)。
4.系統參(cān)數未優(you)化，電機(jī)運行異(yì)常
導緻(zhì)加工精(jing)度異常(chang)系統參(can)數主要(yao)包括機(ji)床進給(gěi)單位，零(ling)點偏置(zhì)，反向間(jian)隙等。例(lì)如Frank數控(kong)系統，其(qí)進給單(dan)位有公(gong)制和英(yīng)制兩種(zhǒng)。在機床(chuáng)修理過(guò)程中對(dui)于局部(bù)處理，常(chang)常影響(xiang)到零點(diǎn)偏置和(hé)間隙的(de)變化，故(gù)障處理(lǐ)完畢後(hòu)應作适(shì)時的調(diào)整和修(xiu)改;另一(yi)方面，由(yóu)于機械(xiè)磨損嚴(yan)重或連(lian)接位松(sōng)動也可(kě)能造成(chéng)參數實(shi)測值的(de)變化，需(xū)要對參(cān)數做相(xiang)應的修(xiu)改才能(néng)滿足機(ji)床加工(gong)精度的(de)要求。
故(gu)障現象(xiàng)：一台杭(hang)州産的(de)立式數(shù)控銑床(chuang)，配備北(bei)京KND-10M系統(tong)。在加工(gōng)過程中(zhong)，發現X軸(zhóu)精度異(yì)常。
故障(zhang)診斷：檢(jian)查發現(xian)X軸存在(zài)一定間(jian)隙，且電(diàn)機啓動(dòng)時存在(zài)不穩定(dìng)的現象(xiàng)。用手觸(chu)摸X軸電(dian)機時感(gan)覺電機(jī)拉動比(bi)較厲害(hai)，停止時(shi)拉動不(bu)明顯，尤(yóu)其是點(dian)動方式(shì)下比較(jiào)明顯。分(fèn)析認爲(wèi)，故障原(yuan)因有兩(liang)點：一是(shi)絲杠反(fǎn)間隙很(hen)大;二是(shi)X軸電機(ji)工作異(yì)常。
故障(zhàng)處理：利(li)用KND-10M系統(tǒng)的參數(shù)功能，對(duì)電機進(jìn)行調試(shi)。首先對(dui)存在的(de)間隙進(jin)行補償(cháng)，再調整(zhěng)伺服系(xi)統參數(shù)及脈沖(chong)抑制功(gōng)能參數(shù)，X軸電機(jī)的抖動(dòng)消除，機(ji)床加工(gōng)精度恢(huī)複正常(cháng)。
通過對(duì)數控機(ji)床加工(gōng)精度異(yì)常故障(zhang)診斷和(hé)處理方(fāng)法的探(tan)讨，把實(shi)習生産(chan)中所遇(yù)到的實(shí)際問題(tí)及解決(jue)方法加(jia)以歸納(nà)，充實了(le)教學内(nei)容并滲(shen)透到生(sheng)産實踐(jiàn)中，不但(dan)讓學生(sheng)掌握了(le)解決問(wen)題的方(fang)法，更重(zhong)要的是(shì)培養了(le)學生實(shi)際操作(zuo)能力，運(yùn)用知識(shi)分析和(hé)解決問(wèn)題的能(neng)力，達到(dào)技工學(xue)校教育(yù)教學的(de)目标，使(shǐ)學生成(chéng)爲适應(yīng)市場需(xū)求的實(shi)用型人(rén)才。
