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當前(qián)位置：--> 常(chang)見問題(tí)
數控機(ji)床加工(gōng)精度異(yi)常的原(yuan)因及解(jie)決方法(fǎ)
作者： 來(lai)源： 日期(qi)：2025/12/01 10:32:54 人氣：4309
數(shu)控機床(chuang)加工 精(jing)度異常(chang)的原因(yīn)及解決(jué)方法
一(yī)、造成加(jiā)工精度(du)異常故(gu)障的原(yuán)因
二、數(shù)控機床(chuáng)故障診(zhen)斷原則(ze)
1.先外部(bu)後内部(bu)數控機(jī)床是集(ji)機械，液(yè)壓，電氣(qì)爲一體(tǐ)的機床(chuang)，故其故(gu)障的發(fā)生也會(hui)由這三(sān)者綜合(he)反映出(chū)來。維修(xiu)人員應(yīng)先由外(wai)向内逐(zhu)一進行(hang)排查，盡(jin)量避免(mian)随意地(dì)啓封，拆(chāi)卸，否則(zé)會擴大(dà)故障，使(shǐ)機床喪(sàng)失精度(du)，降低性(xìng)能。
2.先機(ji)械後電(diàn)氣一般(bān)來說，機(ji)械故障(zhang)較易發(fa)覺，而數(shu)控系統(tong)故障的(de)診斷則(zé)難度較(jiào)大些。在(zài)故障檢(jian)修之前(qian)，首先注(zhu)意排除(chu)機械性(xìng)的故障(zhang)，往往可(kě)達到事(shì)半功倍(bei)的效果(guǒ)。
3.先靜後(hòu)動先在(zài)機床斷(duàn)電的靜(jing)止狀态(tài)下，通過(guo)了解，觀(guan)察，測試(shi)，分析，确(què)認爲非(fei)破壞性(xìng)故障後(hou)，方可給(gei)機床通(tōng)電;在運(yùn)行工況(kuàng)下，進行(háng)動态的(de)觀察，檢(jiǎn)驗和測(cè)試，查找(zhǎo)故障。
而(er)對破壞(huai)性故障(zhàng)，必須先(xian)排除危(wei)險後，方(fāng)可通電(dian)。
4.先簡單(dān)後複雜(zá)當出現(xian)多種故(gu)障互相(xiàng)交織掩(yan)蓋，一時(shi)無從下(xia)手時，應(ying)先解決(jue)容易的(de)問題，後(hòu)解決難(nan)度較大(dà)的問題(ti)。往往簡(jian)單問題(tí)解決後(hou)，難度大(da)的問題(tí)也可能(néng)變得容(rong)易。
三、數(shù)控機床(chuáng)故障診(zhěn)斷方法(fa)
1.直觀法(fǎ)(望聞問(wen)切)問-機(ji)床的故(gù)障現象(xiàng)，加工狀(zhuang)況等;看(kan)-CRT報警信(xin)息，報警(jing)指示燈(dēng)，電容器(qì)等元件(jiàn)變形煙(yān)熏燒焦(jiao)，保護器(qi)脫扣等(děng);聽-異常(chang)聲響;聞(wén)-電氣元(yuan)件焦糊(hu)味及其(qí)它異味(wèi);摸-發熱(rè)，振動，接(jie)觸不良(liang)等。金屬(shu)加工微(wēi)信，内容(rong)不錯，值(zhí)得關注(zhù)。
2.參數檢(jian)查法參(can)數通常(cháng)是存放(fàng)在RAM中，有(yǒu)時電池(chí)電壓不(bú)足，系統(tǒng)長期不(bu)通電或(huò)外部幹(gàn)擾都會(huì)使參數(shù)丢失或(huò)混亂，應(ying)根據故(gu)障特征(zheng)，檢查和(hé)校對有(you)關參數(shù)。
3.隔離法(fǎ)一些故(gù)障，難以(yǐ)區分是(shì)數控部(bù)分，還是(shì)伺服系(xi)統或機(ji)械部分(fen)造成的(de)，常采用(yong)隔離法(fa)。
4.同類對(dui)調法用(yòng)同功能(neng)的備用(yong)闆替換(huàn)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。
1.機械故(gù)障導緻(zhi)加工精(jing)度異常(chang)故障現(xiàn)象：一台(tái)SV-1000立式加(jia)工中心(xīn)，采用Frank系(xi)統。在加(jia)工連杆(gǎn)模具過(guo)程中，忽(hu)然發現(xiàn)Z軸進給(gei)異常，造(zao)成至少(shǎo)1mm的切削(xue)誤差量(liàng)(Z方向過(guo)切)。
故障(zhang)診斷：調(diào)查中了(le)解到，故(gù)障是忽(hū)然發生(shēng)的。機床(chuang)在點動(dòng)，在手動(dòng)輸入數(shu)據方式(shi)操作下(xià)各個軸(zhóu)運行正(zheng)常，且回(hui)參考點(dian)正常，無(wu)任何報(bao)警提示(shì)，電氣控(kòng)制部分(fen)硬故障(zhang)的可能(néng)性排除(chú)。應主要(yào)對以下(xia)幾個方(fang)面逐一(yi)進行檢(jiǎn)查。金屬(shǔ)加工微(wēi)信，内容(róng)不錯，值(zhí)得關注(zhù)。
檢查機(jī)床精度(du)異常時(shi)正在運(yùn)行的加(jia)工程序(xu)段，特别(bié)是刀具(jù)長度補(bǔ)償，加工(gong)坐标系(xì)(G54-G59)的校對(duì)和計算(suan)。
在點動(dong)方式下(xià)，反複運(yùn)動Z軸，經(jīng)過視，觸(chù)，聽，對其(qi)運動狀(zhuang)态診斷(duàn)，發現Z向(xiàng)運動噪(zao)音異常(chang)，特别是(shì)快速點(diǎn)動，噪音(yīn)更加明(ming)顯。由此(cǐ)判斷，機(ji)械方面(mian)可能存(cún)在隐患(huàn)。
檢查機(ji)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(bei)率定爲(wèi)1×100的擋位(wei)，即每變(biàn)化一步(bu)，電機進(jin)給0.1mm)，配合(hé)百分表(biǎo)觀察Z軸(zhóu)的運動(dòng)情況。在(zai)單向運(yun)動保持(chí)正常後(hòu)作爲起(qǐ)始點的(de)正向運(yun)動，脈沖(chòng)器每變(bian)化一步(bù)，機床Z軸(zhou)運動的(de)實際距(ju)離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明(míng)電機運(yun)行良好(hǎo)，定位精(jing)度也良(liang)好。而返(fǎn)回機床(chuáng)實際運(yun)動位移(yí)的變化(huà)上，可以(yi)分爲四(sì)個階段(duan)：(1)機床運(yùn)動距離(lí)d1>d=0.1mm(斜率大(dà)于1);(2)表現(xian)出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜(xié)率小于(yu)1);(3)機床機(ji)構實際(jì)沒移動(dòng)，表現出(chū)标準的(de)反向間(jiān)隙;(4)機床(chuang)運動距(jù)離與脈(mo)沖器經(jīng)定數值(zhi)相等(斜(xie)率等于(yu)1)，恢複到(dào)機床的(de)正常運(yùn)動。無論(lùn)怎樣對(duì)反向間(jian)隙進行(hang)補償，其(qí)表現出(chū)的特征(zhēng)是：除了(le)(3)階段補(bǔ)償外，其(qi)他各段(duàn)變化依(yī)然存在(zai)，特别是(shì)(1)階段嚴(yan)重影響(xiang)到機床(chuáng)的加工(gong)精度。補(bǔ)償中發(fā)現，間隙(xi)補償越(yue)大，(1)階段(duan)移動的(de)距離也(yě)越大。金(jīn)屬加工(gong)微信，内(nei)容不錯(cuò)，值得關(guan)注。
分析(xī)上述檢(jian)查認爲(wèi)存在幾(jǐ)點可能(neng)原因：一(yī)是電機(jī)有異常(chang)，二是機(ji)械方面(miàn)有故障(zhàng)，三是絲(sī)杠存在(zài)間隙。爲(wèi)了進一(yi)步診斷(duan)故障，将(jiang)電機和(hé)絲杠完(wán)全脫開(kai)，分别對(dui)電機和(hé)機械部(bu)分進行(háng)檢查。檢(jian)查結果(guo)是電機(ji)運行正(zhèng)常;在對(duì)機械部(bu)分診斷(duan)中發現(xiàn)，用手盤(pan)動絲杠(gang)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(yīng)該能感(gan)覺到軸(zhóu)承有序(xu)而平滑(huá)的移動(dòng)。
故障處(chu)理：經過(guo)拆卸檢(jiǎn)查發現(xiàn)該軸承(chéng)确實受(shòu)損，且有(yǒu)滾珠脫(tuo)落。更換(huan)後機床(chuáng)恢複正(zheng)常。
2.控制(zhì)邏輯不(bú)妥導緻(zhi)加工精(jing)度異常(cháng)
故障現(xiàn)象：一台(tai)上海機(ji)床廠家(jia)生産的(de)加工中(zhong)心，系統(tǒng)是Frank.加工(gōng)過程中(zhong)，發現該(gai)機床X軸(zhóu)精度異(yi)常，精度(dù)誤差小(xiao)爲0.008mm，大爲(wei)1.2mm.故障診(zhen)斷：檢查(cha)中，機床(chuang)已經按(an)照要求(qiú)設置了(le)G54工件坐(zuo)标系。在(zài)手動輸(shu)入數據(jù)方式操(cao)作下，以(yǐ)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(qì)上顯示(shi)的機械(xie)坐标值(zhi)爲(X軸)“-1025.243”，記(jì)錄下該(gai)數值。然(rán)後在手(shǒu)動方式(shi)下，将機(ji)床點動(dòng)到其他(ta)任意位(wèi)置，再次(cì)在手動(dòng)輸入數(shù)據方式(shì)操作下(xia)運行剛(gang)才的程(chéng)序段，待(dai)機床停(ting)止後，發(fā)現此時(shí)機床坐(zuo)标數值(zhí)顯示爲(wei)“-1024.891”，同上一(yi)次執行(hang)後的數(shù)值比較(jiào)相差了(le)0.352mm.按照同(tóng)樣的方(fāng)法，将X軸(zhou)點動移(yí)動到不(bú)同的位(wei)置，反複(fu)執行該(gai)程序段(duan)，而顯示(shi)器上顯(xiǎn)示的數(shù)值都有(yǒu)所不同(tong)(不穩定(dìng))。金屬加(jiā)工微信(xin)，内容不(bú)錯，值得(de)關注。用(yong)百分表(biǎo)對X軸進(jìn)行仔細(xi)檢查，發(fā)現機械(xie)位置實(shí)際誤差(chà)同數字(zì)顯示出(chu)來的誤(wù)差基本(běn)一緻，從(cong)而認爲(wei)故障原(yuan)因爲X軸(zhóu)重複定(dìng)位誤差(cha)過大。對(dui)X軸的反(fǎn)向間隙(xi)及定位(wei)精度進(jin)行檢查(cha)，重新補(bu)償其誤(wu)差值，結(jié)果起不(bu)到任何(he)作用。因(yin)此懷疑(yí)光栅尺(chǐ)及系統(tong)參數等(deng)有問題(tí)。但爲什(shi)麽産生(sheng)如此大(da)的誤差(chà)，卻又未(wei)出現相(xiàng)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(diào)，造成了(le)誤差。
故(gu)障處理(lǐ)：對機床(chuang)的PLC邏輯(jí)控制程(chéng)序做了(le)修改，即(jí)在X軸松(sōng)開時，先(xiān)把X軸使(shi)能加載(zai)，再把X軸(zhóu)松開;而(ér)在X軸夾(jia)緊時，先(xiān)把X軸夾(jia)緊後，再(zai)把使能(néng)去掉。調(diao)整後機(jī)床故障(zhàng)得以解(jiě)決。
3.機床(chuang)位置問(wèn)題導緻(zhi)加工精(jing)度異常(chang)
故障現(xian)象：一台(tái)杭州産(chǎn)的立式(shì)數控銑(xi)床，配備(bei)北京KND-10M系(xi)統。在點(dian)動或加(jia)工過程(chéng)中，發現(xian)Z軸異常(chang)。
故障診(zhen)斷：檢查(chá)發現，Z軸(zhou)上下移(yi)動不均(jun1)勻且有(you)噪聲，且(qiě)存在一(yī)定間隙(xi)。電機啓(qi)動時，在(zài)點動方(fāng)式下Z軸(zhou)向上運(yùn)動存在(zai)不穩定(ding)的噪聲(shēng)及受力(li)不均勻(yun)，且感覺(jiao)電機抖(dou)動比較(jiào)厲害;而(er)向下運(yun)動時，就(jiù)沒有抖(dǒu)動得這(zhe)麽明顯(xian);停止時(shi)不抖動(dòng)，在加工(gōng)過程中(zhong)表現得(de)比較明(míng)顯。分析(xī)認爲，故(gu)障原因(yin)有三點(dian)：一是絲(sī)杠反向(xiàng)間隙很(hěn)大;二是(shi)Z軸電機(ji)工作異(yi)常;三是(shì)皮帶輪(lun)受損至(zhi)受力不(bu)均。但有(you)一個問(wen)題要注(zhu)意的是(shì)，停止時(shi)不抖動(dong)，上下運(yùn)動不均(jun)勻，所以(yǐ)電機工(gong)作異常(chang)這個問(wen)題可以(yǐ)排除。金(jin)屬加工(gōng)微信，内(nèi)容不錯(cuò)，值得關(guan)注。因此(cǐ)先對機(jī)械部分(fèn)診斷，在(zài)診斷測(cè)試過程(chéng)中沒有(yǒu)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(pi)帶問題(tí)了，在檢(jiǎn)測皮帶(dai)時，發覺(jiào)這條皮(pí)帶剛換(huàn)不久，但(dàn)在細心(xīn)檢測皮(pí)帶時，發(fā)現皮帶(dài)内側出(chū)現不同(tóng)程度的(de)受損，很(hen)明顯是(shi)受力不(bú)均所至(zhì)，是什麽(me)原因造(zào)成的呢(ne)在診斷(duan)中發現(xiàn)電機放(fang)置有問(wèn)題，即裝(zhuāng)夾的角(jiao)度位置(zhi)不對稱(cheng)造成受(shòu)力不均(jun)。
故障處(chu)理：隻要(yào)将電機(jī)重裝，對(duì)準角度(du)，測量好(hao)距離(電(dian)機與Z軸(zhóu)的軸承(chéng))，皮帶兩(liang)邊(長度(du))要均勻(yun)。這樣，Z軸(zhou)上下移(yí)動不均(jun1)勻且有(yǒu)噪聲及(jí)抖動現(xiàn)象就消(xiao)除了，Z軸(zhou)加工恢(hui)複正常(chang)。
4.系統參(cān)數未優(yōu)化，電機(ji)運行異(yi)常
導緻(zhì)加工精(jīng)度異常(chang)系統參(cān)數主要(yao)包括機(ji)床進給(gěi)單位，零(líng)點偏置(zhì)，反向間(jian)隙等。例(li)如Frank數控(kòng)系統，其(qí)進給單(dan)位有公(gong)制和英(ying)制兩種(zhǒng)。在機床(chuang)修理過(guò)程中對(dui)于局部(bù)處理，常(cháng)常影響(xiang)到零點(diǎn)偏置和(he)間隙的(de)變化，故(gù)障處理(li)完畢後(hou)應作适(shì)時的調(diào)整和修(xiū)改;另一(yī)方面，由(yóu)于機械(xie)磨損嚴(yán)重或連(lián)接位松(song)動也可(ke)能造成(cheng)參數實(shi)測值的(de)變化，需(xu)要對參(can)數做相(xiang)應的修(xiū)改才能(neng)滿足機(ji)床加工(gōng)精度的(de)要求。
通過對(duì)數控機(ji)床加工(gong)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(chǎn)中所遇(yu)到的實(shí)際問題(tí)及解決(jué)方法加(jia)以歸納(na)，充實了(le)教學内(nei)容并滲(shen)透到生(shēng)産實踐(jiàn)中，不但(dan)讓學生(sheng)掌握了(le)解決問(wen)題的方(fāng)法，更重(zhong)要的是(shi)培養了(le)學生實(shí)際操作(zuo)能力，運(yun)用知識(shi)分析和(he)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(xu)求的實(shí)用型人(ren)才。
