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是什麽(me)導緻數控機床(chuáng)加工精度異常(chang)
一、造成數(shù)控車床加工精(jing)度異常故障的(de)原因
造成數控(kong)車床加工精度(dù)異常故障的原(yuan)因隐蔽性強,診(zhen)斷難度比較大(dà),歸納出五個主(zhǔ)要原因:機床進(jin)給單位被改動(dong)或變化;機床各(ge)個軸的零點偏(pian)置異常;軸向的(de)反向間隙異常(cháng);電機運行狀态(tai)異常,即電氣及(jí)控制部分異常(cháng);機械故障,如絲(sī)杠,軸承,軸聯器(qì)等部件。另外數(shu)控車床加工程(cheng)序的編制,刀具(jù)的選擇及人爲(wèi)因素,也可能導(dao)緻數控車床加(jia)工精度異常。
二(er)、數控機床故障(zhang)診斷原則
1.先外(wai)部後内部數控(kòng)機床是集機械(xie),液壓,電氣爲一(yi)體的機床,故其(qi)故障的發生也(yě)會由這三者綜(zōng)合反映出來。維(wei)修人員應先由(you)外向内逐一進(jin)行排查,盡量避(bì)免随意地啓封(fēng),拆卸,否則會擴(kuo)大故障,使機床(chuang)喪失精度,降低(di)性能。
2.先機械後(hòu)電氣一般來說(shuo),機械故障較易(yi)發覺,而數控系(xi)統故障的診斷(duàn)則難度較大些(xiē)。在故障檢修之(zhī)前,首先注意排(pai)除機械性的故(gù)障,往往可達到(dào)事半功倍的效(xiào)果。
3.先靜後動先(xian)在機床斷電的(de)靜止狀态下,通(tong)過了解,觀察,測(ce)試,分析,确認爲(wèi)非破壞性故障(zhang)後,方可給機床(chuáng)通電;在運行工(gōng)況下,進行動态(tài)的觀察,檢驗和(hé)測試,查找故障(zhàng)。金屬數控車床(chuáng)加工微信,内容(róng)不錯,值得關注(zhù)。
而對破壞性故(gù)障,必須先排除(chu)危險後,方可通(tōng)電。
4.先簡單後複(fú)雜當出現多種(zhong)故障互相交織(zhī)掩蓋,一時無從(cong)下手時,應先解(jie)決容易的問題(tí),後解決難度較(jiao)大的問題。往往(wang)簡單問題解決(jue)後,難度大的問(wèn)題也可能變得(de)容易。
三、數控機(ji)床故障診斷方(fang)法
1.直觀法:(望聞(wén)問切)問-機床的(de)故障現象,數控(kòng)車床加工狀況(kuàng)等;看-CRT報警信息(xī),報警指示燈,電(dian)容器等元件變(biàn)形煙熏燒焦,保(bao)護器脫扣等;聽(tīng)-異常聲響;聞-電(diàn)氣元件焦糊味(wei)及其它異味;摸(mo)-發熱,振動,接觸(chù)不良等。金屬數(shù)控車床加工微(wēi)信,内容不錯,值(zhí)得關注。
2.參數檢(jian)查法:參數通常(cháng)是存放在RAM中,有(you)時電池電壓不(bú)足,系統長期不(bú)通電或外部幹(gan)擾都會使參數(shù)丢失或混亂,應(yīng)根據故障特征(zhēng),檢查和校對有(yǒu)關參數。
3.隔離法(fa):一些故障,難以(yi)區分是數控部(bu)分,還是伺服系(xi)統或機械部分(fèn)造成的,常采用(yòng)隔離法。
4.同類對(dui)調法用同功能(neng)的備用闆替換(huàn)被懷疑有故障(zhang)的模闆,或将功(gong)能相同的模闆(pǎn)或單元相互交(jiao)換。
5.功能程序測(cè)試法将G,M,S,T,功能的(de)全部指令編寫(xie)一些小程序,在(zai)診斷故障時運(yùn)行這些程序,即(ji)可判斷功能的(de)缺失。
四、數控車(chē)床加工精度異(yi)常故障診斷和(he)處理實例
1.機械(xie)故障導緻數控(kòng)車床加工精度(du)異常故障現象(xiàng):一台SV-1000立式數控(kong)車床加工中心(xin),采用Frank系統。在數(shu)控車床加工連(lián)杆模具過程中(zhōng),忽然發現Z軸進(jin)給異常,造成至(zhi)少1mm的切削誤差(cha)量(Z方向過切)。
故(gù)障診斷:調查中(zhong)了解到,故障是(shi)忽然發生的。機(jī)床在點動,在手(shou)動輸入數據方(fāng)式操作下各個(ge)軸運行正常,且(qie)回參考點正常(chang),無任何報警提(ti)示,電氣控制部(bu)分硬故障的可(kě)能性排除。應主(zhǔ)要對以下幾個(gè)方面逐一進行(hang)檢查。金屬數控(kong)車床加工微信(xin),内容不錯,值得(de)關注。
檢查機床(chuáng)精度異常時正(zheng)在運行的數控(kong)車床加工程序(xù)段,特别是刀具(ju)長度補償,數控(kong)車床加工坐标(biāo)系(G54-G59)的校對和計(ji)算。
在點動方式(shi)下,反複運動Z軸(zhóu),經過視,觸,聽,對(dui)其運動狀态診(zhen)斷,發現Z向運動(dòng)噪音異常,特别(bié)是快速點動,噪(zao)音更加明顯。由(yóu)此判斷,機械方(fāng)面可能存在隐(yǐn)患。
檢查機床Z軸(zhóu)精度。用手搖脈(mò)沖發生器移動(dòng)Z軸,(将其倍率定(ding)爲1×100的擋位,即每(mei)變化一步,電機(ji)進給0.1mm),配合百分(fèn)表觀察Z軸的運(yun)動情況。在單向(xiàng)運動保持正常(chang)後作爲起始點(dian)的正向運動,脈(mò)沖器每變化一(yi)步,機床Z軸運動(dòng)的實際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm,說(shuō)明電機運行良(liáng)好,定位精度也(yě)良好。而返回機(ji)床實際運動位(wèi)移的變化上,可(ke)以分爲四個階(jiē)段:(1)機床運動距(ju)離d1>d=0.1mm(斜率大于1);(2)表(biǎo)現出爲d1=0.1mm>d2>d3(斜率小(xiao)于1);(3)機床機構實(shi)際沒移動,表現(xiàn)出标準的反向(xiàng)間隙;(4)機床運動(dòng)距離與脈沖器(qi)經定數值相等(děng)(斜率等于1),恢複(fu)到機床的正常(chang)運動。無論怎樣(yàng)對反向間隙進(jìn)行補償,其表現(xiàn)出的特征是:除(chu)了(3)階段補償外(wai),其他各段變化(hua)依然存在,特别(bié)是(1)階段嚴重影(ying)響到機床的數(shu)控車床加工精(jing)度。補償中發現(xian),間隙補償越大(dà),(1)階段移動的距(jù)離也越大。金屬(shu)數控車床加工(gong)微信,内容不錯(cuò),值得關注。
分析(xī)上述檢查認爲(wei)存在幾點可能(neng)原因:一是電機(ji)有異常,二是機(jī)械方面有故障(zhàng),三是絲杠存在(zài)間隙。爲了進一(yi)步診斷故障,将(jiang)電機和絲杠完(wan)全脫開,分别對(dui)電機和機械部(bù)分進行檢查。檢(jian)查結果是電機(jī)運行正常;在對(dui)機械部分診斷(duàn)中發現,用手盤(pan)動絲杠時,返回(hui)運動初始有很(hen)大的空缺感。而(er)正常情況下,應(ying)該能感覺到軸(zhou)承有序而平滑(hua)的移動。
故障處(chù)理:經過拆卸檢(jian)查發現該軸承(chéng)确實受損,且有(yǒu)滾珠脫落。更換(huàn)後機床恢複正(zhèng)常。
2.控制邏輯不(bú)妥導緻數控車(chē)床加工精度異(yì)常
故障現象:一(yī)台上海機床廠(chang)家生産的數控(kong)車床加工中心(xin),系統是Frank.數控車(che)床加工過程中(zhōng),發現該機床X軸(zhóu)精度異常,精度(du)誤差小爲0.008mm,大爲(wei)1.2mm.故障診斷:檢查(chá)中,機床已經按(àn)照要求設置了(le)G54工件坐标系。在(zai)手動輸入數據(jù)方式操作下,以(yi)G54坐标系運行一(yi)段程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”,待機(jī)床運行結束後(hou)顯示器上顯示(shi)的機械坐标值(zhí)爲(X軸)“-1025.243”,記錄下該(gai)數值。然後在手(shou)動方式下,将機(ji)床點動到其他(ta)任意位置,再次(ci)在手動輸入數(shu)據方式操作下(xia)運行剛才的程(cheng)序段,待機床停(tíng)止後,發現此時(shi)機床坐标數值(zhí)顯示爲“-1024.891”,同上一(yi)次執行後的數(shù)值比較相差了(le)0.352mm.按照同樣的方(fāng)法,将X軸點動移(yí)動到不同的位(wei)置,反複執行該(gāi)程序段,而顯示(shì)器上顯示的數(shù)值都有所不同(tóng)(不穩定)。金屬數(shù)控車床加工微(wei)信,内容不錯,值(zhi)得關注。用百分(fèn)表對X軸進行仔(zai)細檢查,發現機(jī)械位置實際誤(wu)差同數字顯示(shi)出來的誤差基(ji)本一緻,從而認(ren)爲故障原因爲(wèi)X軸重複定位誤(wù)差過大。對X軸的(de)反向間隙及定(dìng)位精度進行檢(jian)查,重新補償其(qi)誤差值,結果起(qǐ)不到任何作用(yong)。因此懷疑光栅(shān)尺及系統參數(shu)等有問題。但爲(wèi)什麽産生如此(cǐ)大的誤差,卻又(you)未出現相應的(de)報警信息進一(yī)步檢查發現,此(cǐ)軸爲垂直方向(xiang)的軸,當X軸松開(kai)時主軸箱向下(xià)掉,造成了誤差(chà)。
故障處理:對機(ji)床的PLC邏輯控制(zhi)程序做了修改(gǎi),即在X軸松開時(shí),先把X軸使能加(jia)載,再把X軸松開(kai);而在X軸夾緊時(shi),先把X軸夾緊後(hou),再把使能去掉(diao)。調整後機床故(gù)障得以解決。
3.機(jī)床位置問題導(dao)緻數控車床加(jia)工精度異常
故(gù)障現象:一台杭(hang)州産的立式數(shu)控銑床,配備北(běi)京KND-10M系統。在點動(dong)或數控車床加(jia)工過程中,發現(xiàn)Z軸異常。
故障診(zhen)斷:檢查發現,Z軸(zhou)上下移動不均(jun1)勻且有噪聲,且(qie)存在一定間隙(xi)。電機啓動時,在(zai)點動方式下Z軸(zhóu)向上運動存在(zài)不穩定的噪聲(sheng)及受力不均勻(yun),且感覺電機抖(dou)動比較厲害;而(er)向下運動時,就(jiu)沒有抖動得這(zhè)麽明顯;停止時(shí)不抖動,在數控(kong)車床加工過程(chéng)中表現得比較(jiao)明顯。分析認爲(wèi),故障原因有三(san)點:一是絲杠反(fǎn)向間隙很大;二(èr)是Z軸電機工作(zuò)異常;三是皮帶(dai)輪受損至受力(li)不均。但有一個(gè)問題要注意的(de)是,停止時不抖(dou)動,上下運動不(bú)均勻,所以電機(ji)工作異常這個(gè)問題可以排除(chú)。金屬數控車床(chuang)加工微信,内容(róng)不錯,值得關注(zhù)。因此先對機械(xie)部分診斷,在診(zhěn)斷測試過程中(zhōng)沒有發現異常(chang),在公差之内。利(li)用排除法則,餘(yu)下的隻有皮帶(dai)問題了,在檢測(cè)皮帶時,發覺這(zhe)條皮帶剛換不(bú)久,但在細心檢(jiǎn)測皮帶時,發現(xiàn)皮帶内側出現(xiàn)不同程度的受(shòu)損,很明顯是受(shou)力不均所至,是(shì)什麽原因造成(cheng)的呢在診斷中(zhong)發現電機放置(zhi)有問題,即裝夾(jia)的角度位置不(bu)對稱造成受力(lì)不均。
故障處理(li):隻要将電機重(zhòng)裝,對準角度,測(ce)量好距離(電機(ji)與Z軸的軸承),皮(pí)帶兩邊(長度)要(yào)均勻。這樣,Z軸上(shang)下移動不均勻(yun)且有噪聲及抖(dǒu)動現象就消除(chu)了,Z軸數控車床(chuang)加工恢複正常(cháng)。
4.系統參數未優(yōu)化,電機運行異(yi)常
導緻數控車(che)床加工精度異(yi)常系統參數主(zhu)要包括機床進(jìn)給單位,零點偏(piān)置,反向間隙等(děng)。例如Frank數控系統(tǒng),其進給單位有(yǒu)公制和英制兩(liǎng)種。在機床修理(lǐ)過程中對于局(ju)部處理,常常影(yǐng)響到零點偏置(zhì)和間隙的變化(huà),故障處理完畢(bì)後應作适時的(de)調整和修改;另(lìng)一方面,由于機(jī)械磨損嚴重或(huò)連接位松動也(ye)可能造成參數(shù)實測值的變化(huà),需要對參數做(zuo)相應的修改才(cai)能滿足機床數(shù)控車床加工精(jīng)度的要求。
故障(zhàng)現象:一台杭州(zhōu)産的立式數控(kòng)銑床,配備北京(jīng)KND-10M系統。在數控車(che)床加工過程中(zhōng),發現X軸精度異(yi)常。
故障診斷:檢(jian)查發現X軸存在(zài)一定間隙,且電(diàn)機啓動時存在(zài)不穩定的現象(xiàng)。用手觸摸X軸電(diàn)機時感覺電機(jī)拉動比較厲害(hai),停止時拉動不(bú)明顯,尤其是點(dian)動方式下比較(jiào)明顯。分析認爲(wèi),故障原因有兩(liang)點:一是絲杠反(fan)間隙很大;二是(shi)X軸電機工作異(yi)常。
故障處理:利(lì)用KND-10M系統的參數(shu)功能,對電機進(jìn)行調試。首先對(dui)存在的間隙進(jin)行補償,再調整(zheng)伺服系統參數(shu)及脈沖抑制功(gōng)能參數,X軸電機(ji)的抖動消除,機(jī)床數控車床加(jiā)工精度恢複正(zhèng)常。