數控機床加工精度降低什么原因原因
來源：泰安海數機械制造有限公司 發布日期：2015-12-10 9:03:58 訪問次數：
造成加工精度異常故障的原因隱蔽性強，診斷難度比較大，歸納出五個主要原因：機床進給單位被改動或變化；機床各個軸的零點偏置異常；軸向的反向間隙異常；電機運行狀態異常，即電氣及控制部分異常；機械故障，如絲杠，軸承，軸聯器等部件。另外加工程序的編制，刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。
造成加(jia)工(gong)精度異(yi)常故障(zhang)的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)隱蔽性強，診(zhen)斷難度比較大(da)，歸(gui)納出(chu)五個(ge)主要原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)：機床進給單位(wei)被改動(dong)或(huo)變化；機(ji)床各(ge)個軸的零點偏置異(yi)常(chang)(chang)；軸向的反(fan)向間隙異(yi)常(chang)(chang)；電(dian)機(ji)運行狀態異(yi)常(chang)(chang)，即電(dian)氣及控制部(bu)分(fen)異(yi)常(chang)(chang)；機(ji)械故障，如(ru)絲杠，軸承，軸聯器等部件。另外加工程(cheng)序的編制，刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。 
一、造成加工精度異常故障的原因 造成加工精度異常故障的原因隱蔽性強，診斷難度比較大，歸納出五個主要原因：機床進給單位被改動或變化；機床各個軸的零點偏置異常；軸向的反向間隙異常；電機運行狀態異常，即電氣及控制部分異常；機械故障，如絲杠，軸承，軸聯器等部件。另外加工程序的編制，刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。 二、數控機床故障診斷原則 1.先外部后內部數控機床是集機械，液壓，電氣為一體的機床，故其故障的發生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應先由外向內逐一進行排查，盡量避免隨意地啟封，拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。 2.先(xian)機(ji)(ji)械后(hou)電氣一般來說，機(ji)(ji)械故障(zhang)較易發覺，而數控系統故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障，往往可達到事半功倍的效果。 3.先靜后動先在機床斷電的靜止狀態下，通過了解，觀察，測試，分析，確認為非破壞性故障后，方可給機床通電；在運行工況下，進行動態的觀察，檢驗和測試，查找故障。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可通電。 4.先簡單后復雜當出現多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。 三、數控機床故障診斷方法 1.直觀法(fa)：（望聞問切）問-機床的故障現象(xiang)，加(jia)工狀況(kuang)等(deng)；看-CRT報(bao)警(jing)信息，報(bao)警(jing)指示燈(deng)，電容器等(deng)元件變形(xing)煙熏燒焦，保(bao)護器脫扣(kou)等(deng)；聽(ting)-異常聲響；聞-電氣元件焦糊味及其它異味；摸-發熱，振動，接觸不良等。 2.參數檢查法：參數通常是存放在RAM中，有時電池電壓不足，系統長期不通電或外部干擾都會使參數丟失或混亂，應根據故障特征，檢查和校對有關參數。 3.隔(ge)離法：一(yi)些故障，難(nan)以區分是數控部分，還是伺服系統或機械部分造成的，常采用隔離法。 4.同類對調法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板，或將功能相同的模板或單元相互交換。 5.功能程序測試法將G，M，S，T，功能的全部指令編寫一些小程序，在診斷故障時運行這些程序，即可判斷功能的缺失。 四、加工精度異常故障診斷和處理實例 1.機械故障導致加工精度異常 故(gu)障現象：一臺SV-1000立式加工中心，采用Frank系統。在加工連桿模具過程中，忽然發現Z軸進給異常，造成至少1mm的切削誤差量（Z方向過切）。 故障診斷：調查中了解到，故障是忽然發生的。機床在點動，在手動輸入數據方式操作下各個軸運行正常，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。應主要對以下幾個方面逐一進行檢查。 檢查機床精度異常時正在運行的加工程序段，特別是刀具長度補償，加工坐標系（G54-G59）的校對和計算。 在點動方式下，反復運動Z軸，經過視，觸，聽，對其運動狀態診斷，發現Z向運動噪音異常，特別是快速點動，噪音更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。 檢查(cha)機床(chuang)Z軸精度。用手(shou)搖脈(mo)沖發生器移動Z軸，（將其(qi)倍率定(ding)為(wei)1×100的擋(dang)位，即每變化(hua)一步(bu)，電機進給0.1mm），配合百分表觀察Z軸的運動情況。在單向運動保持正常后作為起始點的正向運動，脈沖器每變化一步，機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明電機運行良好，定位精度也良好。而返回機床實際運動位移的變化上，可以分為四個階段：（1）機床運動距離d1>d=0.1mm（斜率大于1）；（2）表現出為d1=0.1mm>d2>d3（斜率小于1）；（3）機床機構實際沒移動，表現出標準的反向間隙；（4）機床運動距離與脈沖器經定數值相等（斜率等于1），恢復到機床的正常運動。無論怎樣對反向間隙進行補償，其表現出的特征是：除了（3）階段補償外，其他各段變化依然存在，特別是（1）階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發現，間隙補償越大，（1）階段移動的距離也越大。 分析上述檢查認為存在幾點可能原因：一是電機有異常，二是機械方面有故障，三是絲杠存在間隙。為了進一步診斷故障，將電機和絲杠完全脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。檢查結果是電機運行正常；在對機械部分診斷中發現，用手盤動絲杠時，返回運動初始有很大的空缺感。而正常情況下，應該能感覺到軸承有序而平滑的移動。 故障處理：經過拆卸檢查發現該軸承確實受損，且有滾珠脫落。更換后機床恢復正常。 2.控制邏輯不妥導致加工精度異常 故(gu)障現(xian)象：一臺(tai)上(shang)海機床廠家生(sheng)產的(de)加工中心，系(xi)統(tong)(tong)是Frank.加工過程(cheng)中，發(fa)(fa)現(xian)(xian)該機(ji)床(chuang)(chuang)X軸精度異常，精度誤差(cha)(cha)(cha)小為(wei)(wei)(wei)0.008mm，大為(wei)(wei)(wei)1.2mm.故障診斷(duan)：檢(jian)查中，機(ji)床(chuang)(chuang)已(yi)經(jing)按照要求設置(zhi)了(le)G54工件(jian)坐標(biao)(biao)系(xi)。在(zai)手(shou)動輸(shu)入(ru)(ru)數(shu)(shu)據方(fang)式(shi)操作下，以G54坐標(biao)(biao)系(xi)運(yun)行(xing)(xing)一段程(cheng)序即(ji)“GOOG90G54X60.OY70.OF150；M30；”，待機(ji)床(chuang)(chuang)運(yun)行(xing)(xing)結束后顯(xian)示器上顯(xian)示的(de)(de)(de)(de)機(ji)械坐標(biao)(biao)值(zhi)為(wei)(wei)(wei)（X軸）“-1025.243”，記(ji)錄下該數(shu)(shu)值(zhi)。然后在(zai)手(shou)動方(fang)式(shi)下，將機(ji)床(chuang)(chuang)點動到(dao)其他(ta)任意位(wei)(wei)(wei)置(zhi)，再(zai)次(ci)在(zai)手(shou)動輸(shu)入(ru)(ru)數(shu)(shu)據方(fang)式(shi)操作下運(yun)行(xing)(xing)剛才的(de)(de)(de)(de)程(cheng)序段，待機(ji)床(chuang)(chuang)停止(zhi)后，發(fa)(fa)現(xian)(xian)此(ci)(ci)時機(ji)床(chuang)(chuang)坐標(biao)(biao)數(shu)(shu)值(zhi)顯(xian)示為(wei)(wei)(wei)“-1024.891”，同(tong)上一次(ci)執行(xing)(xing)后的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)值(zhi)比較相(xiang)差(cha)(cha)(cha)了(le)0.352mm.按照同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)方(fang)法，將X軸點動移動到(dao)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)，反(fan)復(fu)執行(xing)(xing)該程(cheng)序段，而(er)顯(xian)示器上顯(xian)示的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)值(zhi)都有所不同(tong)（不穩定(ding)）。用百分(fen)表對X軸進(jin)(jin)行(xing)(xing)仔(zi)細檢(jian)查，發(fa)(fa)現(xian)(xian)機(ji)械位(wei)(wei)(wei)置(zhi)實(shi)際誤差(cha)(cha)(cha)同(tong)數(shu)(shu)字顯(xian)示出(chu)來的(de)(de)(de)(de)誤差(cha)(cha)(cha)基本一致，從而(er)認為(wei)(wei)(wei)故障原因(yin)為(wei)(wei)(wei)X軸重復(fu)定(ding)位(wei)(wei)(wei)誤差(cha)(cha)(cha)過大。對X軸的(de)(de)(de)(de)反(fan)向間隙(xi)及(ji)定(ding)位(wei)(wei)(wei)精度進(jin)(jin)行(xing)(xing)檢(jian)查，重新(xin)補(bu)償其誤差(cha)(cha)(cha)值(zhi)，結果起不到(dao)任何作用。因(yin)此(ci)(ci)懷疑光柵尺及(ji)系(xi)統(tong)(tong)參數(shu)(shu)等(deng)有問題。但為(wei)(wei)(wei)什么產(chan)生如此(ci)(ci)大的(de)(de)(de)(de)誤差(cha)(cha)(cha)，卻又未出(chu)現(xian)(xian)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)報警信息進(jin)(jin)一步檢(jian)查發(fa)(fa)現(xian)(xian)，此(ci)(ci)軸為(wei)(wei)(wei)垂直方(fang)向的(de)(de)(de)(de)軸，當X軸松開(kai)時主軸箱向下掉，造成了誤差。 故障處理：對機床的PLC邏輯控制程序做了修改，即在X軸松開時，先把X軸使能加載，再把X軸松開；而在X軸夾緊時，先把X軸夾緊后，再把使能去掉。調整后機床故障得以解決。 3.機床位置問題導致加工精度異常 故(gu)障現象：一(yi)臺杭州產的立式數控銑床，配備北京KND-10M系統。在點動或加工過程中，發現Z軸異常。 故障診斷：檢查發現，Z軸上下移動不均勻且有噪聲，且存在一定間隙。電機啟動時，在點動方式下Z軸向上運動存在不穩定的噪聲及受力不均勻，且感覺電機抖動比較厲害；而向下運動時，就沒有抖動得這么明顯；停止時不抖動，在加工過程中表現得比較明顯。分析認為，故障原因有三點：一是絲杠反向間隙很大；二是Z軸電機工作異常；三是皮帶輪受損至受力不均。但有一個問題要注意的是，停止時不抖動，上下運動不均勻，所以電機工作異常這個問題可以排除。因此先對機械部分診斷，在診斷測試過程中沒有發現異常，在公差之內。利用排除法則，余下的只有皮帶問題了，在檢測皮帶時，發覺這條皮帶剛換不久，但在細心檢測皮帶時，發現皮帶內側出現不同程度的受損，很明顯是受力不均所至，是什么原因造成的呢在診斷中發現電機放置有問題，即裝夾的角度位置不對稱造成受力不均。 故障處理：只要將電機重裝，對準角度，測量好距離（電機與Z軸的軸承），皮帶兩邊（長度）要均勻。這樣，Z軸上下移動不均勻且有噪聲及抖動現象就消除了，Z軸加工恢復正常。 4.系統參數未優化，電機運行異常 導致加工精度異常系統參數主要包括機床進給單位，零點偏置，反向間隙等。例如Frank數控系統，其進給單位有公制和英制兩種。在機床修理過程中對于局部處理，常常影響到零點偏置和間隙的變化，故障處理完畢后應作適時的調整和修改；另一方面，由于機械磨損嚴重或連接位松動也可能造成參數實測值的變化，需要對參數做相應的修改才能滿足機床加工精度的要求。 故障現象：一臺杭州產的立式數控銑床，配備北京KND-10M系統。在加工過程中，發現X軸精度異常。 故障診斷：檢查發現X軸存在一定間隙，且電機啟動時存在不穩定的現象。用手觸摸X軸電機時感覺電機拉動比較厲害，停止時拉動不明顯，尤其是點動方式下比較明顯。分析認為，故障原因有兩點：一是絲杠反間隙很大；二是X軸電機工作異常。 故障處理(li)：利用KND-10M系(xi)統的參數(shu)功能，對(dui)電機進行調(diao)試。首先對(dui)存(cun)在的間隙(xi)進行補償，再調(diao)整(zheng)伺服系(xi)統參數(shu)及脈沖抑制(zhi)功能參數(shu)，X軸電機的抖動消除，機床加工精度(du)恢復(fu)正常 
