生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機(jī)床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強(qiáng)、診斷難度大。導(dǎo)致此類故障的原因主要有五個方面:(1)機(jī)床進(jìn)給單位被改動或變化。(2)機(jī)床各軸的零點(diǎn)偏置(NULL OFFSET)異常。(3)軸向的反向間隙(BACKLASH)異常。(4)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異常,即電氣及控制部分故障。(5)機(jī)械故障,如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。此外,加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素,也可能導(dǎo)致加工精度異常。
>4Y3]6N0.F e+v({^k 1. 系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動
~"pKe~h 3K&4i'}V 系統(tǒng)參數(shù)主要包括機(jī)床進(jìn)給單位、零點(diǎn)偏置、反向間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數(shù)控系統(tǒng),其進(jìn)給單位有公制和英制兩種。機(jī)床修理過程中某些處理,常常影響到零點(diǎn)偏置和間隙的變化,故障處理完畢應(yīng)作適時地調(diào)整和修改;另一方面,由于機(jī)械磨損嚴(yán)重或連結(jié)松動也可能造成參數(shù)實(shí)測值的變化,需對參數(shù)做相應(yīng)的修改才能滿足機(jī)床加工精度的要求。
k 4/D8(OXw 7A\Cbu2tf 2. 機(jī)械故障導(dǎo)致的加工精度異常
^2d!*W| lPH%Do>K 一臺THM6350臥式加工中心,采用FANUC 0i-MA數(shù)控系統(tǒng)。一次在銑削汽輪機(jī)葉片的過程中,突然發(fā)現(xiàn)Z軸進(jìn)給異常,造成至少1mm的切削誤差量(Z向過切)。調(diào)查中了解到:故障是突然發(fā)生的。機(jī)床在點(diǎn)動、MDI操作方式下各軸運(yùn)行正常,且回參考點(diǎn)正常;無任何報警提示,電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認(rèn)為,主要應(yīng)對以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。
G)#$]diNuX ?7:KphFX) 1)檢查機(jī)床精度異常時正運(yùn)行的加工程序段,特別是刀具長度補(bǔ)償、加工坐標(biāo)系(G54~G59)的校對及計算。
Y^Nuz/ J]W5[)L 2)在點(diǎn)動方式下,反復(fù)運(yùn)動Z軸,經(jīng)過視、觸、聽對其運(yùn)動狀態(tài)診斷,發(fā)現(xiàn)Z向運(yùn)動聲音異常,特別是快速點(diǎn)動,噪聲更加明顯。由此判斷,機(jī)械方面可能存在隱患。
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(* 3)檢查機(jī)床Z軸精度。用手脈發(fā)生器移動Z軸,(將手脈倍率定為1×100的擋位,即每變化一步,電機(jī)進(jìn)給0.1mm),配合百分表觀察Z軸的運(yùn)動情況。在單向運(yùn)動精度保持正常后作為起始點(diǎn)的正向運(yùn)動,手脈每變化一步,機(jī)床Z軸運(yùn)動的實(shí)際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm,說明電機(jī)運(yùn)行良好,定位精度良好。而返回機(jī)床實(shí)際運(yùn)動位移的變化上,可以分為四個階段:①機(jī)床運(yùn)動距離d1>d=0.1mm(斜率大于1);②表現(xiàn)出為d=0.1mm>d2>d3(斜率小于1);③機(jī)床機(jī)構(gòu)實(shí)際未移動,表現(xiàn)出最標(biāo)準(zhǔn)的反向間隙;④機(jī)床運(yùn)動距離與手脈給定值相等(斜率等于1),恢復(fù)到機(jī)床的正常運(yùn)動。
rqv))Zo` 6-`|:[Q~ 無論怎樣對反向間隙(參數(shù)1851)進(jìn)行補(bǔ)償,其表現(xiàn)出的特征是:除第③階段能夠補(bǔ)償外,其他各段變化仍然存在,特別是第①階段嚴(yán)重影響到機(jī)床的加工精度。補(bǔ)償中發(fā)現(xiàn),間隙補(bǔ)償越大,第①段的移動距離也越大。
u$%t)2+$4 .)1_Ew 分析上述檢查認(rèn)為存在幾點(diǎn)可能原因:一是電機(jī)有異常;二是機(jī)械方面有故障;三是存在一定的間隙。為了進(jìn)一步診斷故障,將電機(jī)和絲杠完全脫開,分別對電機(jī)和機(jī)械部分進(jìn)行檢查。電機(jī)運(yùn)行正常;在對機(jī)械部分診斷中發(fā)現(xiàn),用手盤動絲杠時,返回運(yùn)動初始有非常明顯的空缺感。而正常情況下,應(yīng)能感覺到軸承有序而平滑的移動。經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)其軸承確已受損,且有一顆滾珠脫落。更換后機(jī)床恢復(fù)正常。