數控銑床屬於精密設備,但是在(zài)使用(yòng)過程中(zhōng)難(nán)免會遇到數控(kòng)銑床加(jiā)工精(jīng)度異常現象,影響產品的加工精度,形成這類故障的原因主要有四個(gè)方麵:
1.係統參數發生變化(huà)或改動;
2.機床位置環異常;
3.電機運行狀態異常,即電氣及控製部分異常;
4.機械故障,如絲杠,軸承,聯軸器等部件。另外加工程序的編製,刀具的選擇及(jí)人為因素,也可能導致加工精度異常。
針對以上常見的故障,下麵根據案例一一進行分析(xī)及研究
1.係統參數發生變化或改動導致加工精度異常(cháng)
一台數控立式銑床,配置FANUC 0i-MC數控係統。在加工批零(líng)件時,發現當班加工出來的(de)零件(jiàn)均比要求尺寸(cùn)小(X軸方向超差-0.03,Y軸方向超差-0.05),而該班之前的零(líng)件尺寸均在公差範圍內。檢查(chá)程序、刀具(jù)均正常,檢查各軸反(fǎn)向間隙(xì),發現X軸間隙剛好為(wéi)0.03MM,Y軸間隙為0.05MM。進一步了解情況得知,原來前一天技術人員進行常規設備維護時,誤將反向間隙參數號1851的單位(wèi)μm當成了10μm,結果將X軸間隙30μm設成了3μm,Y軸間隙50μm設成(chéng)了5μm,導(dǎo)致誤差的出現。
係統參數(shù)主要包括機床進給單位、零點偏置、反向(xiàng)間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數控係統,其進給單(dān)位有(yǒu)公製和英製兩種。機床修理過(guò)程(chéng)中某些處理,常常影響到零點偏(piān)置和間隙的變化,故障處理完畢(bì)應作適時地調整和修改;另一方麵,由於(yú)機械磨損嚴重或連結鬆動也可能造成參(cān)數實測值的變化,需(xū)對參數做相應的修改才能滿足機床加工精度的要求。
2.機械故障導致的加工(gōng)精度異常
案例(lì)一(yī):一台GSVM6540A立式加工中心(xīn),采用FANUC 0i-MC數控係統。一次在(zài)銑削模具過程中,突然發現Z軸進給異常,造成(chéng)至(zhì)少0.3mm的切削誤差量(Z向過切)。調查中了解到:故障是突然發生的。機床在點動、MDI操作方式下各軸(zhóu)運行正常,且回(huí)參考(kǎo)點正(zhèng)常;無(wú)任何報警提示,電氣控製部分硬故障的可(kě)能性排除。分析(xī)認為,主要應對以(yǐ)下幾方麵逐(zhú)一進行檢查。
(1)檢查機床正運行的加工程序段(duàn),特別是(shì)加工深度設定、刀具長度補償、加工坐標係(G54~G59)的調用等,檢查後並無異(yì)常。
(2)在點動方式下,反複運動Z軸(zhóu),經過視、觸、聽對其運動狀態診斷(duàn),發現(xiàn)Z向運動聲音並無(wú)異常。
(3)檢查機床Z軸精度。用手脈發(fā)生(shēng)器(qì)移動Z軸,(將手(shǒu)脈倍率定為1×100的擋位,即每變化一步,電機進給0.1mm),配合(hé)百分表(biǎo)觀察Z軸的運動情況。在單向運動精度(dù)保持正常後作為(wéi)起(qǐ)始(shǐ)點的(de)正向(xiàng)運動,手脈每變化一步,機(jī)床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm,說明電機運行良好,定位精度良好。但在反向運動時,發現明顯間隙。將手(shǒu)輪設成1×10擋位(wèi),配合百分表反複測(cè)量得到Z軸的反(fǎn)向間隙為0.25MM,修改係統(tǒng)1851號參數進行Z軸反向間隙補償,再用百(bǎi)分表(biǎo)測量Z軸反向(xiàng)間隙,間隙消除,故障初步排除。
(4)進行試(shì)加工驗證。再加工後發現,Z軸誤(wù)差依(yī)然存在,誤差值約為0.2MM,由此判斷Z軸連結機構存在機械故(gù)障。
(5)檢查Z軸連結機構(gòu)。經檢(jiǎn)查發現Z軸絲杆的緊固螺母有(yǒu)鬆(sōng)動跡像,造成Z軸絲杆軸向竄動,以致誤差的出現。調緊螺母,注意鬆緊程度(dù),過鬆會有反向(xiàng)間隙,過緊會使(shǐ)絲杆受力過大,造(zào)成振動。再次修改係統1851號參數進(jìn)行Z軸反(fǎn)向間隙補償,以(yǐ)致間隙消除。試加工後,故障排除。
案例(lì)二:一台GSVM6540A立式(shì)加(jiā)工中心,采用FANUC 0i-MC數控係統。在加工一長方形(xíng)模坯時,發現Y軸方向寬度的精度異常,實測尺寸(cùn)比要求小(xiǎo)0.2-0.3MM,而且右端的實測值要比左端的小(xiǎo),但X軸方向的長(zhǎng)度精度正常。分析步驟如下:
(1)首先檢(jiǎn)查零件的(de)CAD造型及加工程序,均無發現錯誤。
(2)用百分表檢查Y軸精度,發現Y軸定位精(jīng)度良好。由可知(zhī)誤差是在有載荷的情況下才出現的。分析可知,故障原因有二:一是Z軸導軌線條鬆,二是X導軌線條鬆。根據(jù)零件實測值右端比左端小的特點初步認定故障是由X導(dǎo)軌右邊的線(xiàn)條鬆動造成的。
(3)拆缷X軸右(yòu)邊防護罩,觀察X導軌右邊的線條,發現果然有鬆動的跡(jì)像。
(4)調緊導軌線條後試加工,精度正常,故(gù)障排除。
3.機床電氣參數未優化電機運行異常
一台數控立式銑床,配置FANUC 0i-MC數控係統。在(zài)加工完一模具零件後,用量具測量發現X軸尺寸超差-0.05MM左右。檢查發現X軸存在一定間隙,且電機啟(qǐ)動時存(cún)在不穩定現象。用手觸摸X軸電機時感覺電機抖動比較嚴重,啟停時不太明顯,JOG方式(shì)下較明顯。
分析認為,故障原因有兩點,一是機械反向間隙(xì)較大;二是X軸電機工作異(yì)常,電(diàn)機抖動導致丟步(bù)。利用FANUC係統(tǒng)的參數功能,對(duì)電機進行調試。首先對存(cún)在的間隙進行了(le)補償;調整伺服增(zēng)益參數及N脈衝抑製功能參數,X軸電(diàn)機的抖動消除,機床加工精度(dù)恢複正常。
4.機床位置環異(yì)常或(huò)控製邏輯不妥導致加工精度異常
一台TH61140鏜銑床加工中心,數控係統為FANUC 18i,全閉環(huán)控(kòng)製方(fāng)式。加工過程中(zhōng),發現該機床Y軸精度異常,精度誤差*小在0.006mm左右,*大誤差可達到1.400mm。檢查中,機床已經按照要求設置了G54工件坐(zuò)標係。在MDI方式下,以G54坐標係運行一段程序即“G90 G54 Y80 F100;M30;”,待機床運行結束後顯示器上顯(xiǎn)示的機械坐標值為“-1046.605”,記錄下該值。然後在手動方式下,將機床Y軸(zhóu)點動到其他任意位置,再次在MDI方(fāng)式下執(zhí)行上麵的語(yǔ)句(jù),待機(jī)床停止後,發現(xiàn)此時機床機械坐標數顯值為“-1046.992”,同(tóng)第一次執行後的數顯示值相比相差了0.387mm。按照同樣的(de)方法,將Y軸點動到(dào)不(bú)同的位置,反複(fù)執行該語句,數顯的示值不定。用百分(fèn)表對Y軸進行檢測,發現機械位置實際誤差同數顯顯示出的誤差基本一致,從而認為故障(zhàng)原因為Y軸重複定位誤差過大。對Y軸的反向間隙及定位(wèi)精度進行仔(zǎi)細檢查,重新作補(bǔ)償(cháng),均無效果。因此懷疑(yí)光柵尺及係統參數等有問題,但為(wéi)什麽產生如此大的誤差,卻未出現相應的報警信息呢?進一步檢查(chá)發現,該軸為垂直方向(xiàng)的軸,當 Y軸鬆開時,主軸箱向下掉,造成了超差。
對機床的PLC邏輯控(kòng)製程序做(zuò)了修改,即在Y軸鬆(sōng)開時,先把(bǎ)Y軸使能加載,再把(bǎ)Y軸鬆開;而(ér)在夾緊時,先把軸夾(jiá)緊後,再把Y軸使能(néng)去掉。調整後(hòu)機床故障得以解決。
如果在使用中發現任何異(yì)常現象,請及時和廠家售後服務聯係,在技術人員的指導下完成操作。


