影響數（shù）控銑床加工精度案例分析

數控銑床屬於精密設備（bèi），但是在使用過程中難（nán）免會遇到數控銑床（chuáng）加工精度（dù）異常現象，影響（xiǎng）產品的加工精度，形成這類故障的原（yuán）因主要（yào）有四個方麵：　　1.係統參數（shù）發（fā）生變化（huà）或改動；　　2.機床位置環異常；　　3.電機運行狀（zhuàng）態異常，即電氣及控製部分異常；　　4.機械故障，如絲（sī）杠，軸承（chéng），聯軸器等部件。另外加工程序的編製，刀具的選（xuǎn）擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。　 針對以（yǐ）上常見的故障，下麵根據案例一一進行分析及研究　　1.係統參數發（fā）生變化或改動導致加工精度異常　　一台數控立式銑床，配置（zhì）FANUC0i-MC數控係統。在加工批零件時，發現當班加工出來的零件均比要求尺寸小（X軸方向超差-0.03，Y軸方（fāng）向超差-0.05），而該班之前的零件尺寸均在公差範圍內。檢（jiǎn）查程序、刀具均正常，檢查各軸反向間隙，發現X軸間隙剛好為0.03MM，Y軸間隙為（wéi）0.05MM。進一步了解情況（kuàng）得知，原來前一天技術人員進行常規設（shè）備維護時，誤將反向間隙參（cān）數號1851的單位μm當成了10μm，結（jié）果將X軸間隙（xì）30μm設成了3μm，Y軸（zhóu）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、反向間（jiān）隙等等。例如SIEMENS、FANUC數（shù）控係統，其（qí）進給單位有公製（zhì）和英製兩種。機床修理（lǐ）過程中某些處理，常常影響到（dào）零點偏置和（hé）間隙的變化，故障處理完畢應作（zuò）適時地調整和修改；另一方麵，由於機（jī）械磨損嚴重或連結鬆動也可能造成參數實測值的變化，需對（duì）參（cān）數做相應的修改才能滿（mǎn）足機床加工（gōng）精度的要求。　　2.機械（xiè）故障導致的加工精（jīng）度異常　　案例一：一台GSVM6540A立式加工中心，采用FANUC0i-MC數（shù）控（kòng）係統。一次在銑（xǐ）削模具過程中，突然發現Z軸進給異常，造成至少0.3mm的切（qiē）削誤差量（Z向過切）。調查中了解到：故（gù）障是（shì）突然發生的。機床在點動、MDI操作方式下各軸運行正（zhèng）常，且回參考點正常（cháng）；無任何報警提示，電氣控製部分硬故障的可能性排除。分（fèn）析認為，主要應對以下幾（jǐ）方麵逐一進行檢查。　　（1）檢查機床正運行的加工（gōng）程序段，特別是（shì）加工深度設定、刀具長度補償、加工坐（zuò）標係（xì）（G54～G59）的調用等，檢查（chá）後（hòu）並無異（yì）常。　　（2）在點動方式下，反複運動Z軸，經過視、觸、聽對其運動狀態（tài）診斷，發現Z向運動聲音並無異常。　　（3）檢查機床Z軸精度。用手脈發生器移動Z軸，（將手脈倍率定為1×100的擋位，即每變化一步，電機進給0.1mm），配合百分（fèn）表觀察Z軸的運動情（qíng）況。在單（dān）向運動精度保持正常後（hòu）作為起始點的正向運動（dòng），手脈每變化一步，機床（chuáng）Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說（shuō）明電機運（yùn）行良（liáng）好，定位精度良好。但在反（fǎn）向運動時，發現明顯間隙。將手輪設成1×10擋位，配合百分表反複測量得到Z軸的反向間隙為0.25MM，修改（gǎi）係統1851號參數進行Z軸反（fǎn）向間隙（xì）補償，再用百分表測量Z軸反向間隙，間隙消除，故障初步排除。　　（4）進行試加工驗證。再（zài）加工後發（fā）現，Z軸誤差依然存在，誤差值約為0.2MM，由此判斷Z軸連結機構存在（zài）機械故障。　　（5）檢查Z軸連結機構（gòu）。經檢查發（fā）現（xiàn）Z軸絲杆的緊固螺母有鬆動跡像，造成Z軸絲杆軸向竄動，以致（zhì）誤差的出現。調緊螺母，注意鬆（sōng）緊（jǐn）程度（dù），過（guò）鬆會有反向間隙，過（guò）緊會使絲（sī）杆（gǎn）受力過大，造成振動。再次修改（gǎi）係統1851號參數進行Z軸反向間（jiān）隙補償，以（yǐ）致間（jiān）隙消除。試加工後（hòu），故障排除。　　案例二：一台GSVM6540A立式加工中心，采用FANUC0i-MC數控係統。在加工一長方（fāng）形模坯時，發現Y軸方向寬度的精度異常，實測尺寸比（bǐ）要求小0.2-0.3MM，而（ér）且右端的實測值要比左（zuǒ）端的小，但X軸方（fāng）向的長度精度正常。分析步驟如下：　　（1）首先檢查零件（jiàn）的CAD造型及加（jiā）工程序，均（jun1）無發現錯誤。　　（2）用（yòng）百分（fèn）表檢查Y軸精度，發現Y軸定位（wèi）精度良好。由（yóu）可知誤差是在（zài）有（yǒu）載荷的情況（kuàng）下才（cái）出現的。分析可知，故障原因有二（èr）：一是Z軸導軌（guǐ）線（xiàn）條鬆，二是X導軌線條鬆。根據零件實測值右端比左端小的特點初步認定故（gù）障是由X導軌（guǐ）右邊的（de）線條鬆（sōng）動造成的。　　（3）拆缷X軸右邊防護罩，觀（guān）察X導軌右（yòu）邊的線條，發現果然（rán）有（yǒu）鬆動的跡像。　　（4）調緊導軌線條後試加工（gōng），精度正常，故障排除。　　3.機床電氣參數未優化電（diàn）機運行異常　　一台數控立式銑床，配置FANUC0i-MC數控係統。在加工（gōng）完一模具零件後，用量具測量發現（xiàn）X軸尺寸超差-0.05MM左右。檢查發現X軸存在一定間隙，且電機啟動時存在不穩定現象。用（yòng）手觸摸X軸電機（jī）時感覺電機抖（dǒu）動（dòng）比（bǐ）較嚴重，啟停時（shí）不太明顯（xiǎn），JOG方式下較明顯。　　分析（xī）認為，故障（zhàng）原因（yīn）有（yǒu）兩點，一是機械反（fǎn）向間隙較大；二是X軸電機工作異常，電（diàn）機抖（dǒu）動導致丟步。利用FANUC係統（tǒng）的參數功能，對（duì）電機進行調試。首（shǒu）先（xiān）對存在的間隙進行了補償；調整伺服增益參數及N脈衝抑製功能參數，X軸電機的抖動消除，機（jī）床加工精（jīng）度恢複正常。　　4.機床（chuáng）位置（zhì）環異（yì）常或控製（zhì）邏輯不妥導致加工精度異常（cháng）　　一台（tái）TH61140鏜（táng）銑（xǐ）床加工中心，數控係統為FANUC18i，全閉環控（kòng）製（zhì）方式。加工過程中，發現該機床Y軸精度異常，精度誤（wù）差*小在0.006mm左右，*大誤差可達到1.400mm。檢查中，機床已（yǐ）經按照要求設置了G54工件坐標係（xì）。在MDI方式下，以G54坐標係運行一段程序即（jí）“G90G54Y80F100；M30；，待機床運行結（jié）束（shù）後顯示（shì）器上顯示的機械坐標值為“-1046.605，記錄下該（gāi）值。然後（hòu）在手動（dòng）方式下，將機床Y軸（zhóu）點動到其他任意位置，再次在MDI方式下執行上麵（miàn）的語句，待機床停止後，發現此（cǐ）時機床（chuáng）機（jī）械坐（zuò）標數顯（xiǎn）值為“-1046.992，同第一次執行後的（de）數顯示（shì）值相（xiàng）比相差了0.387mm。按照同樣的（de）方法，將Y軸點動到不同的位置，反複執（zhí）行該（gāi）語（yǔ）句，數顯的示（shì）值不定。用百分表對Y軸進行檢（jiǎn）測，發現機（jī）械位置實際誤差同數顯（xiǎn）顯示（shì）出的誤差基（jī）本一致，從而認為故障原因（yīn）為Y軸重複定位誤差（chà）過大。對Y軸的反向間隙及定位精（jīng）度（dù）進行仔（zǎi）細檢查，重新作補償，均無效果。因此懷疑光柵尺及係統（tǒng）參數等有問題，但為什麽（me）產生如此大的誤差，卻未出現（xiàn）相應的報警信息呢？進一步檢查發現，該軸為垂（chuí）直方向的軸，當Y軸鬆開時，主軸箱向下掉，造成（chéng）了超差。對機床的PLC邏輯控製程序做了修改，即在Y軸鬆開時，先（xiān）把（bǎ）Y軸使能加載，再把Y軸鬆開；而在夾緊時，先把軸夾緊後，再把Y軸使能去掉。調整後機床故障得以解決。 如果在使用中發現任何異常現象，請（qǐng）及時和廠家售後服務聯係，在技術（shù）人員的指（zhǐ）導下完成操作。東莞市國匠智控有限公司是一家（jiā）股份製公司，旗下有（yǒu） 眾（zhòng）創為智（zhì）控科技有限（xiàn）公司，景哲機電有限公司，子（zǐ）帆機床服務公司 ，專（zhuān）注於數控設備的生產'，銷售，研發，整機配套，和（hé）代工服務為一體的高薪技術企業。