影響數控銑床加工精度案例分析

　     數控銑床屬于精密設備，但是在使用過(guò)程中難免會(huì )遇到數控銑床加工精度異?，F象，影響產(chǎn)品的加工精度，形成這類(lèi)故障的原因主要有四個(gè)方面：
　　1.系統參數發(fā)生變化或改動(dòng)； 
　　2.機床位置環(huán)異常； 
　　3.電機運行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分異常； 
　　4.機械故障，如絲杠，軸承，聯(lián)軸器等部件。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。 
　    針對以上常見(jiàn)的故障，下面根據案例一一進(jìn)行分析及研究 
　　1.系統參數發(fā)生變化或改動(dòng)導致加工精度異常 
　　一臺數控立式銑床，配置FANUC 0i-MC數控系統。在加工批零件時(shí)，發(fā)現當班加工出來(lái)的零件均比要求尺寸?。╔軸方向超差-0.03，Y軸方向超差-0.05），而該班之前的零件尺寸均在公差范圍內。檢查程序、刀具均正常，檢查各軸反向間隙，發(fā)現X軸間隙剛好為0.03MM，Y軸間隙為0.05MM。進(jìn)一步了解情況得知，原來(lái)前一天技術(shù)人員進(jìn)行常規設備維護時(shí)，誤將反向間隙參數號1851的單位μm當成了10μm，結果將X軸間隙30μm設成了3μm，Y軸間隙50μm設成了5μm，導致誤差的出現。 
　　系統參數主要包括機床進(jìn)給單位、零點(diǎn)偏置、反向間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數控系統，其進(jìn)給單位有公制和英制兩種。機床修理過(guò)程中某些處理，常常影響到零點(diǎn)偏置和間隙的變化，故障處理完畢應作適時(shí)地調整和修改；另一方面，由于機械磨損嚴重或連結松動(dòng)也可能造成參數實(shí)測值的變化，需對參數做相應的修改才能滿(mǎn)足機床加工精度的要求。 
　　2.機械故障導致的加工精度異常 
　　案例一：一臺GSVM6540A立式加工中心，采用FANUC 0i-MC數控系統。一次在銑削模具過(guò)程中，突然發(fā)現Z軸進(jìn)給異常，造成至少0.3mm的切削誤差量（Z向過(guò)切）。調查中了解到：故障是突然發(fā)生的。機床在點(diǎn)動(dòng)、MDI操作方式下各軸運行正常，且回參考點(diǎn)正常；無(wú)任何報警提示，電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認為，主要應對以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。 
　?。?）檢查機床正運行的加工程序段，特別是加工深度設定、刀具長(cháng)度補償、加工坐標系（G54～G59）的調用等，檢查后并無(wú)異常。 
　?。?）在點(diǎn)動(dòng)方式下，反復運動(dòng)Z軸，經(jīng)過(guò)視、觸、聽(tīng)對其運動(dòng)狀態(tài)診斷，發(fā)現Z向運動(dòng)聲音并無(wú)異常。 
　?。?）檢查機床Z軸精度。用手脈發(fā)生器移動(dòng)Z軸，（將手脈倍率定為1×100的擋位，即每變化一步，電機進(jìn)給0.1mm），配合百分表觀(guān)察Z軸的運動(dòng)情況。在單向運動(dòng)精度保持正常后作為起始點(diǎn)的正向運動(dòng)，手脈每變化一步，機床Z軸運動(dòng)的實(shí)際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說(shuō)明電機運行良好，定位精度良好。但在反向運動(dòng)時(shí)，發(fā)現明顯間隙。將手輪設成1×10擋位，配合百分表反復測量得到Z軸的反向間隙為0.25MM，修改系統1851號參數進(jìn)行Z軸反向間隙補償，再用百分表測量Z軸反向間隙，間隙消除，故障初步排除。 
　?。?）進(jìn)行試加工驗證。再加工后發(fā)現，Z軸誤差依然存在，誤差值約為0.2MM，由此判斷Z軸連結機構存在機械故障。 
　?。?）檢查Z軸連結機構。經(jīng)檢查發(fā)現Z軸絲桿的緊固螺母有松動(dòng)跡像，造成Z軸絲桿軸向竄動(dòng)，以致誤差的出現。調緊螺母，注意松緊程度，過(guò)松會(huì )有反向間隙，過(guò)緊會(huì )使絲桿受力過(guò)大，造成振動(dòng)。再次修改系統1851號參數進(jìn)行Z軸反向間隙補償，以致間隙消除。試加工后，故障排除。 
　　案例二：一臺GSVM6540A立式加工中心，采用FANUC 0i-MC數控系統。在加工一長(cháng)方形模坯時(shí)，發(fā)現Y軸方向寬度的精度異常，實(shí)測尺寸比要求小0.2-0.3MM，而且右端的實(shí)測值要比左端的小，但X軸方向的長(cháng)度精度正常。分析步驟如下： 
　?。?）首先檢查零件的CAD造型及加工程序，均無(wú)發(fā)現錯誤。 
　?。?）用百分表檢查Y軸精度，發(fā)現Y軸定位精度良好。由可知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(xiàn)條松，二是X導軌線(xiàn)條松。根據零件實(shí)測值右端比左端小的特點(diǎn)初步認定故障是由X導軌右邊的線(xiàn)條松動(dòng)造成的。 
　?。?）拆缷X軸右邊防護罩，觀(guān)察X導軌右邊的線(xiàn)條，發(fā)現果然有松動(dòng)的跡像。 
　?。?）調緊導軌線(xiàn)條后試加工，精度正常，故障排除。 
　　3.機床電氣參數未優(yōu)化電機運行異常 
　　一臺數控立式銑床，配置FANUC 0i-MC數控系統。在加工完一模具零件后，用量具測量發(fā)現X軸尺寸超差-0.05MM左右。檢查發(fā)現X軸存在一定間隙，且電機啟動(dòng)時(shí)存在不穩定現象。用手觸摸X軸電機時(shí)感覺(jué)電機抖動(dòng)比較嚴重，啟停時(shí)不太明顯，JOG方式下較明顯。 
　　分析認為，故障原因有兩點(diǎn)，一是機械反向間隙較大；二是X軸電機工作異常，電機抖動(dòng)導致丟步。利用FANUC系統的參數功能，對電機進(jìn)行調試。首先對存在的間隙進(jìn)行了補償；調整伺服增益參數及N脈沖抑制功能參數，X軸電機的抖動(dòng)消除，機床加工精度恢復正常。 
　　4.機床位置環(huán)異?；蚩刂七壿嫴煌讓е录庸ぞ犬惓?nbsp;
　　一臺TH61140鏜銑床加工中心，數控系統為FANUC 18i，全閉環(huán)控制方式。加工過(guò)程中，發(fā)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(jīng)按照要求設置了G54工件坐標系。在MDI方式下，以G54坐標系運行一段程序即“G90 G54 Y80 F100；M30；”，待機床運行結束后顯示器上顯示的機械坐標值為“-1046.605”，記錄下該值。然后在手動(dòng)方式下，將機床Y軸點(diǎn)動(dòng)到其他任意位置，再次在MDI方式下執行上面的語(yǔ)句，待機床停止后，發(fā)現此時(shí)機床機械坐標數顯值為“-1046.992”，同第一次執行后的數顯示值相比相差了0.387mm。按照同樣的方法，將Y軸點(diǎn)動(dòng)到不同的位置，反復執行該語(yǔ)句，數顯的示值不定。用百分表對Y軸進(jìn)行檢測，發(fā)現機械位置實(shí)際誤差同數顯顯示出的誤差基本一致，從而認為故障原因為Y軸重復定位誤差過(guò)大。對Y軸的反向間隙及定位精度進(jìn)行仔細檢查，重新作補償，均無(wú)效果。因此懷疑光柵尺及系統參數等有問(wèn)題，但為什么產(chǎn)生如此大的誤差，卻未出現相應的報警信息呢？進(jìn)一步檢查發(fā)現，該軸為垂直方向的軸，當 Y軸松開(kāi)時(shí)，主軸箱向下掉，造成了超差。 
對機床的PLC邏輯控制程序做了修改，即在Y軸松開(kāi)時(shí)，先把Y軸使能加載，再把Y軸松開(kāi)；而在夾緊時(shí)，先把軸夾緊后，再把Y軸使能去掉。調整后機床故障得以解決。 
      如果在使用中發(fā)現任何異?，F象，請及時(shí)和廠(chǎng)家售后服務(wù)聯(lián)系，在技術(shù)人員的指導下完成操作。