影響數（shù）控銑床（chuáng）加工精度案例分析

數控銑床（chuáng）屬於精密設備，但是在使用過程中（zhōng）難免會遇到數控銑床加工精（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方（fāng）麵：　　1.係統參（cān）數發生變化或（huò）改動；　　2.機床位置環異（yì）常；　　3.電機運行狀態異常，即電氣及控製部分異（yì）常；　　4.機械故障，如（rú）絲杠，軸承，聯軸器等（děng）部件。另外加工程序的編製，刀具的選擇（zé）及人為因素（sù），也可能導致（zhì）加工精度（dù）異常。　 針（zhēn）對以上常見的故障，下麵根據案例一一進行分析及（jí）研（yán）究（jiū）　　1.係統參數發生變化或改動導致加工精度異常　　一台數控立式銑（xǐ）床，配置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（qiú）尺寸小（xiǎo）（X軸方向超差-0.03，Y軸方向（xiàng）超差-0.05），而該班之前的零件尺寸均在公差範圍內。檢查程序、刀具均正常，檢查各（gè）軸反向間隙，發現X軸間隙剛好為0.03MM，Y軸間（jiān）隙為0.05MM。進一步了解（jiě）情況得知，原來前一天技術人員進行常規設備維護時，誤將（jiāng）反向間隙參數號1851的單位μm當成了10μm，結果將X軸（zhóu）間隙30μm設成了3μm，Y軸間隙50μm設成了5μm，導致誤（wù）差的出現。　　係統參數主要包括機床進（jìn）給單位、零點偏置、反向（xiàng）間（jiān）隙等等。例如SIEMENS、FANUC數控係統，其進給（gěi）單位有公製和英製兩種。機床修理過（guò）程（chéng）中某些處理，常常影響到零點偏置和間隙的變化，故障處（chù）理完畢應作適時地調整和修改；另一方（fāng）麵，由於機械磨損嚴（yán）重（chóng）或連結鬆動也可能造成參數實測值的變化，需對參數做相應的修改才能滿足機床（chuáng）加工（gōng）精度的要求。　　2.機械故障導致的加工精度異常　　案例一：一台GSVM6540A立式加工中心，采用FANUC0i-MC數控係統。一次在銑（xǐ）削模具過程中（zhōng），突（tū）然發現Z軸進給異常，造成至少0.3mm的切削誤差量（Z向過切）。調查（chá）中了（le）解（jiě）到：故（gù）障是突然發生的（de）。機床在點動、MDI操作方式下（xià）各軸運行正（zhèng）常，且回（huí）參考點正常（cháng）；無任何報警（jǐng）提示，電氣控製部（bù）分硬故障（zhàng）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程序段，特別是加工深度設定、刀具長度補償、加工坐（zuò）標係（G54～G59）的調用等，檢查（chá）後並無異常。　　（2）在點動方式下，反（fǎn）複運動Z軸，經過視、觸、聽對其（qí）運動狀態診斷（duàn），發現Z向運（yùn）動聲音並無異常。　　（3）檢查機床Z軸精度。用手（shǒu）脈發生器移動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），配合百（bǎi）分表觀察（chá）Z軸的（de）運動情況。在單向運動精度保（bǎo）持正常後作為起（qǐ）始點的正向運（yùn）動，手脈每變化一步（bù），機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說（shuō）明電機運行良好（hǎo），定（dìng）位（wèi）精度良（liáng）好。但在反向運動時，發現明（míng）顯間隙。將手輪設成1×10擋位，配合百分表反（fǎn）複（fù）測量得到Z軸（zhóu）的反向間隙為0.25MM，修改係統1851號參數進行Z軸反向間隙補償，再用百分表測量Z軸反向間（jiān）隙，間隙消除，故障初步排除（chú）。　　（4）進行試（shì）加工（gōng）驗證。再加工後發現，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。　　（5）檢查Z軸連結機構。經（jīng）檢查發現Z軸絲杆的（de）緊固螺母有鬆動跡像，造成Z軸絲（sī）杆軸向竄動（dòng），以致誤差的出現。調緊螺母（mǔ），注意（yì）鬆（sōng）緊程度，過鬆會有反向間隙，過緊會使絲杆受力過大，造成振動。再次修改係統1851號參（cān）數進行（háng）Z軸反向間隙補償，以致間隙消除。試加（jiā）工後，故障排除。　　案例二（èr）：一（yī）台GSVM6540A立式加工（gōng）中心，采用FANUC0i-MC數控係統。在加工一長方形模坯時，發現Y軸方向寬度的精度異常，實測（cè）尺寸（cùn）比要求小0.2-0.3MM，而且右端的實測值要比左端的小，但X軸方向（xiàng）的長度精度正常（cháng）。分析步驟如下：　　（1）首先檢查零件的CAD造型及（jí）加工程序，均無發現錯誤。　　（2）用百分表（biǎo）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（cái）出現的。分析可知（zhī），故障原因有二（èr）：一是Z軸導軌線條鬆，二是X導軌線（xiàn）條鬆。根（gēn）據（jù）零件實測值右端比（bǐ）左端小的特點初步認（rèn）定故障是由X導（dǎo）軌右邊的線條鬆動（dòng）造成的。　　（3）拆缷X軸右邊防護（hù）罩，觀（guān）察X導軌右（yòu）邊的線條，發現果然有鬆動的跡像（xiàng）。　　（4）調緊導軌線條後（hòu）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（yì）常　　一台數控立式銑床，配置FANUC0i-MC數控係（xì）統（tǒng）。在（zài）加工完一模具零件後，用量具測量發現X軸尺寸超（chāo）差-0.05MM左右。檢查發現X軸存在一定間隙，且電機啟動時存（cún）在不穩定現象。用手觸摸X軸電機（jī）時（shí）感（gǎn）覺電機抖動比較嚴重，啟停時不太明顯，JOG方式下較明（míng）顯。　　分析認（rèn）為，故障原因有兩點，一是機械反向間隙較大；二（èr）是X軸電機工作異常，電機抖動導致丟步。利用FANUC係統的參數功能，對電機進行調試。首（shǒu）先對存在的間隙進行了補償；調整（zhěng）伺（sì）服增益參數及N脈（mò）衝抑製功能參數（shù），X軸電機的抖動消除，機床加（jiā）工精度恢複正常（cháng）。　　4.機床位置環異常或控製邏輯不妥導致加工精度異常　　一台TH61140鏜（táng）銑床加工中心，數控係統為FANUC18i，全閉環控製（zhì）方式。加工過（guò）程中（zhōng），發現該機床Y軸精度異常，精（jīng）度誤差*小在0.006mm左右，*大誤（wù）差可達到1.400mm。檢查中，機床已（yǐ）經按照要求設置了G54工（gōng）件（jiàn）坐標係。在MDI方式下，以G54坐標係運行一段程序即“G90G54Y80F100；M30；，待機床運行結（jié）束後顯示器上顯示的機械坐標值為“-1046.605，記錄下該值。然（rán）後在手動方式下，將機床Y軸點動到其他任（rèn）意位置，再次在MDI方式下執行上麵的（de）語句，待（dài）機床停止後，發現此（cǐ）時（shí）機床機械坐標數顯值為“-1046.992，同第一次執行後的數顯示值相（xiàng）比相差了0.387mm。按照同樣的方法，將Y軸點動到不同的（de）位置，反複執行該語句（jù），數顯的示值不定。用百分表（biǎo）對Y軸（zhóu）進（jìn）行檢測，發現機械位置實際誤差同數顯顯示出（chū）的誤差基本一致，從而（ér）認為故障原因為Y軸重複定位誤差過大。對Y軸的反向間隙及定（dìng）位精度進（jìn）行仔細檢查，重新作補償，均無效果。因此懷疑光柵尺及係統參數等有（yǒu）問題，但為什麽產生如此大的誤差，卻未出現相應（yīng）的報警信息呢？進一步檢查發（fā）現，該軸為垂直方向的軸，當Y軸鬆開（kāi）時，主軸箱向下掉，造成了（le）超差（chà）。對機床的PLC邏輯控製程序做了修改，即在Y軸鬆（sōng）開時，先（xiān）把Y軸使能加載（zǎi），再把Y軸鬆開；而（ér）在夾緊時，先把軸夾緊（jǐn）後（hòu），再把（bǎ）Y軸使能去掉。調整後機床（chuáng）故障得以解決（jué）。 如果在使用中發現任（rèn）何異常現（xiàn）象，請及（jí）時和廠家（jiā）售後服務聯係（xì），在技（jì）術人員的指（zhǐ）導下（xià）完成操作。東莞市國匠智控有限公司是一家股份製公司，旗下有 眾創為智控科技有限公（gōng）司，景哲（zhé）機電有限公司（sī），子帆機床服務公司 ，專注（zhù）於數控設備的生產'，銷售，研發，整機配套，和代（dài）工服務為一體的高薪技術（shù）企業。