影響數控銑床加工精度案例分析

數控銑床屬於精密設備，但是在使用過程中難免會（huì）遇（yù）到數控銑床加工（gōng）精度異常現象，影（yǐng）響產（chǎn）品的（de）加工精度，形成這類（lèi）故障的原因（yīn）主要有四個方麵（miàn）：　　1.係統參數發生變化或改動；　　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（qì）等部件。另外加工程序的編製，刀具的選擇（zé）及人為（wéi）因素（sù），也可能導致加工精度（dù）異常。　 針對以上常（cháng）見（jiàn）的故障（zhàng），下麵根據案例一（yī）一進行分析及研（yán）究　　1.係統參數發生變化（huà）或改（gǎi）動導致加工精度異常　　一台數（shù）控立式銑床，配置（zhì）FANUC0i-MC數控（kòng）係統。在加工批零（líng）件時，發（fā）現當班加工出（chū）來的（de）零件均比要求尺寸小（X軸方向超差-0.03，Y軸方向超差-0.05），而該（gāi）班（bān）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（de）單位（wèi）μm當成了10μm，結果將X軸間隙30μm設成（chéng）了3μm，Y軸間隙（xì）50μm設成了5μm，導（dǎo）致誤差的出現。　　係統參數主要包括機（jī）床進（jìn）給單位、零點偏置、反向間隙等等。例如（rú）SIEMENS、FANUC數（shù）控係統，其進給單位有公製和英製兩種。機床修理過程中某些處理，常常影響到零（líng）點偏置和間隙的變化，故障處理完（wán）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（lián）結鬆動也可（kě）能造（zào）成參數實測值的（de）變化，需對參數做相應的修改才能（néng）滿足機床加工精度的要求。　　2.機械故障（zhàng）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（guò）程中，突（tū）然發現Z軸進給異常，造成（chéng）至（zhì）少0.3mm的切削誤（wù）差量（Z向過切）。調（diào）查中了解到：故障是（shì）突然發生的。機床在點動、MDI操作方式下各軸運行正常，且回參考點正（zhèng）常；無任何（hé）報警提示，電氣控（kòng）製部分硬故障的可能性排（pái）除。分析認為，主要應對以（yǐ）下幾方麵逐一進行檢查。　　（1）檢查機床正運行的加工程序段，特（tè）別是（shì）加工（gōng）深（shēn）度設定、刀具長（zhǎng）度補償、加工坐標係（G54～G59）的調用等，檢查後並無異常。　　（2）在點動方式下，反複運動Z軸，經過視、觸、聽對其運動狀態診斷，發現Z向運動聲音（yīn）並無異常。　　（3）檢查（chá）機床Z軸精度。用手脈發生器移動（dòng）Z軸，（將手脈倍率（lǜ）定為1×100的擋位，即每變化一步，電機進給0.1mm），配合百分表觀察Z軸的（de）運動（dòng）情況（kuàng）。在單向運動精度保持正常後作為起始點的正向運動，手脈每變化一（yī）步，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，定位精度良好。但在（zài）反（fǎn）向運動時，發現明（míng）顯間隙。將手輪設成1×10擋位，配合百分表反複（fù）測量得（dé）到Z軸的反向間隙為0.25MM，修改係統1851號參數（shù）進行Z軸反向（xiàng）間隙補償，再用百分表測量Z軸反（fǎn）向間隙，間隙消除，故障初步排（pái）除。　　（4）進行試加工驗證。再加（jiā）工後發現，Z軸誤差依（yī）然存在，誤差（chà）值約為0.2MM，由此判斷Z軸連結機構存在機械故障（zhàng）。　　（5）檢查Z軸連結機構（gòu）。經檢查發現Z軸絲杆的緊固螺母有鬆動跡像，造成Z軸絲杆（gǎn）軸向竄動，以致（zhì）誤差的出現。調緊（jǐn）螺母，注意鬆緊程度，過鬆會有反向間隙，過緊（jǐn）會使絲杆（gǎn）受力過（guò）大，造成振動。再次修改係統1851號參數進行Z軸反向間隙補償，以致間隙消除。試加工後，故障排除。　　案例二：一台GSVM6540A立式加工中（zhōng）心，采用FANUC0i-MC數控係統。在加工一長方形（xíng）模坯時，發（fā）現Y軸方向寬度的精度異常，實測尺寸比要求小0.2-0.3MM，而且右端的實測值要比左端的小，但X軸方向的長度精度正常。分析步驟如下：　　（1）首先檢查零件的CAD造型及（jí）加工程序，均（jun1）無發現錯誤。　　（2）用百分表檢查Y軸精度（dù），發現Y軸定位精度良好（hǎo）。由可（kě）知誤差是在有載荷的情況下才出現的。分析可知，故障（zhàng）原因有二：一是Z軸導（dǎo）軌線條鬆，二（èr）是X導軌線條鬆。根據零件實測值右（yòu）端比左端小的特點初步認定故障是由X導軌右邊的線條鬆動造成的。　　（3）拆缷X軸右邊防護罩，觀察X導軌右邊的線條，發現果然有鬆動的跡像。　　（4）調緊導軌線條後（hòu）試加工，精度正常，故障排除。　　3.機床（chuáng）電氣參數未（wèi）優化電機運行異常　　一台數控立式銑床，配置FANUC0i-MC數控係統。在加工完一（yī）模具零件後，用（yòng）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（dìng）間隙（xì），且電機（jī）啟動時存在不穩定（dìng）現象。用手（shǒu）觸摸（mō）X軸電機時感覺電（diàn）機抖動（dòng）比較嚴重，啟停時不太（tài）明顯，JOG方式下較明顯。　　分析認為，故障原因有兩（liǎng）點，一（yī）是機械反向間隙較大；二是X軸電機工作異常，電機抖動導致丟步。利用FANUC係統的參數（shù）功能，對電機進行調試。首先對（duì）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（gōng）能參數，X軸電機的（de）抖動消除，機床加工精度恢（huī）複正（zhèng）常。　　4.機床位置環異常或控製邏輯不妥（tuǒ）導（dǎo）致加工精度異（yì）常　　一台TH61140鏜（táng）銑床加工中心，數控係統為FANUC18i，全閉環控製方式。加工（gōng）過程中，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（zuò）標係。在MDI方式下，以G54坐標係運（yùn）行一段程序即（jí）“G90G54Y80F100；M30；，待（dài）機床運行結束後（hòu）顯示器上顯示的機械坐標值為“-1046.605，記錄下該值。然後在手動方式下，將機床Y軸點動到其他任意（yì）位置，再次在MDI方（fāng）式下（xià）執行上麵的語句，待機（jī）床停（tíng）止（zhǐ）後，發現（xiàn）此時機床機械坐標（biāo）數（shù）顯值為“-1046.992，同第一次執行後的數顯（xiǎn）示值相比相差了0.387mm。按照同樣的方法，將Y軸點動到不同的位置，反複執行該語句，數顯的示值不定。用百分表對Y軸進行檢（jiǎn）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（cóng）而認為故障原因為Y軸重複定位誤差過大。對Y軸的反（fǎn）向間隙及定位精度進行仔細（xì）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問題，但為什麽產生如此大的誤差，卻未（wèi）出現相應的報警信息呢？進一步檢（jiǎn）查發現，該軸為垂直方向的軸，當Y軸鬆開時，主軸箱向（xiàng）下掉，造成了超差。對機床的PLC邏輯控製程序做了修改，即在Y軸鬆開時，先把Y軸使能加載，再把Y軸鬆開；而在（zài）夾緊時，先把軸夾緊後，再（zài）把Y軸使（shǐ）能去掉。調整後機床故障得以（yǐ）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（wù）聯係，在技術人員的（de）指導下完成操作。東莞市國匠智控有限公司是（shì）一家股（gǔ）份製公司，旗（qí）下有 眾創為智控科技（jì）有限公司，景哲機電有限公司，子（zǐ）帆機床服務公司 ，專注於數控設備的生產'，銷售，研發，整機（jī）配套，和代工服務為一體的（de）高薪技術（shù）企業。