影響數控銑床加工精度案例分析

數（shù）控銑床屬於精密（mì）設備，但（dàn）是在使用過程中難免會遇到數控銑（xǐ）床加工精度異常現象，影響產品的加工精度，形成這類故障的原因主要有四個方麵：　　1.係統參數發（fā）生變化或改（gǎi）動；　　2.機（jī）床位置環異常；　　3.電機運行狀態異常，即電（diàn）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（dāo）具（jù）的選擇及人為因素，也可能導致加（jiā）工精度異常。　 針（zhēn）對（duì）以（yǐ）上（shàng）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（shù）控係統。在加工（gōng）批零（líng）件時，發現當班加工出來的（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），而該班之前的零件（jiàn）尺寸均（jun1）在公差範圍內。檢查程序（xù）、刀具均正常，檢查各軸反向間（jiān）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（yuán）進行常規設備維護時，誤將反（fǎn）向（xiàng）間隙參數號（hào）1851的單位μm當成了10μm，結果將X軸間隙（xì）30μm設成了3μm，Y軸間（jiān）隙50μm設成了5μm，導致（zhì）誤（wù）差的（de）出現。　　係統參數主要包括機床進給單位、零點（diǎn）偏置、反向間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數控係統，其進給單位有公製和英製兩（liǎng）種。機床（chuáng）修理過程中某些處理，常（cháng）常影響到零點偏置和間隙的變（biàn）化，故障處（chù）理完畢應作適時（shí）地（dì）調整和修改（gǎi）；另一方麵，由於機械磨（mó）損嚴重或連結（jié）鬆動也可能造成參數（shù）實測值的變化，需對參數做（zuò）相應的修改（gǎi）才能滿足機床加工精度的要求。　　2.機械（xiè）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（kòng）係統。一次在銑削模具過程中，突然發現Z軸進給異（yì）常，造成至少（shǎo）0.3mm的切削誤差量（Z向過切）。調（diào）查中了（le）解（jiě）到：故障是突然發生的。機床在點動、MDI操作（zuò）方式下各軸運行正常，且回參考點正常（cháng）；無任何報警提示，電氣控（kòng）製部分（fèn）硬故障的可能性排除。分析認為，主要應對以下幾方麵逐一（yī）進行檢查。　　（1）檢查機（jī）床（chuáng）正運行（háng）的加工程序段（duàn），特別是加工深度設定、刀具長度補償、加工坐標係（G54～G59）的調用等，檢查後並無異常。　　（2）在點動方式下，反複運動Z軸，經過視、觸、聽對其運動狀（zhuàng）態（tài）診（zhěn）斷，發現Z向運動聲音並（bìng）無異常。　　（3）檢查機床Z軸精度（dù）。用手脈發生（shēng）器移動Z軸，（將手脈倍率定為1×100的擋位，即每變化（huà）一步，電機進給（gěi）0.1mm），配（pèi）合百分表觀察Z軸（zhóu）的運動情況。在單向運動（dòng）精度保持正常後作為起始點的正向運動，手脈每變化一步，機床Z軸運動的（de）實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說明電機運行良好，定（dìng）位精度良好。但在反向運動時，發現明顯間隙。將手輪設成1×10擋位，配合百分表（biǎo）反複測量得到Z軸的（de）反（fǎn）向間（jiān）隙為0.25MM，修改係統（tǒng）1851號參數進行Z軸反（fǎn）向間隙補償，再用百分表測量Z軸反向間隙，間隙消除，故（gù）障初步排除（chú）。　　（4）進行（háng）試加工驗證。再（zài）加工（gōng）後（hòu）發（fā）現，Z軸誤差依然存在，誤差值約為0.2MM，由此判（pàn）斷（duàn）Z軸連結機構存在機械故障。　　（5）檢查Z軸連結機構（gòu）。經檢（jiǎn）查發現（xiàn）Z軸絲杆（gǎn）的（de）緊固螺母有（yǒu）鬆動跡像（xiàng），造成Z軸絲杆（gǎn）軸向竄動，以致誤差的出現。調（diào）緊螺母，注意鬆緊（jǐn）程度，過鬆會有反向間隙，過緊會使絲（sī）杆受力過（guò）大，造成振動。再次修（xiū）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（gōng）後（hòu），故障排除。　　案例二：一台GSVM6540A立式加（jiā）工中心，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（dù）的精度異（yì）常，實測尺（chǐ）寸比要求小0.2-0.3MM，而（ér）且右端的實測值要比左（zuǒ）端的小，但X軸方向的長（zhǎng）度精（jīng）度正常。分析步驟如下：　　（1）首先檢查零件的CAD造型及加工程序（xù），均無發現（xiàn）錯誤。　　（2）用百分表檢查Y軸精度，發現Y軸定位精（jīng）度良好。由可知誤差是在有載（zǎi）荷的情況（kuàng）下才出現（xiàn）的。分析可知，故（gù）障原因有二：一（yī）是Z軸導（dǎo）軌線條鬆，二是X導軌線條（tiáo）鬆。根據零件實測值右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（chéng）的。　　（3）拆缷X軸右邊防（fáng）護罩，觀察（chá）X導軌右邊的（de）線條，發現果然有鬆動的跡像（xiàng）。　　（4）調緊導（dǎo）軌線條（tiáo）後試加（jiā）工，精（jīng）度正常，故障排除。　　3.機床電氣參數未優化電機運行異常　　一（yī）台數控立式銑床，配置FANUC0i-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（zhóu）存在一定間隙（xì），且電機啟動時存在不穩定現象。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方式下較明顯。　　分析認為，故障原因有（yǒu）兩點，一是機械反向間隙（xì）較大；二是X軸（zhóu）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（háng）調試。首先對存在的間隙進行了補償；調整伺服增益（yì）參數及N脈（mò）衝抑製功能參數，X軸電機的抖動消除，機（jī）床加工精度恢複正常。　　4.機床位置（zhì）環異常或控製邏輯不妥導致加工精度（dù）異常　　一台TH61140鏜銑（xǐ）床加工中心，數控係（xì）統為FANUC18i，全閉環控製方式。加工過程中，發現該機床Y軸精度（dù）異常（cháng），精度誤差*小在0.006mm左右，*大誤差可達到1.400mm。檢查中（zhōng），機床已經按照要求（qiú）設置（zhì）了（le）G54工件坐（zuò）標係。在MDI方式下，以G54坐標係運行一段程序即（jí）“G90G54Y80F100；M30；，待機床運行結束後顯示器上顯示的機械坐標值為“-1046.605，記錄（lù）下該值。然後在手動方式下，將機床Y軸點動到其（qí）他（tā）任意位置，再次在MDI方式下執行上麵的語句，待機床停止後，發現此時機床機械坐標數顯（xiǎn）值為“-1046.992，同第一次執行後的數顯示值相比相差了0.387mm。按照（zhào）同樣的方法（fǎ），將Y軸點動到不同的位置，反複執行該語（yǔ）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（chà）基本一致，從而認為故障原因為Y軸重複定位誤差（chà）過大。對Y軸的反向間（jiān）隙及定位精度進行仔細檢（jiǎn）查，重新（xīn）作補（bǔ）償，均無效果。因此懷疑光柵尺（chǐ）及係統參數等有問（wèn）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（chá）發現，該軸為垂直方向的軸（zhóu），當Y軸鬆開時，主軸箱向下掉，造成了超差（chà）。對（duì）機床的PLC邏（luó）輯控製程序做了修改，即（jí）在Y軸（zhóu）鬆開時（shí），先把Y軸使能加載，再把Y軸（zhóu）鬆開；而在（zài）夾（jiá）緊時，先（xiān）把軸夾緊後，再把Y軸（zhóu）使能去掉。調整後機床（chuáng）故障得以解決。 如果在使用中（zhōng）發現任何異常現象，請及時（shí）和廠家售後服務聯係，在技術人員的指導下完成操作。東莞市（shì）草莓视频在线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司，景哲機電有限公司，子帆機床服務公司 ，專注於數控設備的生產'，銷售，研發，整機配（pèi）套，和代工服務為一體的高薪技術企業。