生產中經常會遇到數控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。導致此類故障的原因主要有以下方面：1）機床進給單位被改動或變化2）機床各軸的零點偏置（NULLOFFSET）異常3）軸向的反向間隙（BACKLASH）異常4）電機執行狀態異常，即電氣及控制部分故障5）此外，加工程式的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。1.系統引數發生變化或改動系統引數主要包括機床進給單位、零點偏置、反向間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數控系統，其進給單位有公制和英制兩種。機床修理過程中某些處理，常常影響到零點偏置和間隙的變化，故障處理完畢應作適時地調整和修改；另一方面，由於機械磨損嚴重或連結鬆動也可能造成引數實測值的變化，需對引數做相應的修改才能滿足機床加工精度的要求。2.機械故障導致的加工精度異常一臺THM6350臥式加工中心，採用FANUC0i-MA數控系統。一次在銑削汽輪機葉片的過程中，突然發現Z軸進給異常，造成至少1mm的切削誤差量（Z向過切）。調查中瞭解到：故障是突然發生的。機床在點動、MDI操作方式下各軸執行正常，且回參考點正常；無任何報警提示，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行檢查。（1）檢查機床精度異常時正執行的加工程式段，特別是刀具長度補償、加工座標系（G54～G59）的校對及計算。（2）在點動方式下，反覆運動Z軸，經過視、觸、聽對其運動狀態診斷，發現Z向運動聲音異常，特別是快速點動，噪聲更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。（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），配合百分表觀察Z軸的運動情況。在單向運動精度保持正常後作為起始點的正向運動，手脈每變化一步，機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說明電機執行良好，定位精度良好。而返回機床實際運動位移的變化上，可以分為四個階段：①機床運動距離d1>d=0.1mm（斜率大於1）；②表現出為d=0.1mm>；d2>d3（斜率小於1）；③機床機構實際未移動，表現出最標準的反向間隙；④機床運動距離與手脈給定值相等（斜率等於1），恢復到機床的正常運動。無論怎樣對反向間隙（引數1851）進行補償，其表現出的特徵是：除第③階段能夠補償外，其他各段變化仍然存在，特別是第①階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發現，間隙補償越大，第①段的移動距離也越大。分析上述檢查，數控技工培訓認為存在幾點可能原因：一是電機有異常；二是機械方面有故障；三是存在一定的間隙。為了進一步診斷故障，將電機和絲槓完全脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。電機執行正常；在對機械部分診斷中發現，用手盤動絲槓時，返回運動初始有非常明顯的空缺感。而正常情況下，應能感覺到軸承有序而平滑的移動。經拆檢發現其軸承確已受損，且有一顆滾珠脫落。更換後機床恢復正常。3.機床電氣引數未最佳化電機執行異常一臺數控立式銑床，配置FANUC0-MJ數控系統。在加工過程中，發現X軸精度異常。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。用手觸控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，故障原因有兩點，一是機械反向間隙較大；二是X軸電機工作異常。利用FANUC系統的引數功能，對電機進行除錯。首先對存在的間隙進行了補償；調整伺服增益引數及N脈衝抑制功能引數，X軸電機的抖動消除，機床加工精度恢復正常。4.機床位置環異常或控制邏輯不妥一臺TH61140鏜銑床加工中心，數控系統為FANUC18i，全閉環控制方式。加工過程中，發現該機床Y軸精度異常，精度誤差最小在0.006mm左右，最大誤差可達到1.400mm.檢查中，機床已經按照要求設定了G54工件座標系。在MDI方式下，以G54座標系執行一段程式即“G90G54Y80F100；M30；”，待機床執行結束後顯示器上顯示的機械座標值為“-1046.605”，記錄下該值。然後在手動方式下，將機床Y軸點動到其他任意位置，再次在MDI方式下執行上面的語句，待機床停止後，發現此時機床機械座標數顯值為“-1046.992”，同第一次執行後的數顯示值相比相差了0.387mm.按照同樣的方法，將Y軸點動到不同的位置，反覆執行該語句，數顯的示值不定。用百分表對Y軸進行檢測，發現機械位置實際誤差同數顯顯示出的誤差基本一致，從而認為故障原因為Y軸重複定位誤差過大。對Y軸的反向間隙及定位精度進行仔細檢查，重新作補償，均無效果。因此懷疑光柵尺及系統引數等有問題，但為什麼產生如此大的誤差，卻未出現相應的報警資訊呢？進一步檢查發現，該軸為垂直方向的軸，當Y軸鬆開時，主軸箱向下掉，造成了超差。對機床的PLC邏輯控制程式做了修改，即在Y軸鬆開時，先把Y軸使能載入，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。文章連結：數控等離子切割機 http://www.hycsk.com
生產中經常會遇到數控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。導致此類故障的原因主要有以下方面：1）機床進給單位被改動或變化2）機床各軸的零點偏置（NULLOFFSET）異常3）軸向的反向間隙（BACKLASH）異常4）電機執行狀態異常，即電氣及控制部分故障5）此外，加工程式的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。1.系統引數發生變化或改動系統引數主要包括機床進給單位、零點偏置、反向間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數控系統，其進給單位有公制和英制兩種。機床修理過程中某些處理，常常影響到零點偏置和間隙的變化，故障處理完畢應作適時地調整和修改；另一方面，由於機械磨損嚴重或連結鬆動也可能造成引數實測值的變化，需對引數做相應的修改才能滿足機床加工精度的要求。2.機械故障導致的加工精度異常一臺THM6350臥式加工中心，採用FANUC0i-MA數控系統。一次在銑削汽輪機葉片的過程中，突然發現Z軸進給異常，造成至少1mm的切削誤差量（Z向過切）。調查中瞭解到：故障是突然發生的。機床在點動、MDI操作方式下各軸執行正常，且回參考點正常；無任何報警提示，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行檢查。（1）檢查機床精度異常時正執行的加工程式段，特別是刀具長度補償、加工座標系（G54～G59）的校對及計算。（2）在點動方式下，反覆運動Z軸，經過視、觸、聽對其運動狀態診斷，發現Z向運動聲音異常，特別是快速點動，噪聲更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。（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），配合百分表觀察Z軸的運動情況。在單向運動精度保持正常後作為起始點的正向運動，手脈每變化一步，機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說明電機執行良好，定位精度良好。而返回機床實際運動位移的變化上，可以分為四個階段：①機床運動距離d1>d=0.1mm（斜率大於1）；②表現出為d=0.1mm>；d2>d3（斜率小於1）；③機床機構實際未移動，表現出最標準的反向間隙；④機床運動距離與手脈給定值相等（斜率等於1），恢復到機床的正常運動。無論怎樣對反向間隙（引數1851）進行補償，其表現出的特徵是：除第③階段能夠補償外，其他各段變化仍然存在，特別是第①階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發現，間隙補償越大，第①段的移動距離也越大。分析上述檢查，數控技工培訓認為存在幾點可能原因：一是電機有異常；二是機械方面有故障；三是存在一定的間隙。為了進一步診斷故障，將電機和絲槓完全脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。電機執行正常；在對機械部分診斷中發現，用手盤動絲槓時，返回運動初始有非常明顯的空缺感。而正常情況下，應能感覺到軸承有序而平滑的移動。經拆檢發現其軸承確已受損，且有一顆滾珠脫落。更換後機床恢復正常。3.機床電氣引數未最佳化電機執行異常一臺數控立式銑床，配置FANUC0-MJ數控系統。在加工過程中，發現X軸精度異常。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。用手觸控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，故障原因有兩點，一是機械反向間隙較大；二是X軸電機工作異常。利用FANUC系統的引數功能，對電機進行除錯。首先對存在的間隙進行了補償；調整伺服增益引數及N脈衝抑制功能引數，X軸電機的抖動消除，機床加工精度恢復正常。4.機床位置環異常或控制邏輯不妥一臺TH61140鏜銑床加工中心，數控系統為FANUC18i，全閉環控制方式。加工過程中，發現該機床Y軸精度異常，精度誤差最小在0.006mm左右，最大誤差可達到1.400mm.檢查中，機床已經按照要求設定了G54工件座標系。在MDI方式下，以G54座標系執行一段程式即“G90G54Y80F100；M30；”，待機床執行結束後顯示器上顯示的機械座標值為“-1046.605”，記錄下該值。然後在手動方式下，將機床Y軸點動到其他任意位置，再次在MDI方式下執行上面的語句，待機床停止後，發現此時機床機械座標數顯值為“-1046.992”，同第一次執行後的數顯示值相比相差了0.387mm.按照同樣的方法，將Y軸點動到不同的位置，反覆執行該語句，數顯的示值不定。用百分表對Y軸進行檢測，發現機械位置實際誤差同數顯顯示出的誤差基本一致，從而認為故障原因為Y軸重複定位誤差過大。對Y軸的反向間隙及定位精度進行仔細檢查，重新作補償，均無效果。因此懷疑光柵尺及系統引數等有問題，但為什麼產生如此大的誤差，卻未出現相應的報警資訊呢？進一步檢查發現，該軸為垂直方向的軸，當Y軸鬆開時，主軸箱向下掉，造成了超差。對機床的PLC邏輯控制程式做了修改，即在Y軸鬆開時，先把Y軸使能載入，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。文章連結：數控等離子切割機 http://www.hycsk.com