加工中心加工精度異常的故障排除

　　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五個方面:

　　(1)機床進給單位被改動或變化。

　　(2)機床各軸的零點偏置(NULL OFFSET)異常。

　　(3)軸向的反向間隙(BACKLASH)異常。

　　(4)電機運行狀態異常，即電氣及控制部分故障。

　　(5)機械故障，如絲桿、軸承、軸聯器等部件。此外，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。

　　1. 系統參數發生變化或改動

　　系統參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，由于機械磨損嚴重或連結松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，采用FANUC 0i-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)。調查中了解到:故障是突然發生的。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運行的加工程序段，特別是刀具長度補償、加工坐標系(G54~G59)的校對及計算。

　　2)在點動方式下，反復運動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后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，說明電機運行良好，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(斜率大于1);

　　②表現出為d=0.1mm>d2>d3(斜率小于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(斜率等于1)，恢復到機床的正常運動。

　　無論怎樣對反向間隙(參數1851)進行補償，其表現出的特征是: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，將電機和絲杠完全脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。電機運行正常;在對機械部分診斷中發現，用手盤動絲杠時，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。更換后機床恢復正常。