影響數控銑床加工精度案例分析

數控（kòng）銑床屬（shǔ）於精密設備，但是在使用過程中（zhōng）難免會遇到數控銑（xǐ）床加（jiā）工精度異常現（xiàn）象，影響產品的加工精度（dù），形成這類故障的原因主（zhǔ）要有四個方麵：　　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，聯軸器等部件。另外加工程序的編製，刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。　 針對以（yǐ）上常見的故障，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（dǎo）致加工精度異常　　一（yī）台數控立式銑床，配置FANUC0i-MC數控係統。在加工批零件（jiàn）時，發現當班加工出來的零件（jiàn）均比要求尺（chǐ）寸小（X軸方向超差-0.03，Y軸方向超差-0.05），而該班之前的零件尺寸均在公差範圍內。檢查程序、刀具（jù）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0.05MM。進一步了解情況得知，原來前（qián）一天技術人員進行常規（guī）設備維護時，誤將反向間隙參（cān）數（shù）號1851的單位μm當成了10μm，結果將X軸間隙30μm設成了（le）3μm，Y軸（zhóu）間隙50μm設成了5μm，導致誤差的出現。　　係統參數主要包括機床（chuáng）進給（gěi）單位、零點偏置（zhì）、反向間隙等等。例（lì）如SIEMENS、FANUC數控（kòng）係統，其進給單位（wèi）有（yǒu）公製和英製兩種。機床修理過程中某些處理，常常影響（xiǎng）到零點偏（piān）置和間隙的變化，故障（zhàng）處理完畢（bì）應作適時地調整和修改；另一方麵，由於機械磨損嚴重或連結（jié）鬆動也可能造成（chéng）參數實測值（zhí）的變化，需對（duì）參數做相應的修改才能滿（mǎn）足機（jī）床加工精度的要求（qiú）。　　2.機械故障導致的（de）加工精度異常　　案例（lì）一（yī）：一台GSVM6540A立式加工中心（xīn），采用（yòng）FANUC0i-MC數控（kòng）係統。一次（cì）在銑削模具過程中，突然發現Z軸進給異常，造成至少0.3mm的切削誤差量（Z向過切）。調查中了解（jiě）到：故障是突然發（fā）生的（de）。機床在（zài）點動、MDI操作方（fāng）式下各軸運行正（zhèng）常，且回參（cān）考點正常；無任何報警提示，電氣控製部分硬（yìng）故障的可能性排除。分析認為（wéi），主要應對以下幾方（fāng）麵逐一進行檢查。　　（1）檢查機床正運行的（de）加工程序段，特別是加工深度（dù）設定、刀具（jù）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（dòng）狀態診斷，發現Z向（xiàng）運動聲音（yīn）並無異常。　　（3）檢查機床（chuáng）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（pèi）合百分表觀察Z軸的運動情（qíng）況。在單向運動精度保（bǎo）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（jī）運行良好，定位精度良好。但在反向運動時，發現明顯間隙（xì）。將手（shǒu）輪設成1×10擋位，配合百分表反（fǎn）複測量得到Z軸的反向間隙為0.25MM，修改（gǎi）係統1851號參數進行Z軸反向間（jiān）隙補償（cháng），再用百分表測量Z軸反向間隙，間隙消除，故障初步排除。　　（4）進行試加工驗證（zhèng）。再加工後發現，Z軸誤差依然存在（zài），誤（wù）差值約為0.2MM，由（yóu）此判斷Z軸連結機構存在機械故（gù）障。　　（5）檢（jiǎn）查Z軸連結機構。經檢查發現Z軸（zhóu）絲杆的緊固螺母有鬆動跡像，造成Z軸絲杆軸向竄（cuàn）動，以致誤差的出現。調緊螺母，注意鬆緊程（chéng）度，過鬆會有反向間隙（xì），過（guò）緊（jǐn）會使絲（sī）杆受力過大，造（zào）成振（zhèn）動。再次修改係統1851號（hào）參數進行Z軸反向間隙補償（cháng），以（yǐ）致間隙消除。試加工後，故障排除。　　案（àn）例二：一台GSVM6540A立式加工中心，采用FANUC0i-MC數控係統。在加工一長方形模坯時，發（fā）現Y軸方向寬度的精度（dù）異常（cháng），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（dàn）X軸（zhóu）方向的長度精度正常。分析步驟如下：　　（1）首先檢查零（líng）件的CAD造型（xíng）及加工程序，均無發現錯（cuò）誤。　　（2）用百分表檢（jiǎn）查Y軸精度，發現Y軸定位精度良好。由可知誤差是在有載荷的情況下才出（chū）現的。分析可知，故障原因有二：一（yī）是（shì）Z軸導軌線條鬆，二是X導軌線條鬆。根據零件實測值右端比（bǐ）左端小的特點初步認（rèn）定故障是由X導軌右邊的線條（tiáo）鬆動造成的。　　（3）拆缷X軸右邊防護罩，觀察X導（dǎo）軌右邊的線（xiàn）條，發現果然有鬆動的跡像。　　（4）調緊導軌線條後試加工，精度正常，故障排除。　　3.機床電氣參數未優化電（diàn）機運行異常　　一台數控立式銑床，配置FANUC0i-MC數（shù）控係統。在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（chá）發現X軸存在一定間（jiān）隙，且電機啟動（dòng）時存在不（bú）穩定現象。用（yòng）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，故障原因有兩點，一是機械反向間（jiān）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（jī）進行調試。首先對存在的間隙（xì）進行了補償；調整伺服增益參數及N脈衝抑製功能參數，X軸電機的抖動消除，機床加（jiā）工精度恢複正常。　　4.機床位置環異常或控製（zhì）邏輯（jí）不妥導致加工精度異（yì）常　　一台TH61140鏜銑床加工（gōng）中心，數控（kòng）係統為FANUC18i，全閉環控製方式。加工過程中，發現該機床Y軸精度異常，精度誤差*小在0.006mm左右，*大誤差可達（dá）到1.400mm。檢查中，機床已經按照要求設置（zhì）了G54工（gōng）件坐標係。在（zài）MDI方式下，以G54坐標係運行（háng）一段程序即“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（zhí）。然後在手動方式下，將機床Y軸點（diǎn）動到其他任意位置，再次在MDI方式（shì）下執行上麵的語句，待機床停止後，發現此時機床機（jī）械坐標數顯值為（wéi）“-1046.992，同第一次執行後的數（shù）顯示值相比相差了0.387mm。按（àn）照同樣的方法，將Y軸點動到不同的位置，反（fǎn）複執行該語句（jù），數顯的示（shì）值不定。用百分表對Y軸進行檢測，發現（xiàn）機械位置實際誤（wù）差同數顯顯示出的誤（wù）差基本一（yī）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（yí）光柵尺及係統參數等有問題，但為什麽產（chǎn）生如此大的誤差，卻未出現相應的報警信息呢？進一步檢查發現（xiàn），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邏輯控製程序做了修改（gǎi），即在Y軸鬆開時（shí），先把Y軸使（shǐ）能（néng）加載，再把Y軸鬆開；而在夾緊時，先把軸夾緊後，再把Y軸使（shǐ）能（néng）去掉。調整後機床故障得以解（jiě）決。 如果在使用中（zhōng）發現任何異常現象，請及時和（hé）廠家售後服務聯係，在技術人員的（de）指（zhǐ）導下（xià）完成操作。東（dōng）莞市國匠智控有（yǒu）限公司是一家股份製公司，旗下有 眾創為智控科（kē）技有限公（gōng）司，景（jǐng）哲機電有限公司（sī），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（fú）務為（wéi）一體的高薪技術企業。