影響（xiǎng）數控銑床加工精度案例分析

數控銑床屬於精密設備，但（dàn）是在使用過（guò）程中難免會遇到數控（kòng）銑床加工精度異常現象，影響產品的（de）加工精度，形成這類故障的原因主要有四個方麵：　　1.係統參數發生變化或改動；　　2.機床位（wèi）置環異常；　　3.電機運行狀態異常，即電氣及控製部分（fèn）異常；　　4.機械故（gù）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（jí）人為因素，也可能導（dǎo）致加工精度異常。　 針（zhēn）對以上常見的故障，下麵根據案例（lì）一一進行分析及（jí）研究　　1.係統參數發生變化或改動導致加（jiā）工精度異常　　一台數控立式（shì）銑床，配置FANUC0i-MC數控係統。在加工批（pī）零件時，發現當班加工（gōng）出來的零（líng）件均比要求尺（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、刀具均正常，檢查各（gè）軸反向間隙，發現X軸（zhóu）間隙剛好為0.03MM，Y軸間隙為0.05MM。進一步了解情況（kuàng）得知，原來前一（yī）天技術人員進行（háng）常（cháng）規設備（bèi）維護（hù）時，誤（wù）將反（fǎn）向間隙參數號1851的單位μm當成了10μm，結果將X軸間隙30μm設（shè）成了3μm，Y軸間隙50μm設（shè）成了5μm，導致誤差的出現。　　係統參數主要包括（kuò）機床進給單位、零點偏置、反（fǎn）向（xiàng）間隙等等。例如SIEMENS、FANUC數控係統，其進給單位（wèi）有公製和英製兩（liǎng）種。機床修理過程中某些處理，常常影響到（dào）零點偏置（zhì）和間隙的變化，故障處理完畢應作適時地調整和修（xiū）改；另一方麵，由於機械磨損嚴重或連結（jié）鬆動也可（kě）能（néng）造成參數實測值（zhí）的變化（huà），需對參數做相（xiàng）應（yīng）的修改才能滿足機床（chuáng）加工精度的要求。　　2.機械故（gù）障導致的加工精度異常（cháng）　　案例一：一台（tái）GSVM6540A立（lì）式加工中心，采用FANUC0i-MC數控係統。一次在銑削模具（jù）過程中，突然發現Z軸進給異（yì）常，造成至少0.3mm的切削誤差量（Z向過（guò）切）。調查中了（le）解到：故障是突然發生的。機床在點動、MDI操作方式下（xià）各軸運行（háng）正（zhèng）常，且回參考點正常；無任何報警提示，電氣控製部分硬故障的可能性排除。分析認為，主要應對（duì）以下幾方麵逐一進行檢查。　　（1）檢查機床正運行的加工程序段，特別是加（jiā）工深度設定、刀具長度補（bǔ）償、加工坐標係（G54～G59）的調用（yòng）等，檢查後（hòu）並無異（yì）常。　　（2）在點動方式下，反複運動Z軸，經過視（shì）、觸、聽對其運動狀態診（zhěn）斷，發現Z向運動聲音並無異常。　　（3）檢查機（jī）床Z軸精度。用手脈發生（shēng）器移動Z軸，（將手脈倍率定為1×100的擋位，即每變化一（yī）步，電機進給0.1mm），配合（hé）百分表觀察Z軸的運動情（qíng）況。在單向運動精度保持正常後作為起始點（diǎn）的正向運動，手脈每（měi）變化一（yī）步，機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說明電機運（yùn）行良好，定位精度（dù）良好。但在反向運動時，發現明（míng）顯間隙。將手輪設（shè）成1×10擋位，配合百分表反複測量得（dé）到Z軸的反向間隙為0.25MM，修改係統1851號參數進行Z軸反向間隙補償，再用百分表測量Z軸反（fǎn）向間隙，間隙消除，故障初步（bù）排除。　　（4）進行試加工驗（yàn）證。再加工後發現，Z軸誤差依然存在，誤差值約為0.2MM，由此判斷Z軸連結機構存在機械故障。　　（5）檢查Z軸（zhóu）連結機構。經檢查發現Z軸絲杆的緊固螺母有鬆動（dòng）跡像（xiàng），造成Z軸絲杆軸向竄動，以致誤差的出現（xiàn）。調緊螺母，注意鬆緊程（chéng）度，過（guò）鬆會有反向間隙，過緊會使（shǐ）絲杆受力過大，造成振動。再次修改係（xì）統1851號參數進行（háng）Z軸反向間隙補償，以致間隙消（xiāo）除（chú）。試加工後，故障排除。　　案例二：一台GSVM6540A立（lì）式加工中心，采用FANUC0i-MC數（shù）控（kòng）係統（tǒng）。在加工一長方形模坯時，發現Y軸方向寬度的精度異常，實（shí）測尺寸比要求小0.2-0.3MM，而且右端的實測（cè）值要比左端的小，但X軸方向的長度精度正常。分析（xī）步驟如下：　　（1）首先（xiān）檢查零件的CAD造（zào）型及加工程（chéng）序（xù），均無發現錯誤。　　（2）用百分表檢查Y軸精度，發現Y軸定位精度良好。由可知（zhī）誤差是在（zài）有載荷的情況下才出現的。分析可知，故障原因有二：一是Z軸導軌線（xiàn）條鬆，二是X導軌線條鬆。根據零件實測值右端比（bǐ）左端（duān）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（zhào），觀察X導軌右邊的線條，發現果然（rán）有（yǒu）鬆動的跡（jì）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機運（yùn）行異常　　一台數控立式銑床，配置FANUC0i-MC數控係統。在加工完一模具零件（jiàn）後，用量具測量發現X軸（zhóu）尺寸超差-0.05MM左右（yòu）。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。用手觸摸X軸電（diàn）機時感（gǎn）覺電機（jī）抖動比較嚴重，啟停時不太明顯，JOG方（fāng）式下較明顯。　　分析認為（wéi），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，電機抖動導致丟步。利用FANUC係統的參數功能，對電機進（jìn）行調試。首（shǒu）先對存在的間隙進行（háng）了補償；調整伺服增益參數及N脈衝抑製功能參數，X軸電（diàn）機的抖動消除，機床加工精（jīng）度（dù）恢複正常（cháng）。　　4.機床位置（zhì）環異常或控製邏輯不妥導致加工精度異常　　一台TH61140鏜銑床加工中心，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軸精度異常，精度（dù）誤（wù）差*小在0.006mm左右，*大誤差可達到1.400mm。檢查中，機床已經按照要求（qiú）設置了G54工件（jiàn）坐標係。在MDI方式下，以G54坐標係（xì）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，記錄下該值。然後在手動方式下，將機（jī）床Y軸點動到其他任意位置，再次在MDI方式（shì）下執行上麵的語（yǔ）句，待機床（chuáng）停止後，發現此時機（jī）床機械坐標數顯值為“-1046.992，同第一次（cì）執行後的數顯示值相比相差了0.387mm。按照同樣的（de）方法（fǎ），將Y軸點動到不同的位置，反（fǎn）複執行該語句，數顯的示值不定。用百分（fèn）表對Y軸進行檢測，發現機械位置實際誤差（chà）同數顯顯示出的誤差基本一致，從而認為故障原因為Y軸（zhóu）重複定位誤差過大（dà）。對Y軸的反向間（jiān）隙及（jí）定位精度進行仔（zǎi）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，但為什麽產生如此大的誤差，卻未出現相應的報（bào）警信息呢？進一步檢查發現，該軸為垂直方向（xiàng）的軸，當Y軸（zhóu）鬆開時，主軸箱（xiāng）向下掉（diào），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（zǎi），再把Y軸鬆開；而在夾緊時（shí），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。 如果在使用中發現任何異常現象，請及時和廠家售（shòu）後服務聯（lián）係，在技術人員的指（zhǐ）導下（xià）完成操作。東莞市國匠智控有限公司是一家股份製公司，旗下（xià）有 眾創為智控科技有限公（gōng）司，景哲機電有（yǒu）限公司，子帆機床服（fú）務公司 ，專注（zhù）於數控設備的生產'，銷售，研發，整機配套，和代工服務為（wéi）一體（tǐ）的高薪技（jì）術（shù）企業。