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浅析造成数控机床加工精度降低的原因有哪些?

[ 发布日期:2016-10-20 点击:4847 来源:洛阳汇普轴承有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

造成加工精度异常故障的原因隐蔽性强,诊断难度比较大,归纳出五个主要原因:机床进给单位被改动或变化;机床各个轴的零点偏置异常;轴向的反向间隙异常;电机运行状态异常,即电气及控制部分异常;机械故障,如丝杠,轴承,轴联器等部件。另外加工程序的编制,刀具的选择及人为因素,也可能导致加工精度异常。

数控机床加工主轴轴承

、造成加工精度异常故障的原因

造成加工精度异常故障的原因隐蔽性强,诊断难度比较大,归纳出五个主要原因:机床进给单位被改动或变化;机床各个轴的零点偏置异常;轴向的反向间隙异常;电机运行状态异常,即电气及控制部分异常;机械故障,如丝杠,轴承,轴联器等部件。另外加工程序的编制,刀具的选择及人为因素,也可能导致加工精度异常。


二、数控机床故障诊断原则

1.先外部后内部数控机床是集机械,液压,电气为体的机床,故其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐进行排查,尽量避免随意地启封,拆卸,否则会扩大故障,使机床丧失精度,降低性能。

2.先机械后电气般来说,机械故障较易发觉,而数控系统故障的诊断则难度较大些。在故障检修之前,先注意排除机械性的故障,往往可达到事半功倍的果。

3.先静后动先在机床断电的静止状态下,通过了解,观察,测试,分析,确认为非破坏性故障后,方可给机床通电;在运行工况下,进行动态的观察,检验和测试,查找故障。而对破坏性故障,必须先排除危险后,方可通电。

4.先简单后复杂当出现多种故障互相交织掩盖,时无从下手时,应先解决容易的问题,后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后,难度大的问题也可能变得容易。

三、数控机床故障诊断方法

1.直观法:(望闻问切)问-机床的故障现象,加工状况等;看-CRT报警信息,报警指示灯,电容器等元件变形烟熏烧焦,保护器脱扣等;听-异常声响;闻-电气元件焦糊味及其它异味;摸-发热,振动,接触不良等。

2.参数检查法:参数通常是存放在RAM中,有时电池电压不足,系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱,应根据故障征,检查和校对有关参数。

3.隔离法:些故障,难以区分是数控部分,还是伺服系统或机械部分造成的,常采用隔离法。

4.同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板,或将功能相同的模板或单元相互交换。

5.功能程序测试法将GMST,功能的部指令编写些小程序,在诊断故障时运行这些程序,即可判断功能的缺失。

主轴轴承

四、加工精度异常故障诊断和处理实例

1.机械故障导致加工精度异常

故障现象:台SV-1000立式加工中心,采用Frank系统。在加工连杆模具过程中,忽然发现Z轴进给异常,造成至少1mm的切削误差量(Z方向过切)。

故障诊断:调查中了解到,故障是忽然发生的。机床在点动,在手动输入数据方式操作下各个轴运行正常,且回参考点正常,无任何报警提示,电气控制部分硬故障的可能性排除。应主要对以下几个方面逐进行检查。

检查机床精度异常时正在运行的加工程序段,别是刀具长度补偿,加工坐标系(G54-G59)的校对和计算。

在点动方式下,反复运动Z轴,经过视,触,听,对其运动状态诊断,发现Z向运动噪音异常,别是快速点动,噪音更加明显。由此判断,机械方面可能存在隐患。

检查机床Z轴精度。用手摇脉冲发生器移动Z轴,(将其倍率定为1×100的挡位,即每变化步,电机进给0.1mm),配合百分表观察Z轴的运动情况。在单向运动保持正常后作为起始点的正向运动,脉冲器每变化步,机床Z轴运动的实际距离d=d1=d2=d3==0.1mm,说明电机运行良好,定位精度也良好。而返回机床实际运动位移的变化上,可以分为四个阶段:(1)机床运动距离d1>d=0.1mm(斜率大于1);(2)表现出为d1=0.1mm>d2>d3(斜率小于1);(3)机床机构实际没移动,表现出标准的反向间隙;(4)机床运动距离与脉冲器经定数值相等(斜率等于1),恢复到机床的正常运动。无论怎样对反向间隙进行补偿,其表现出的征是:除了(3)阶段补偿外,其他各段变化依然存在,别是(1)阶段严重影响到机床的加工精度。补偿中发现,间隙补偿越大,(1)阶段移动的距离也越大。

分析上述检查认为存在几点可能原因:是电机有异常,二是机械方面有故障,三是丝杠存在间隙。为了进步诊断故障,将电机和丝杠完脱开,分别对电机和机械部分进行检查。检查结果是电机运行正常;在对机械部分诊断中发现,用手盘动丝杠时,返回运动初始有很大的空缺感。而正常情况下,应该能感觉到轴承有序而平滑的移动。

故障处理:经过拆卸检查发现该轴承确实受损,且有滚珠脱落。更换后机床恢复正常。

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