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数控机床加工精度异常故障的诊断和处理

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翻新时间:2023-03-18

数控机床加工精度异常故障的诊断和处理

摘要 : 系统参数发生变化或改动,机械故障,机床电气参数未优化电机运行异常,机床位置环异常或控制逻辑不妥,是生产中数控机床加工精度异常故障的常见原因。

关键词 :数控机床 加工精度异常 故障诊断

1. 系统参数发生变化或改动

系统参数主要包括机床进给单位,零点偏置,反向间隙等。例如SIMENS,FANUC数系统,其进给单位有公制和英制两种。机床修理过程中某些处理,常常影响到零点偏置和间隙的变化,故障处理完毕后应作适时的调整和修改;另一方面,由于机械磨损严重或连结松动也可能造成参数实测值的变化,需要对参数做相应的修改才能满足机床加工精度的要求。

2. 机械故障导致的加工精度异常

一台THM6350立式加工中心,采用SIMENS 840D系统。在加工联杆模具过程中,忽然发现Z轴进给异常,造成至少1毫米的切削误差量(Z向过切)。调查中了解到:故障是忽然发生的。机床在点动,MDI(手动数据输入方式)操作方式下各个轴运行正常,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。分析认为,主要应对以下几个方面逐一进行检查。

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

[2]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,特别是快速点动,噪音更加明显。由此判断,机械方面可能存在隐患。 无论怎样对反向间隙(参数1851)进行补偿,其表现出的特征是:除了③阶段能够补偿外,其他各段变化依然存在,特别是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:一是电机有异常;二是机械方面有故障;三是丝杠存在间隙。为了进一步诊断故障,将电机和丝杠完全脱开,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,返回运动初始有非常明显的空缺感。而正常情况下,应能感觉到轴承有序而平滑的移动。经过拆卸检查发现其轴承确实受损,且有滚珠脱落。更换后机床恢复正常。

3. 机床电气参数未优化电机运行异常

有一台北京产的立式数控铣床,配备SIMENS840D系统。在加工过程中,发现X轴精度异常。检查发现X轴存在一定间隙,且电机启动时存在不稳定的现象。有手触摸X轴电机时感觉电机抖动比较厉害,停止是抖动不明显,尤其是点动方式下比较明显。分析认为,故障原因有两点,一是丝杠反向间隙很大;二是X轴电机工作异常。利用SIMENS系统的参数功能,对电机进行调试。首先对存在的间隙进行补偿;调整伺服增益参数及脉冲抑制功能参数,X轴电机的抖动消除,机床加工精度恢复正常。

4. 机床位置环异常或控制逻辑不妥 对机床的PLC逻辑控制程序做了修改,即在Y轴松开时,先把Y轴使能加载,再把Y轴松开;而在夹紧时,先把轴夹紧后,再把Y轴使能去掉。调整后机床故障得以解决。

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