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    影響數控銑床加工精度案例分析

          數控銑床屬于精密設備,但是在使用過程中難免會遇到數控銑床加工精度異?,F象,影響產品的加工精度,形成這類故障的原因主要有四個方面:
      1.系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,即電氣及控制部分異常; 
      4.機械故障,如絲杠,軸承,聯軸器等部件。另外加工程序的編制,刀具的選擇及人為因素,也可能導致加工精度異常。 
         針對以上常見的故障,下面根據案例一一進行分析及研究 
      1.系統參數發生變化或改動導致加工精度異常 
      一臺數控立式銑床,配置FANUC 0i-MC數控系統。在加工批零件時,發現當班加工出來的零件均比要求尺寸?。╔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范圍內。檢查程序、刀具均正常,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,原來前一天技術人員進行常規設備維護時,誤將反向間隙參數號1851的單位μm當成了10μm,結果將X軸間隙30μm設成了3μm,Y軸間隙50μm設成了5μm,導致誤差的出現。 
      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 
      案例一:一臺GSVM6540A立式加工中心,采用FANUC 0i-MC數控系統。一次在銑削模具過程中,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。 
     ?。?)檢查機床正運行的加工程序段,特別是加工深度設定、刀具長度補償、加工坐標系(G54~G59)的調用等,檢查后并無異常。 
     ?。?)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向運動聲音并無異常。 
     ?。?)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。但在反向運動時,發現明顯間隙。將手輪設成1×10擋位,配合百分表反復測量得到Z軸的反向間隙為0.25MM,修改系統1851號參數進行Z軸反向間隙補償,再用百分表測量Z軸反向間隙,間隙消除,故障初步排除。 
     ?。?)進行試加工驗證。再加工后發現,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。 
     ?。?)檢查Z軸連結機構。經檢查發現Z軸絲桿的緊固螺母有松動跡像,造成Z軸絲桿軸向竄動,以致誤差的出現。調緊螺母,注意松緊程度,過松會有反向間隙,過緊會使絲桿受力過大,造成振動。再次修改系統1851號參數進行Z軸反向間隙補償,以致間隙消除。試加工后,故障排除。 
      案例二:一臺GSVM6540A立式加工中心,采用FANUC 0i-MC數控系統。在加工一長方形模坯時,發現Y軸方向寬度的精度異常,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X軸方向的長度精度正常。分析步驟如下: 
     ?。?)首先檢查零件的CAD造型及加工程序,均無發現錯誤。 
     ?。?)用百分表檢查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現的。分析可知,故障原因有二:一是Z軸導軌線條松,二是X導軌線條松。根據零件實測值右端比左端小的特點初步認定故障是由X導軌右邊的線條松動造成的。 
     ?。?)拆缷X軸右邊防護罩,觀察X導軌右邊的線條,發現果然有松動的跡像。 
     ?。?)調緊導軌線條后試加工,精度正常,故障排除。 
      3.機床電氣參數未優化電機運行異常 
      一臺數控立式銑床,配置FANUC 0i-MC數控系統。在加工完一模具零件后,用量具測量發現X軸尺寸超差-0.05MM左右。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,一是機械反向間隙較大;二是X軸電機工作異常,電機抖動導致丟步。利用FANUC系統的參數功能,對電機進行調試。首先對存在的間隙進行了補償;調整伺服增益參數及N脈沖抑制功能參數,X軸電機的抖動消除,機床加工精度恢復正常。 
      4.機床位置環異?;蚩刂七壿嫴煌讓е录庸ぞ犬惓?nbsp;
      一臺TH61140鏜銑床加工中心,數控系統為FANUC 18i,全閉環控制方式。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,*大誤差可達到1.400mm。檢查中,機床已經按照要求設置了G54工件坐標系。在MDI方式下,以G54坐標系運行一段程序即“G90 G54 Y80 F100;M30;”,待機床運行結束后顯示器上顯示的機械坐標值為“-1046.605”,記錄下該值。然后在手動方式下,將機床Y軸點動到其他任意位置,再次在MDI方式下執行上面的語句,待機床停止后,發現此時機床機械坐標數顯值為“-1046.992”,同第一次執行后的數顯示值相比相差了0.387mm。按照同樣的方法,將Y軸點動到不同的位置,反復執行該語句,數顯的示值不定。用百分表對Y軸進行檢測,發現機械位置實際誤差同數顯顯示出的誤差基本一致,從而認為故障原因為Y軸重復定位誤差過大。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。因此懷疑光柵尺及系統參數等有問題,但為什么產生如此大的誤差,卻未出現相應的報警信息呢?進一步檢查發現,該軸為垂直方向的軸,當 Y軸松開時,主軸箱向下掉,造成了超差。 
    對機床的PLC邏輯控制程序做了修改,即在Y軸松開時,先把Y軸使能加載,再把Y軸松開;而在夾緊時,先把軸夾緊后,再把Y軸使能去掉。調整后機床故障得以解決。 
          如果在使用中發現任何異?,F象,請及時和廠家售后服務聯系,在技術人員的指導下完成操作。

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