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。