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    加工中心加工精度異常故障診斷和處理實例

    2015年12月28日 09:25點擊:1732作者:默認來源:山東天潤嘉禾集團機械制造有限公司>>進入該公司展臺

      天潤嘉禾介紹加工中心加工精度異常故障診斷和處理實例
      
      1、機械故障導(dǎo)致加工精度異常
      
      故障現(xiàn)象:一臺SV立式加工中心,采用Frank系統(tǒng)。在加工連桿模具過程中,忽然發(fā)現(xiàn)Z軸進給異常,造成至少1mm的切削誤差量(Z方向過切)。
      
      故障診斷:調(diào)查中了解到,故障是忽然發(fā)生的。機床在點動,在手動輸入數(shù)據(jù)方式操作下各個軸運行正常,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。應(yīng)主要對以下幾個方面逐一進行檢查。
      
      檢查機床精度異常時正在運行的加工程序段,特別是刀具長度補償,加工坐標系(G54-G59)的校對和計算。
      
      在點動方式下,反復(fù)運動Z軸,經(jīng)過視,觸,聽,對其運動狀態(tài)診斷,發(fā)現(xiàn)Z向運動噪音異常,特別是快速點動,噪音更加明顯。由此判斷,機械方面可能存在隱患。
      
      檢查機床Z軸精度。用手搖脈沖發(fā)生器移動Z軸,(將其倍率定為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。在單向運動保持正常后作為起始點的正向運動,脈沖器每變化一步,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,定位精度也良好。而返回機床實際運動位移的變化上,可以分為四個階段:(1)機床運動距離d1>d=0.1mm(斜率大于1);(2)表現(xiàn)出為d1=0.1mm>d2>d3(斜率小于1);(3)機床機構(gòu)實際沒移動,表現(xiàn)出zui標準的反向間隙;(4)機床運動距離與脈沖器經(jīng)定數(shù)值相等(斜率等于1),恢復(fù)到機床的正常運動。無論怎樣對反向間隙進行補償,其表現(xiàn)出的特征是:除了(3)階段補償外,其他各段變化依然存在,特別是(1)階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發(fā)現(xiàn),間隙補償越大,(1)階段移動的距離也越大。
      
      分析上述檢查認為存在幾點可能原因:一是電機有異常,二是機械方面有故障,三是絲杠存在間隙。為了進一步診斷故障,將電機和絲杠*脫開,分別對電機和機械部分進行檢查。檢查結(jié)果是電機運行正常;在對機械部分診斷中發(fā)現(xiàn),用手盤動絲杠時,返回運動初始有很大的空缺感。而正常情況下,應(yīng)該能感覺到軸承有序而平滑的移動。
      
      故障處理:經(jīng)過拆卸檢查發(fā)現(xiàn)該軸承確實受損,且有滾珠脫落。更換后機床恢復(fù)正常。
      
      2.控制邏輯不妥導(dǎo)致加工精度異常
      
      故障現(xiàn)象:一臺上海機床廠家生產(chǎn)的加工中心,系統(tǒng)是Frank.加工過程中,發(fā)現(xiàn)該機床X軸精度異常,精度誤差zui小為0.008mm,zui大為1.2mm.故障診斷:檢查中,機床已經(jīng)按照要求設(shè)置了G54工件坐標系。在手動輸入數(shù)據(jù)方式操作下,以G54坐標系運行一段程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”,待機床運行結(jié)束后顯示器上顯示的機械坐標值為(X軸)“-1025.243”,記錄下該數(shù)值。然后在手動方式下,將機床點動到其他任意位置,再次在手動輸入數(shù)據(jù)方式操作下運行剛才的程序段,待機床停止后,發(fā)現(xiàn)此時機床坐標數(shù)值顯示為“-1024.891”,同上一次執(zhí)行后的數(shù)值比較相差了0.352mm.按照同樣的方法,將X軸點動移動到不同的位置,反復(fù)執(zhí)行該程序段,而顯示器上顯示的數(shù)值都有所不同(不穩(wěn)定)。用百分表對X軸進行仔細檢查,發(fā)現(xiàn)機械位置實際誤差同數(shù)字顯示出來的誤差基本一致,從而認為故障原因為X軸重復(fù)定位誤差過大。對X軸的反向間隙及定位精度進行檢查,重新補償其誤差值,結(jié)果起不到任何作用。因此懷疑光柵尺及系統(tǒng)參數(shù)等有問題。但為什么產(chǎn)生如此大的誤差,卻又未出現(xiàn)相應(yīng)的報警信息進一步檢查發(fā)現(xiàn),此軸為垂直方向的軸,當X軸松開時主軸箱向下掉,造成了誤差。
      
      故障處理:對機床的PLC邏輯控制程序做了修改,即在X軸松開時,先把X軸使能加載,再把X軸松開;而在X軸夾緊時,先把X軸夾緊后,再把使能去掉。調(diào)整后機床故障得以解決。
      
      3.機床位置問題導(dǎo)致加工精度異常
      
      故障現(xiàn)象:一臺杭州產(chǎn)的立式數(shù)控銑床,配備北京KND-10M系統(tǒng)。在點動或加工過程中,發(fā)現(xiàn)Z軸異常。
      
      故障診斷:檢查發(fā)現(xiàn),Z軸上下移動不均勻且有噪聲,且存在一定間隙。電機啟動時,在點動方式下Z軸向上運動存在不穩(wěn)定的噪聲及受力不均勻,且感覺電機抖動比較厲害;而向下運動時,就沒有抖動得這么明顯;停止時不抖動,在加工過程中表現(xiàn)得比較明顯。分析認為,故障原因有三點:一是絲杠反向間隙很大;二是Z軸電機工作異常;三是皮帶輪受損至受力不均。但有一個問題要注意的是,停止時不抖動,上下運動不均勻,所以電機工作異常這個問題可以排除。因此先對機械部分診斷,在診斷測試過程中沒有發(fā)現(xiàn)異常,在公差之內(nèi)。利用排除法則,余下的只有皮帶問題了,在檢測皮帶時,發(fā)覺這條皮帶剛換不久,但在細心檢測皮帶時,發(fā)現(xiàn)皮帶內(nèi)側(cè)出現(xiàn)不同程度的受損,很明顯是受力不均所至,是什么原因造成的呢在診斷中發(fā)現(xiàn)電機放置有問題,即裝夾的角度位置不對稱造成受力不均。
      
      故障處理:只要將電機重裝,對準角度,測量好距離(電機與Z軸的軸承),皮帶兩邊(長度)要均勻。這樣,Z軸上下移動不均勻且有噪聲及抖動現(xiàn)象就消除了,Z軸加工恢復(fù)正常。
      
      4.系統(tǒng)參數(shù)未優(yōu)化,電機運行異常
      
      導(dǎo)致加工精度異常系統(tǒng)參數(shù)主要包括機床進給單位,零點偏置,反向間隙等。例如Frank數(shù)控系統(tǒng),其進給單位有公制和英制兩種。在機床修理過程中對于局部處理,常常影響到零點偏置和間隙的變化,故障處理完畢后應(yīng)作適時的調(diào)整和修改;另一方面,由于機械磨損嚴重或連接位松動也可能造成參數(shù)實測值的變化,需要對參數(shù)做相應(yīng)的修改才能滿足機床加工精度的要求。
      
      故障現(xiàn)象:一臺杭州產(chǎn)的立式數(shù)控銑床,配備北京KND-10M系統(tǒng)。在加工過程中,發(fā)現(xiàn)X軸精度異常。
      
      故障診斷:檢查發(fā)現(xiàn)X軸存在一定間隙,且電機啟動時存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象。用手觸摸X軸電機時感覺電機拉動比較厲害,停止時拉動不明顯,尤其是點動方式下比較明顯。分析認為,故障原因有兩點:一是絲杠反間隙很大;二是X軸電機工作異常。
      
      故障處理:利用KND-10M系統(tǒng)的參數(shù)功能,對電機進行調(diào)試。首先對存在的間隙進行補償,再調(diào)整伺服系統(tǒng)參數(shù)及脈沖抑制功能參數(shù),X軸電機的抖動消除,機床加工精度恢復(fù)正常。

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