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SIMENS840D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（G54G59）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：除了阶段能够补偿外，其他各段变化依然存在，特别是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，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。