普通铣床加工精度异常故障的诊断和处理

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1、普通铳床加工精度异常故障的诊断和处理实训中心刘卓明摘要：系统参数发生变化或改动，机械故障，铳床电气参数未优化电机运行异常，铳床位置环异常或控制逻辑不妥，是生产中普通铳床加工精度异常故障的常见原因。关键词：普通铳床加工精度异常故障诊断生产中经常会遇到普通铳床加工精度异常的故障。此类故障隐蔽性强，诊断难度比较大。形成这类故障的原主要有五个方面：｛1｝铳床进给单位被改动或变化。｛2｝铳床各个轴的零点偏置异常。｛3｝轴向的反向间隙异常。｛4｝电机运行状态异常，即电气及控制部分异常。｛5｝机械故障，如丝杠，轴承，轴联器等部件。另外加工程序的编制，刀具的选择及人为因素，也

2、可能导致加工精度异常。1.系统参数发生变化或改动系统参数主要包括铳床进给单位，零点偏置，反向间隙等。例如进给单位有公制和英制两种。铳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铳床加工精度的要求。2.机械故障导致的加工精度异常一台立式普通铳床，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。铳床在点动，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

3、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]检查铳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。[3]检查铳床Z轴精度。用手摇脉冲发生器移动Z轴，（将其倍率定为1X100的挡位，即每变化一步，电机进给0.1毫米），配合百分表观察Z轴的运动情况。在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动，脉冲器每变化一步，铳床Z轴运动的实际

4、距离d=dl=d2=d3....=0.1mm,说明电机运行良好，定位精度也良好。而返回铳床实际运动位移的变化上，可以分为四个阶段：①铳床运动距离dl>d=0.1mm（斜率大于1）;②表现出为dl=0.I>d2>d3（斜率小于1）;③铳床机构实际没移动,表现出最标准的反向间隙；④铳床运动距离与脉冲器给定数值相等（斜率等于1）,恢复到铳床的正常运动。无论怎样对反向间隙进行补偿，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阶段严重影响到铳床的加工精度。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

5、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。更换后铳床恢复正常。1.铳床电气参数未优化电机运行异常有一台北京产的立式铳床，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

6、，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，铳床加工精度恢复正常2.铳床位置环异常或控制逻辑不妥一台铳床，全闭环控制方式。加工过程中，发现该铳床Y轴精度异常，精度误差最小为0.006mm,最大为1.4mmo检查中，铳床已经按照要求设置了工件坐标系。在手动数据输入方式下,以坐标系运行，待铳床运行结束后显示器上显示的机械坐标值为“-1046.605”，记录下该数值。然后在手动方式下，将铳床点动到其他任意位置，再次在MDI方式下运行上次的

7、程序段，待铳床停止后，发现此时铳床机械坐标数值显示为“-1046.992”，同第一次执行后的数值相比差了0.387mm。按照同样的方法，将Y轴点动到不同的位置，反复执行该程序段显示器上显示的数值不定。用百分表对Y轴进行仔细检查，发现机械位置实际误差同数显显示出的误差基本一致，从而认为故障原因为Y轴重复定位误差过大。对Y轴的反向间隙及定位精度进行检查，重新做补偿，均无效果。因此怀疑光栅尺及系统参数等有问题。但为什么产生如此大的误差，却未出现相应的报警信息呢？进一步检查发现，次轴为垂直方向的轴，当Y轴松开时主轴箱向下掉，造成了误差。对铳床的PLC逻辑控制程序做了修

8、改，即在Y轴松开时，先把Y轴使能加载，