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發布時間：2021-07-09 08:31
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怎樣解決數控機床加工精度異常的故障
生產中經常會遇到數控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。導致此類故障的原因主要有以下方面：
1)機床進給單位被改動或變化
2)機床各軸的零點偏置(NULLOFFSET)異常
3)軸向的反向間隙(BACKLASH)異常
4)電機運行狀態異常，即電氣及控制部分故障
5)此外，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。
1.系統參數發生變化或改動
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。脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、光柵、磁柵、激光干涉儀等都是增量檢測裝置。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
一臺THM6350臥式加工中心，采用FANUC0i-MA數控系統。一次在銑削汽輪機葉片的過程中，突然發現Z軸進給異常，造成至少1mm的切削誤差量(Z向過切)。五金工具包括各種手動、電動、氣動、切割工具、汽保工具、農用工具、起重工具、測量工具、工具機械、切削工具、工夾具、刀具、模具、刃具、砂輪、鉆頭、拋光機、工具配件、量具刃具、磨具磨料等。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。
(1)檢查機床精度異常時正運行的加工程序段，特別是刀具長度補償、加工坐標系(G54～G59)的校對及計算。
(2)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向運動聲音異常，特別是快速點動，噪聲更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。
(3)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。三、結論通過以上的實例分析我們可以得出結論，要想在數控機床上方便地加工出梯形螺紋，關鍵是做好如下幾點：1。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。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表現出為d=0.1mm>d2>d3(斜率小于1);③機床機構實際未移動，表現出標準的反向間隙;④機床運動距離與手脈給定值相等(斜率等于1)，恢復到機床的正常運動。
無論怎樣對反向間隙(參數1851)進行補償，其表現出的特征是：除第③階段能夠補償外，其他各段變化仍然存在，特別是第①階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發現，間隙補償越大，第①段的移動距離也越大。
分析上述檢查，數控技工培訓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;三是存在一定的間隙。為了進一步診斷故障，將電機和絲杠完全脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。電機運行正常;在對機械部分診斷中發現，用手盤動絲杠時，返回運動初始有非常明顯的空缺感。根據初步測量得出的中徑值，精que計算出Z向刀具偏置值，從而準確控制梯形螺紋的中徑值。而正常情況下，應能感覺到軸承有序而平滑的移動。經拆檢發現其軸承確已受損，且有一顆滾珠脫落。更換后機床恢復正常。
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FANUC0-MJ數控系統。在加工過程中，發現X軸精度異常。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。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.機床位置環異常或控制邏輯不妥
一臺TH61140鏜銑床加工中心，數控系統為FANUC18i，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xiao在0.006mm左右，da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“G90G54Y80F100;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yi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。而在數控加工中,對刀是很關鍵的一步,對刀操作的不正確,將直接影響零件的加工質量。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。
CNC加工與RP加工性能比較
在過去的十五年里，原型復zhi取得了重大的進展。初，大多數RP技術在速度方面有明顯的優勢，但由于精que度和材料性能等方面的問題，限制了技術的進一步發展。五金企業之間的競爭越來越激烈，導致各個五金企業不得不尋找新的“藥fang”來延續企業命脈。自從RP出現以后，由于受到某些競爭的威脅，CNC在速度得到改進的時，也能帶來眾所周知的收益。同樣RP在精que度、材料性能及表面拋光等方面也得到了改進。
了解這兩種技術，對于為工作選擇正確的加工工具而言，尤為重要，下列的指導可以幫助工具的選擇。
材料
RP受到限制
材料的研究經歷了很長一段過程。材料選擇的范圍變大了，性能也得到了保證。現在可用的材料有金屬、塑料、陶瓷及復合材料等，材料的選擇仍然受到一些限制。而且，大多數材料的性能與材料的加工、模制及澆注等方面的性能也不是很匹配。
CNC加工幾乎不受任何限制
機加工中心幾乎對所有的材料都能做切削處理。
零件的da尺寸
RP的da尺寸為600x900x500mm
盡管現有的工業化設備還不能加工儀表盤或者擋板，但是已有的原型可用于生產大多數的日用品和工業品。如果設備要生產的零件太大，可以先生產其各個組成部分，后再接合成一個完整部件。必須要注意的是，尺寸對于時間有影響，制造較大的零件費時較長。
CNC加工可以生產飛機零件
CNC機加工可以生產的實際零件和模件的尺寸，小到臺式裝置大到橋式設備。可以這么說，CNC尺寸的限制也只來自所用的機械工具。
零件的復雜性
RP不受限制
如果一個樣品可以用設計軟件做模制的話，那么制造的時間或成本方面幾乎不受任何影響。迅速、廉價生產復雜零件是RP的da優勢之一。
CNC加工受到限制
CNC機加工必須要處理部件的所有細節特征。當零件的復雜性增加時，所需設備的數量及工具的變化也會相應增加。數控車床是如今工業制作的必備的設備，也是有必要的設備之一，進行機械制作的一起，數控車床的運用意圖即是能夠大大的添加運用的規模，而且在必定程度上推進工業的出產，進步作業的功率。大縱橫尺寸比、深槽、深洞及方角都會使CNC切削設備的費用增大，五軸切削工具及某些技巧能夠克服這些不足，但象底切這種簡易操作卻也能產生問題。
細節特征
RP有其獨到之處
RP能夠加工出CNC所無法做到的一些細節。比如，RP可以加工尖內角，可以加工又深又窄的通道、又高又薄的墻壁以及棱柱這些大縱橫尺寸比的特征。
CNC有其不同之處
CNC有許多特征可以勝過RP，比如說銳邊、平滑疊合、干凈的倒角。在評估有關精que度即表面修整等細節時，這些尤為重要。
精que度
RP的精que度為0.125～0.75mm
RP的某些個別尺寸的精que度有可能超過0.125mm，但其一般偏差的范圍為0.125～0.75mm。精que度隨RP設備和尺寸大小的不同而變化。尺寸增加，精que度也加大。
CNC的精que度為0.0125-0.125mm
如果機加工設備得當，其精que度有可能達到很高，通常情況下，CNC的精que度要比RP的高，精que度一般與設備的成本相關。
重復精度
RP的重復精度低
RP對于影響樣機質量的許多因素很敏感，在不同的時間制造零件，其結果也許會不同。溫度、濕度、定位以及放置只是可以影響產品重復精度參數中的幾個。
CNC加工的重復精度高
CNC加工的重復精度要比RP的高得多。如果刀具軌跡、所用工具及材料不變的話，其產品的重復性會更高。環境條件和人為因素會對結果產生影響，對于某些材料而言，溫度及濕度會影響產量，因為它們能影響到技師所用設備的精que性。
表面精整
RP的Ra值為2.5～15微米
如果沒做二次處理，即使不是全部，但有一些表面很粗糙。RP運用某些技術可把板材的厚度范圍提高到0.0125～0.025mm，但是板材的層理和凹凸現象仍會影響表面的精整。自動調整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能化提升了機床的功能和品質。如果想做二次處理的話，可使光潔度達到想要的水平，但這樣做會改變零件尺寸的精que度。同時，這些操作也會增加多余的時間和成本。
CNC加工的Ra值為0.5～5微米
機加工與RP不同，它可以為樣機、模型和刀具做出適合它們所需的表面拋光。對于RP而言，二次處理(砂磨、拋光)是可以改進表面的光潔度，但同時也會影響到精que度、時間和成本。
可靠性
RP的可靠性屬于中等
對于大多數技術而言，產品的可靠性隨著產品的不斷成熟而增加。RP技術只有15年的歷史，這意味著它的可靠程度會有不同的等級。該技術由于時間短、資源匱乏，有些RP生產商沒有太多的時間為提高其可靠性而改進裝置的組件。
CNC加工的可靠性屬于中等至
CNC的研究與發展已有30多年的歷史，因此它是一種值得信賴、可靠的技術。多年來，持續不斷的技術改進已經消除了產生減少產品可靠性的設備元件。
所需操作人員
RP所需的操作人員
二次操作(如安置臺架)除外，RP所需的人員。在數分鐘之內，它可以為零件備好所需的信息資料并開始制造。在制造期間，需要很少或者幾乎不需人員參與。
CNC加工所需的操作人員多
CAM軟件應用雖然得到了改善，但在大多數情況下，它們仍然不能根chu人員介入。設備安裝及操作需要經驗豐富的技師;模型在無人情況下制造更是極為罕見。
所需經驗豐富的技工
RP所需這類技工
這種技術的員工工資當然不是di，但與機加工相比較，其所需的經驗豐富的技工數量較少。這種說法有幾分是真實的，因為該技術本身就不需要什么工人。另外，RP經過改進后，操作過程甚至無需技藝。
CNC所需的這類技工較多
機加工需要技巧、創造力和處理問題等方面的能力。從刀具軌跡設計、加工策略到切割操作與監控，機加工都由經驗豐富的技工來完成。隨著公司收入的減少，技師數量的下降，很可能會缺乏制造模型所需的人力資源。
研制的周期
RP所需的周期短到中等
RP由于所需的員工少、操作步驟少、對設計的復雜性不太敏感，因此它不但減少了實際的制造周期，同時還也減少了整個工藝過程的時間。總體來講，RP技術在時間和人力方面都富有效率。國內手動工具企業大多數都是以低端產品為主或者代工貼牌，高duan產品和品牌產品仍然為歐美國家所把持。如果RP在下午4：30收到數據，那么第二天早上就能生產出產品來。對于CNC來說，如果沒有兩個班的生產時間，絕dui生產不出產品的。但是，并非說RP技術對于任何零件的加工制造都是快的。
cnc精密加工大概是要經過分工加工嗎？
CNC加工中心通常以主軸與工作臺相對位置分類，分為立式、臥式和多軸聯動型加工中心。 一、立式加工中心：是指主軸軸線與工作臺垂直設置的加工中心，主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復雜零件。在故障出現后，xtHL床進r仔細觀察，才發現故障的真正原因是主軸在定向后發生位置偏移，且主軸在定位后如用手碰一下(和工作中在換刀時當刀具插入主軸時的情況相近)，主軸則會產生相反方向的漂移。 二、臥式加工中心：是指主軸軸線與工作臺平行設置的加工中心，主要適用于加工箱體類零件。 三、多軸聯動型加工中心：是指通過加工主軸軸線與工作臺回轉軸線的角度可控制聯動變化，完成復雜空間曲面加工的加工中心，適用于具有復雜空間曲面的葉輪轉子、模具、刃具等工件的加工。 CNC加工機床調試前，CNC加工機床精度和功能的調試方法：
1、使用精密水平儀等檢測工具，主要通過調整墊鐵的方式精調加工機床主床身的水平，使機床幾何精度達到允許公差范圍;
2、對自動換刀裝置，調整好刀庫、機械手位置、行程參數等，再用指令進行動作檢查，要求準確無誤;
3、對帶有APC自動交換工作臺的機床，調整好相對位置后進行承載自動交換;
4、機床調整完畢后，仔細檢查數控系統和可編程控制器中參數設定值是否符合隨機指標中規定的數據，然后試驗各主要操作功能、安全措施，常用指令執行情況等。 5、檢查機床輔助功能及附件的正常工作。
CNC數控加工是現代制造技術的基礎，這一發明對于制造行業而言，具有劃時代的意義和深遠的影響，世界上主要工業發達國家都十分重視數控加工技術的研究和發展。
以數控車床加工專機化或者是專用機床數控化來解決柔性和率的矛盾。目前，歐美汽車生產大多采用由高速加工心組成的敏捷生產系統，這種系統可以100%的柔性混流多品種生產，由多個稱作島式的柔性加工單元組成，每個島由多臺同類機床及將機床連接起來的機械手組成，采用帶電子貯存器的隨托盤與機床進行信息交換。機床位置環異常或控制邏輯不妥一臺TH61140鏜銑床加工中心，數控系統為FANUC18i，全閉環控制方式。值得注意的是這些設備供應商不僅掌握了設備制造的專有技術，而且都非常重視汽車制造工藝流程的開發，他們能夠向用戶提供交鑰匙工程，擁有自己的系統開發能力。機床的可靠性指標極為先進，單機開動率達98%以上。采用這種生產系統，汽車制造業制造廠家的新產品的工業化投放周期大大縮短。
