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干貨襲來-機床度突然降低,到底為什么?

來源: 瀏覽: 發布日期:2015-11-26 09:23:33

 一、造成加工度異常故障的原因
造成加工度異常故障的原因隱蔽性強,診斷難度比較大,歸納出五個主要原因:機床進給單位被改動或變化;機床各個軸的零點偏置異常;軸向的反向間隙異常;電機運行狀態異常,即電氣及控制部分異常;機械故障,如絲杠,軸承,軸聯器等部件。另外加工程序的編制,刀具的選擇及人為因素,也可能導致加工度異常。
二、數控機床故障診斷原則
1.先外部后內部數控機床是集機械,液壓,電氣為一體的機床,故其故障的發生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應先由外向內逐一進行排查,盡量避免隨意地啟封,拆卸,否則會擴大故障,使機床喪失度,降低性能。
2.先機械后電氣一般來說,機械故障較易發覺,而數控系統故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前,先注意排除機械性的故障,往往可達到事半功倍的果。
3.先靜后動先在機床斷電的靜止狀態下,通過了解,觀察,測試,分析,確認為非破壞性故障后,方可給機床通電;在運行工況下,進行動態的觀察,檢驗和測試,查找故障。而對破壞性故障,先排除危險后,方可通電。
4.先簡單后復雜當出現多種故障互相交織掩蓋,一時無從下手時,應先解決容易的問題,后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后,難度大的問題也可能變得容易。
三、數控機床故障診斷方法
1.直觀法:(望聞問切)問-機床的故障現象,加工狀況等;看-CRT報警信息,報警指示燈,電容器等元件變形煙熏燒焦,保護器脫扣等;聽-異常聲響;聞-電氣元件焦糊味及其它異味;摸-發熱,振動,接觸不良等。
2.參數檢查法:參數通常是存放在RAM中,有時電池電壓不足,系統長期不通電或外部干擾都會使參數丟失或混亂,應根據故障特征,檢查和校對有關參數。
3.隔離法:一些故障,難以區分是數控部分,還是伺服系統或機械部分造成的,常采用隔離法。
4.同類對調法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板,或將功能相同的模板或單元相互交換。
5.功能程序測試法將G,M,S,T,功能的全部指令編寫一些小程序,在診斷故障時運行這些程序,即可判斷功能的缺失。

四、加工度異常故障診斷和處理實例
1.機械故障導致加工度異常
故障現象:一臺SV-1000立式加工Cen,采用Frank系統。在加工連桿模具過程中,忽然發現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:調查中了解到,故障是忽然發生的。機床在點動,在手動輸入數據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。應主要對以下幾個方面逐一進行檢查。
檢查機床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,反復運動Z軸,經過視,觸,聽,對其運動狀態診斷,發現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軸度。用手搖脈沖發生器移動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)表現出為d1=0.1mm>d2>d3(斜率小于1);(3)機床機構實際沒移動,表現出標準的反向間隙;(4)機床運動距離與脈沖器經定數值相等(斜率等于1),恢復到機床的正常運動。無論怎樣對反向間隙進行補償,其表現出的特征是: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度。補償中發現,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,將電機和絲杠完全脫開,分別對電機和機械部分進行檢查。檢查結果是電機運行正常;在對機械部分診斷中發現,用手盤動絲杠時,返回運動初始有很大的空缺感。而正常情況下,應該能感覺到軸承有序而平滑的移動。
故障處理:經過拆卸檢查發現該軸承確實受損,且有滾珠脫落。更換后機床恢復正常。
2.控制邏輯不妥導致加工度異常
故障現象:一臺上海機床廠家生產的加工Cen,系統是Frank.加工過程中,發現該機床X軸度異常,度誤差小為0.008mm,大為1.2mm.故障診斷:檢查中,機床已經按照要求設置了G54工件坐標系。在手動輸入數據方式操作下,以G54坐標系運行一段程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”,待機床運行結束后顯示器上顯示的機械坐標值為(X軸)“-1025.243”,記錄下該數值。然后在手動方式下,將機床點動到其他任意位置,再次在手動輸入數據方式操作下運行剛才的程序段,待機床停止后,發現此時機床坐標數值顯示為“-1024.891”,同上一次執行后的數值比較相差了0.352mm.按照同樣的方法,將X軸點動移動到不同的位置,反復執行該程序段,而顯示器上顯示的數值都有所不同(不穩定)。用百分表對X軸進行仔細檢查,發現機械位置實際誤差同數字顯示出來的誤差基本一致,從而認為故障原因為X軸重復定位誤差過大。對X軸的反向間隙及定位度進行檢查,重新補償其誤差值,結果起不到任何作用。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,卻又未出現相應的報警信息進一步檢查發現,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。調整后機床故障得以解決。
3.機床位置問題導致加工度異常
故障現象:一臺杭州產的立式數控銑床,配備北京KND-10M系統。在點動或加工過程中,發現Z軸異常。
故障診斷:檢查發現,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現異常,在公差之內。利用排除法則,余下的只有皮帶問題了,在檢測皮帶時,發覺這條皮帶剛換不久,但在細心檢測皮帶時,發現皮帶內側出現不同程度的受損,很明顯是受力不均所至,是什么原因造成的呢在診斷中發現電機放置有問題,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象就消除了,Z軸加工恢復正常。
4.系統參數未化,電機運行異常
導致加工度異常系統參數主要包括機床進給單位,零點偏置,反向間隙等。例如Frank數控系統,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,故障處理完畢后應作適時的調整和修改;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實測值的變化,需要對參數做相應的修改才能滿足機床加工度的要求。

  故障現象:一臺杭州產的立式數控銑床,配備北京KND-10M系統。在加工過程中,發現X軸度異常。
故障診斷:檢查發現X軸存在一定間隙,且電機啟動時存在不穩定的現象。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系統的參數功能,對電機進行調試。先對存在的間隙進行補償,再調整伺服系統參數及脈沖抑制功能參數,X軸電機的抖動消除,機床加工度恢復正常。

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