一,、造成加工精度異常故障的原因

造成加工精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(tài)異常,，即電氣及控制部分異常,；機械故障,，如絲杠，軸承,，軸聯(lián)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(dǎo)致加工精度異常,。

二、數(shù)控機床故障診斷原則

1.先外部后內(nèi)部數(shù)控機床是集機械,，液壓,，電氣為一體的機床，故其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來,。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進行排查,，盡量避免隨意地啟封，拆卸,，否則會擴大故障,，使機床喪失精度，降低性能,。

2.先機械后電氣一般來說,，機械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度較大些,。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障,，往往可達到事半功倍的效果,。

3.先靜后動先在機床斷電的靜止狀態(tài)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(tài)的觀察,，檢驗和測試，查找故障,。而對破壞性故障,，必須先排除危險后，方可通電,。

4.先簡單后復(fù)雜當出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋,，一時無從下手時,，應(yīng)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(shù)控機床故障診斷方法

1.直觀法：（望聞問切）問-機床的故障現(xiàn)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(fā)熱,，振動,，接觸不良等。

2.參數(shù)檢查法：參數(shù)通常是存放在RAM中,，有時電池電壓不足,，系統(tǒng)長期不通電或外部干擾都會使參數(shù)丟失或混亂，應(yīng)根據(jù)故障特征,，檢查和校對有關(guān)參數(shù),。

3.隔離法：一些故障，難以區(qū)分是數(shù)控部分,，還是伺服系統(tǒng)或機械部分造成的,，常采用隔離法。

4.同類對調(diào)法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板,，或?qū)⒐δ芟嗤哪０寤騿卧嗷ソ粨Q,。

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-1000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,?！　?/span>

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?！?/span>

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,。