數(shù)控車床是機電一體化在機械加工領(lǐng)域中的典型產(chǎn)品，它是將電子電力自動化控制電機檢測計算機機床液壓電動和加工工藝等技術(shù)集中于一體的自動化設(shè)備，具有高精密度高效率和高適應(yīng)性的特點

在實際生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機床加工精度異常的故障此類故障隱蔽性很強，診斷難度比較大形成這類故障的原因主要有五個方面:一是機床在到單位后被改動或變化二是機床各個軸的零點偏置 [NULL OFFSET] 異常三是軸向的反向間隙[BACKLASH]異常四是電機運行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分異常五是機械故障，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

一機床系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動

系統(tǒng)參數(shù)多數(shù)主要包括機床進給單位零點偏置反向間隙等，例如 SlMENS， FANUC數(shù)系統(tǒng)在進給單位時機床修理過程中進行的某些處理，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者連結(jié)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

購買CNC加工中心高速加工中心鉆攻中心請選擇伯特利數(shù)控

二機械故障導(dǎo)致的加工精度異常

一臺THM6350立式加工中心，采用SIMENS840D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1毫米的切削誤差量（Z向過切）調(diào)查中了解到：故障是忽然發(fā)生的機床在點動，MDI(手動數(shù)據(jù)輸入)操作方式下各個軸運行正常，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分析認為，主要應(yīng)對以下幾個方面逐一進行檢查：（1 ）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（2 ）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（3 ）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IXI00的擋位，即每變化一步，電機進給0.1毫米)，配合百分表觀察Z軸的運動情況在單向運動精度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.lmm，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dl>d=0.lmm (斜率大于1)； <2>表現(xiàn)出為dl=0.1>d2>d3(斜率小于1)； <3>機床機構(gòu)實際沒移動，表現(xiàn)出最標準的反向間隙;<4>機床運動距離與脈沖器給定數(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(參數(shù) 1851)進行補償，其表現(xiàn)出的特征是: 除了 <3>階段能夠補償外，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

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(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，返回運動初始有非常明顯的空缺感而正常情況下，應(yīng)能感覺到軸承有序而平滑的移動

三機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常

有一臺北京產(chǎn)的立式加工中心，配備 SIMENS 840D 系統(tǒng)在加工過程中，發(fā)現(xiàn)X軸精度異常檢查發(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)象有手觸摸X軸電機時感覺電機抖動比較厲害，停止時抖動不明顯，尤其是點動方式下比較明顯分析認為，故障原因有兩點，一是絲杠反向間隙很大;二是 X軸電機工作異常利用 SIMENS系統(tǒng)的參數(shù)功能，對電機進行調(diào)試

四機床位置環(huán)異常或控制邏輯不妥

一臺 TH61140加工中心，系統(tǒng)是FANUC181，全閉環(huán)控制方式加工過程中，發(fā)現(xiàn)該機床 Y軸精度異常，精度誤差最小為0.006mm，最大為 I.4mm.檢查中，機床已經(jīng)按照要求設(shè)置了 G54 工件坐標系在MDl(手動數(shù)據(jù)輸入方式)方式下，以G54坐標系運行一段程序即 G00G90G54Y80Fl00； M30 ，待機床運行結(jié)束后顯示器上顯示的機械坐標值為 1046.605 ，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 MDl 方式下運行上次的程序段，待機床停止后，發(fā)現(xiàn)此時機床機械坐標數(shù)值顯示為 1046.992 ，同第一次執(zhí)行后的數(shù)值相比差了0.387mm 按照同樣的方法，將Y軸點動到不同的位置，反復(fù)執(zhí)行該程序段顯示器上顯示的數(shù)值不定用百分表對 Y軸進行仔細檢查，發(fā)現(xiàn)機械位置實際誤差同數(shù)顯顯示出的誤差基本一致，從而認為故障原因為Y軸重復(fù)定位誤差過大對Y軸的反向間隙及定位精度進行檢查，重新做補償，均無效果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，卻未出現(xiàn)相應(yīng)的報警信息呢?進一步檢查發(fā)現(xiàn)，次軸為垂直方向的軸，當(dāng) Y軸松開時主軸箱向下掉，造成了誤差對機床的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(diào)整后機床故障得以解決

隨著社會出產(chǎn)的不斷發(fā)展, 機械裝備的故障維修和調(diào)養(yǎng)逐漸成為具有重要意義的事情數(shù)字控制機床作為機電一體化在機械加工范疇中的典型裝備, 它的任何部分出現(xiàn)故障, 均可能導(dǎo)致加工精密度減低,甚或機床停機出產(chǎn)擱淺,從而帶來不必要的損失因此,增強數(shù)控制機床故障診斷與維修的研究十分重要