機床（chuáng）精度（dù）突然降低（dī）？4大診斷原則，5大診斷方法

一、造成加工精度異常故障的原因

　造成（chéng）加（jiā）工精度異常故障的原因隱蔽性強，診斷難（nán）度比較大，歸納（nà）出（chū）五個主要原因（yīn）：機床進給單位被改動或變化；機床各個（gè）軸的（de）零點偏置異常；軸向的反向間隙異常；電機運（yùn）行狀態異常，即電氣及（jí）控製部分異常；機械故（gù）障，如絲杠，軸承，軸聯器等部件（jiàn）。另外加工（gōng）程序的編製，刀具的選擇（zé）及人為因素（sù），也可能導致加工精度（dù）異常。

二、數控機床故障診斷原則

　　1.先外部後內部數控機床是集機械，液壓，電氣為一體的（de）機床，故其（qí）故障的發生（shēng）也（yě）會由這三（sān）者綜合反（fǎn）映出來。維修人員應先由外向（xiàng）內逐一進（jìn）行排（pái）查，盡量避免（miǎn）隨意地（dì）啟封，拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度，降（jiàng）低性（xìng）能。

　　2.先機械後電氣一（yī）般來（lái）說，機械（xiè）故障較易發覺，而數控係統故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之（zhī）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.先靜後動（dòng）先（xiān）在機床斷（duàn）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後，方可給機床通電；在運行工況下，進行（háng）動態的觀察，檢驗和（hé）測試，查找故障。而對破壞性故障，必須先排（pái）除危險後，方可通電。

　　4.先簡單後複雜當出現多種故障互相交織（zhī）掩蓋，一時無從下手時，應先解（jiě）決容易的問題，後解決難度較大的（de）問題。往往簡單問題解決後，難度大的問題也可（kě）能變得容易。

三（sān）、數（shù）控機床故障診（zhěn）斷方法

　　1.直觀法：（望（wàng）聞問切）問-機床的故（gù）障現象，加工狀況等；看-CRT報警信（xìn）息，報警指示燈，電容器等元件變形煙熏（xūn）燒焦，保護器脫扣等；聽-異常（cháng）聲響；聞-電氣元件焦糊味及其它異味；摸（mō）-發熱，振動，接觸不良等。

　　2.參數檢查法：參數通常是（shì）存放在RAM中，有時電池電壓不足，係統長期不通電或外部幹擾都會（huì）使參數丟失或混亂，應（yīng）根據故障特征，檢查和校（xiào）對（duì）有關參數。

　　3.隔離法：一些（xiē）故障，難（nán）以區（qū）分是數（shù）控部分，還是（shì）伺服係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（de）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（duàn）故障（zhàng）時（shí）運行這些程序，即可判（pàn）斷功能的缺失。

四、加工精度異常故障診斷和（hé）處理實例

　　１．機械故障導致加工精度異常

　　故障（zhàng）現象（xiàng）：一台SV-1000立式加工中心，采用Frank係統。在加工連杆模具過程中，忽（hū）然發現Z軸進給異常，造成至少1mm的切削誤差量（Z方向過（guò）切）。

　　故障診斷：調查中了解到，故障是（shì）忽然發生（shēng）的。機床在點動，在手動輸入數（shù）據方式操作下各個（gè）軸運行正常，且回參考點正常（cháng），無任何報警提示，電（diàn）氣控（kòng）製部分硬故障的可能性排除。應主要對以下幾個（gè）方麵逐一進行檢查。

　　檢查機床精度異常時正在（zài）運行的加工程序段，特別是刀具長度補償，加（jiā）工坐標係（G54-G59）的校（xiào）對和（hé）計算。

　　在點動方式下，反複運動Z軸（zhóu），經過（guò）視，觸，聽，對其運動狀態診（zhěn）斷，發現Z向運動噪音異常，特別是快速點動，噪音更加明顯（xiǎn）。由此判斷，機械方麵可能存在隱患。

　　檢查機床Z軸精（jīng）度。用手搖脈衝發生器移動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（dòng）情況。在單向運動保持正常後作為起（qǐ）始點（diǎn）的正向（xiàng）運動，脈衝器每變化一步，機床Z軸（zhóu）運動的實際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說（shuō）明電機運行良好（hǎo），定位精度也（yě）良好。而返回機床實（shí）際運動位移的變化上，可以分為四個（gè）階段：（1）機床（chuáng）運動距離d1>d=0.1mm（斜率大於1）；（2）表現出為d1=0.1mm>d2>d3（斜率小於1）；（3）機床機構實際沒移動，表現出最標準的反（fǎn）向間隙；（4）機床運動距離與脈衝（chōng）器經定數值相等（斜率等於1），恢複到機床的正常運（yùn）動。無論怎（zěn）樣對反向間隙進行補償，其表現出的特征是：除了（3）階段（duàn）補償（cháng）外，其他各段變化（huà）依然存在，特別是（1）階段嚴重影響到機（jī）床的加工精度。補（bǔ）償中發現（xiàn），間隙（xì）補償越大，（1）階段移動的距離也越大。　　

　　分析上述檢查認（rèn）為存在幾點可能原因：一是電機有異常，二是機械（xiè）方麵有故障，三是絲（sī）杠存（cún）在間隙。為了進一步診斷故障（zhàng），將（jiāng）電機和絲杠完全（quán）脫（tuō）開（kāi），分別對電機和機械（xiè）部分進行檢查。檢（jiǎn）查結果是（shì）電機運行正常；在對機械部分診斷（duàn）中發現，用手盤動絲杠時，返回（huí）運動初始有很大的空缺感（gǎn）。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。更換後機床恢複正（zhèng）常。

　　2.控製邏輯不妥導致加工精度異常

　　故障現象：一台上海機床廠（chǎng）家生產的（de）加工中心，係統是Frank.加工過程中，發現該機床X軸精度異常，精度（dù）誤差最小為0.008mm，最大為1.2mm.故障診斷：檢查中，機床已經按照要求設置了G54工件坐標係。在手動（dòng）輸入數據（jù）方式操作（zuò）下，以（yǐ）G54坐標係運行一段程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150；M30；”，待機床運行結束後顯示器上顯示的機械坐標值為（X軸）“-1025.243”，記錄下該數值。然後（hòu）在手動方式下，將機床點動到其他任意位（wèi）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（zhǐ）後，發現（xiàn）此時機床坐標數值顯示為“-1024.891”，同上一（yī）次執行（háng）後的數值（zhí）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，反複執行該程序段，而顯（xiǎn）示（shì）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（zǎi）細檢查（chá），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（ér）認為故障原因為X軸重複定位誤差過（guò）大（dà）。對X軸的反向間隙及定位精度進行檢（jiǎn）查，重（chóng）新補償其誤差值，結果起不（bú）到任何作用。因此懷疑光柵尺及係統參（cān）數等有問題。但為什麽產生如（rú）此大（dà）的誤差，卻又未出現相應的報警信息進一步檢查（chá）發現（xiàn），此軸為垂（chuí）直方向的軸，當X軸鬆開時（shí）主軸箱（xiāng）向下掉，造成了誤差。

　　故障處理：對機床的PLC邏輯控製程序做了修改（gǎi），即在X軸鬆（sōng）開（kāi）時，先把X軸使能加載，再把X軸鬆開（kāi）；而在（zài）X軸（zhóu）夾緊時，先把X軸夾緊後，再把（bǎ）使能去掉。調整後機床故障得（dé）以解決。

　　3.機床（chuáng）位置問題導（dǎo）致（zhì）加工精度（dù）異常（cháng）

　　故障現（xiàn）象：一台杭州（zhōu）產的立式數控銑床，配備北京（jīng）KND-10M係統。在點（diǎn）動或加工過程中，發現（xiàn）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（dìng）間隙。電機啟動（dòng）時，在點動方式下Z軸向上運動存（cún）在不穩定（dìng）的噪聲及受力不均勻，且感覺電機抖動（dòng）比較厲害；而（ér）向下運動時，就沒有抖（dǒu）動（dòng）得這麽明顯；停止時不抖動，在加工過程中表現得比較明顯（xiǎn）。分析認為，故障原因有三點：一是絲杠反向間（jiān）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（yī）個問題要注意的是，停止時不抖（dǒu）動，上下運動不均（jun1）勻，所（suǒ）以電機工作異常（cháng）這個問（wèn）題可以排除。因此（cǐ）先對機械部分診斷，在診斷測試過程中沒有發現異常，在公（gōng）差之內。利用排除法則，餘下（xià）的隻有皮帶問題了，在檢測皮帶時，發覺這條皮（pí）帶剛換不久，但在細心檢測皮帶時，發現（xiàn）皮帶內側出現不同程度的受損，很明顯是受力不均所至，是什麽原因造成的呢在（zài）診斷中發現電機放置有問題，即裝夾的角度位（wèi）置不對稱造成（chéng）受力不均。　

　　故障處理：隻要將電機重（chóng）裝，對準角度，測量好距（jù）離（電機與Z軸的軸承），皮帶（dài）兩（liǎng）邊（biān）（長（zhǎng）度）要均勻。這樣，Z軸上下移動不（bú）均勻且有噪聲及抖（dǒu）動現象就消除了（le），Z軸加工恢複正常（cháng）。

　　4.係統參數未優化（huà），電機運行異常

　　導致加工精度異常係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數控係統，其進給單位有公製和（hé）英製兩種。在機床修理過程（chéng）中對於局部處理，常常（cháng）影響到零點偏置和間（jiān）隙（xì）的變化，故障處理完（wán）畢後應作適時的調整和修改；另一方麵，由於機（jī）械磨（mó）損（sǔn）嚴重或連接位鬆動也可能造成參（cān）數（shù）實測值的變化，需要對參數做（zuò）相應的（de）修改才能滿足機（jī）床加工精度的要求。

　　故障現象：一台杭州產的（de）立式數控銑床（chuáng），配備北京KND-10M係統。在加工過程中，發現X軸精度異常。

　　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（dìng）的（de）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（yóu）其是點動方式下比較明顯。分析認為，故障原因有（yǒu）兩點：一是絲杠反間隙很大（dà）；二是X軸電機工作（zuò）異（yì）常。

　　故障處理：利用KND-10M係統的參數功能，對電機進行調試。首先對存在的間隙進（jìn）行補償（cháng），再（zài）調整伺服係統參數及脈衝抑製功能參數，X軸電機的抖動消除，機床加工精度恢複正常。