數(shù)控機(jī)床加工精度故障與維修淺析

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摘要：闡述數(shù)控機(jī)床加工精度的故障原因、故障診斷方法、維修方案，包括進(jìn)給機(jī)械傳動(dòng)、伺服參數(shù)的優(yōu)化、電氣控制系統(tǒng)、輔助控制裝置精度。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床，加工精度，伺服參數(shù)。

0引言

數(shù)控機(jī)床是在傳統(tǒng)機(jī)床加工的基礎(chǔ)上，引入計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，是現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)的必不可少的設(shè)備，不僅大大提升了零部件的生產(chǎn)加工性能，而且有效提升零部件的生產(chǎn)效率。在實(shí)際的生產(chǎn)加工過(guò)程中，受制于生產(chǎn)性能、工藝、方案等多方面因素，極大程度限制國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)加工優(yōu)勢(shì)，在一定程度上也影響了數(shù)控機(jī)床加工精度，基于此，本文在探究數(shù)控機(jī)床加工精度主要故障的基礎(chǔ)上，分析探究數(shù)控機(jī)床加工精度故障診斷方法及維修方案，為有效提升數(shù)控機(jī)床加工效率提供理論依據(jù)。

1數(shù)控機(jī)床加工精度

數(shù)控機(jī)床屬于一個(gè)指令伺服給進(jìn)系統(tǒng)，在發(fā)出的脈沖指令下，系統(tǒng)通過(guò)插補(bǔ)軟件，將指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，并將其放大，最后輸入至相應(yīng)的工作臺(tái)，由工作臺(tái)操控完成相應(yīng)的工作。數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工過(guò)程中，系統(tǒng)工作中任何一個(gè)過(guò)程異常，都會(huì)導(dǎo)致工作臺(tái)操控失誤，出現(xiàn)生產(chǎn)加工誤差。進(jìn)給機(jī)械傳動(dòng)。根據(jù)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的構(gòu)成，導(dǎo)致其加工精度異常的主要原因是伺服進(jìn)給系統(tǒng)發(fā)生了故障，使得絲杠、電機(jī)之間不同步，機(jī)床刀具工作出現(xiàn)誤差，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)加工失誤，加工生產(chǎn)不穩(wěn)定，尺度不一；而大騙子是伺服進(jìn)給系統(tǒng)發(fā)生故障的原因主要包括以下方面：（1）伺服給進(jìn)系統(tǒng)容易受到外界環(huán)境的干擾，濕度、溫度的變化，都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)干擾故障或過(guò)載故障，其中，數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中受到電磁干擾、接地故障等，會(huì)出現(xiàn)干擾故障，導(dǎo)致伺服給進(jìn)系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤指令，進(jìn)而出現(xiàn)不合尺寸的加工產(chǎn)品。（2）在生產(chǎn)加工過(guò)程中，伺服給進(jìn)系統(tǒng)受到環(huán)境因素的影響，常會(huì)出現(xiàn)刀具切削量過(guò)大，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致伺服給進(jìn)系統(tǒng)超載，實(shí)際工作中出現(xiàn)，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)速，造成過(guò)熱。伺服參數(shù)的優(yōu)化。數(shù)控機(jī)床加工精度異常，與伺服給進(jìn)系統(tǒng)參數(shù)未優(yōu)化密切相關(guān)，系統(tǒng)反向間隙補(bǔ)償參數(shù)異常，需要重新進(jìn)行測(cè)量，及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)彌補(bǔ)；螺距誤差補(bǔ)償參數(shù)異常，需要依照數(shù)控激光干擾儀，進(jìn)行誤差補(bǔ)償。一旦出現(xiàn)異常參數(shù)設(shè)定，就會(huì)伺服電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)異常，需要對(duì)機(jī)床實(shí)際規(guī)格進(jìn)行初始化設(shè)置，優(yōu)化伺服參數(shù)。另外，值得注意的是，數(shù)控機(jī)床依照計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化，可定期進(jìn)行軟件精度調(diào)整以實(shí)現(xiàn)最佳機(jī)床精度。電氣控制系統(tǒng)。編碼器電壓低于或高于額定電壓，將會(huì)導(dǎo)致編碼器接觸不佳，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)反饋質(zhì)量下降，工作臺(tái)工作性能下降。根據(jù)調(diào)查顯示，當(dāng)編碼器電源線斷線、插頭出現(xiàn)松動(dòng)、插頭開(kāi)焊接觸不良，會(huì)導(dǎo)致編碼器電壓小于4.75V，除此之外，在實(shí)際加工生產(chǎn)過(guò)程中，常出現(xiàn)編碼器內(nèi)部封裝不良，異物進(jìn)入編碼器光柵內(nèi)，進(jìn)而導(dǎo)致編碼器信號(hào)傳導(dǎo)出現(xiàn)偏差。此時(shí)，應(yīng)拆開(kāi)編碼器，利用旋轉(zhuǎn)光柵進(jìn)行編碼器內(nèi)部快速的清洗，以解決問(wèn)題。否則，應(yīng)考慮更換編碼器。最后，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承故障時(shí)，在更換電機(jī)軸承的同時(shí)，要考慮將電機(jī)送廠維修，一旦出現(xiàn)主板反應(yīng)異常，應(yīng)及時(shí)的進(jìn)行主板更換，值得注意的時(shí)，在更換主板時(shí)，一方面需要做好原有信息數(shù)據(jù)的保存、備份，另外，更換的主板應(yīng)確保與原有的型號(hào)、規(guī)格一致，確保其與原有的狀態(tài)統(tǒng)一。輔助控制裝置精度。當(dāng)輔助控制裝置的精度下降，一方面會(huì)導(dǎo)致主軸組件重復(fù)定位不準(zhǔn)，另外會(huì)導(dǎo)致機(jī)床導(dǎo)軌潤(rùn)滑不夠。當(dāng)出現(xiàn)主軸組件重復(fù)定位不準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)對(duì)其軸向、徑向方向上存在的偏差進(jìn)行檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)自動(dòng)換刀設(shè)備精度不佳時(shí)，應(yīng)及時(shí)的更換設(shè)備，及時(shí)進(jìn)行磨損部件的修復(fù)；當(dāng)出現(xiàn)機(jī)床導(dǎo)軌潤(rùn)滑不夠時(shí)，應(yīng)及時(shí)的檢查其潤(rùn)滑管道系統(tǒng)。

2精度故障的診斷方法

觀察法。近些年來(lái)，電氣技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)控機(jī)床性能可通過(guò)外觀檢查，結(jié)合維修人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，以此了解數(shù)控機(jī)床的工作狀態(tài)。仔細(xì)查驗(yàn)外觀，是否存在接觸不良、導(dǎo)線脫皮、螺絲松動(dòng)脫落等異常情況，查驗(yàn)整個(gè)線路的連接情況，整個(gè)線路對(duì)燈的控制狀態(tài)等。傾聽(tīng)法。傾聽(tīng)法是根據(jù)操作人員敘述操作過(guò)程中的情況，維修人員根據(jù)操作過(guò)程中情況或操作過(guò)程中設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音，判斷可能存在的故障，并對(duì)其故障發(fā)生的部位，故障程度，故障類型等進(jìn)行判斷。例如，在數(shù)控機(jī)床實(shí)際加工過(guò)程中，設(shè)備發(fā)生“嗡嗡”的聲音，維修人員應(yīng)依照工作經(jīng)驗(yàn)、綜合素養(yǎng)，以此判斷設(shè)備故障點(diǎn)，并準(zhǔn)確定位。氣味法。根據(jù)靠近設(shè)備時(shí)設(shè)備發(fā)出的氣味進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的判斷。在正常情況下，以絕緣材料為主的數(shù)控機(jī)床，正常工作運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，溫度不會(huì)超過(guò)額定溫度，也不會(huì)散發(fā)出特殊氣味的氣體。當(dāng)數(shù)控機(jī)床溫度超載情況下，絕緣材料會(huì)散發(fā)出特殊氣味氣體。電氣診斷法。上述三種診斷方法，更多的是依賴于檢修人員的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)素質(zhì)。電氣診斷法根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)自診斷功能，根據(jù)顯示器報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行故障診斷的方法，廣泛應(yīng)用于電氣故障診斷。實(shí)際加工生產(chǎn)中，有利用PLC功能，進(jìn)行故障點(diǎn)的快速查找。

3精度故障的維修措施

系統(tǒng)參數(shù)故障時(shí)，可導(dǎo)致系統(tǒng)指令偏差或反向間隙，在檢修的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的重新設(shè)置或調(diào)整。而針對(duì)有嚴(yán)重磨損而引發(fā)的系統(tǒng)參數(shù)異常，應(yīng)在維修的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的重置。針對(duì)數(shù)控機(jī)床而導(dǎo)致的精度異常，檢修人員應(yīng)依照診斷方法，快速查找故障類型，及時(shí)進(jìn)行故障維修，面對(duì)各軸運(yùn)轉(zhuǎn)正常，電氣控制正常的突發(fā)故障時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)械設(shè)備方面的問(wèn)題在生產(chǎn)加工過(guò)程中，出現(xiàn)設(shè)備距離顫動(dòng)，應(yīng)考慮電氣參數(shù)是否優(yōu)化，快速調(diào)整電氣參數(shù)，做好間歇位置補(bǔ)償，脈沖抑制調(diào)控，及時(shí)的消除設(shè)備顫動(dòng)，確保加工精度。生產(chǎn)加工過(guò)程中位置環(huán)邏輯控制不當(dāng)，亦造成加工誤差，可通過(guò)PLC程序修整恢復(fù)其精度。

4結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)的機(jī)床生產(chǎn)加工相比較，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工不僅精度高，而且生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量、性能佳，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的必不可少的機(jī)械設(shè)備。但在長(zhǎng)時(shí)間的工作狀態(tài)下，或環(huán)境溫度、濕度等發(fā)生改變的情況下，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)加工性能大大下降，生產(chǎn)加工精度受到極大影響，必須對(duì)其進(jìn)行精度調(diào)整。基于此，本文通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度故障探究的基礎(chǔ)上，總結(jié)數(shù)控機(jī)床加工精度故障診斷方法，提出相應(yīng)的維修措施，為有效提升數(shù)控機(jī)床加工效率提供理論依據(jù)。

作者:陳斌 單位:福建建筑學(xué)校