加工精度異常實例分析

1.1 案例一   

1. 現(xiàn)象。某采用 Frank 系統(tǒng)的立式加工中心，在連桿模具加工過程中，垂線 Z 軸進(jìn)給異常，出現(xiàn) 1mm 切削誤差，即 Z 方向過切。  

  2. 診斷與處理。在手動輸入數(shù)據(jù)方式下，各個軸運動正常，回參考點也正常，排除了電氣控制部分的硬件故障。隨后檢查故障發(fā)生時運行 加工程序段，尤其是刀具補償，坐標(biāo)系的校對和計算。在點動方式下，診斷 Z 軸工況，發(fā)現(xiàn) Z 軸向上的工況存在噪音，尤其是快速點動時，噪音非常明顯，據(jù)此可分析出可能存在機(jī)械方面的問題。檢查 Z 軸精度，使用手搖脈沖發(fā)生器移動 Z 軸，1*100 檔位，結(jié)合百分表檢查Z 軸工況。當(dāng) Z 軸保持正常運動狀態(tài)后，正向運動每一步的實際距離都為 0.1mm，說明定位精度良好。而在反向運動時，發(fā)現(xiàn)運動距離出現(xiàn)波動，表現(xiàn)出反向間隙，無論怎么補償都存在波動，而且在補償中發(fā)現(xiàn)，間隙補償越大，在反向運動初期階段波動越大。分析判斷可能是電機(jī)存在異常，或是機(jī)械有故障，還可能是絲杠有間隙。于是分離電機(jī)和絲杠分開檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)運動正常。而檢查機(jī)械部分時發(fā)現(xiàn)確實存在故障，拆開設(shè)備后發(fā)現(xiàn)軸承有磨損，且部分滾珠脫落。更換后恢復(fù)。

1.2 案例二  

  1. 現(xiàn)象。同樣是 Frank 系統(tǒng)的加工中心，在 X 軸上精度異常。誤差范圍 0.008~1.2mm。

2. 診斷與處理。經(jīng)檢查工件坐標(biāo)系已經(jīng)按照要求設(shè)置好。按照設(shè)置好的坐標(biāo)系運行程序，記錄運動后的機(jī)械坐標(biāo)值，然后轉(zhuǎn)為手動模式，輸入數(shù)據(jù)運行程序，待運動結(jié)束記錄坐標(biāo)值，對比兩個坐標(biāo)值發(fā)現(xiàn)存在 0.352mm 的距離誤差。反復(fù)進(jìn)行比對試驗，發(fā)現(xiàn)每次運動后的坐標(biāo)值都不一樣。比對百分表發(fā)現(xiàn)記錄的坐標(biāo)值與實際位置誤差基本相同。認(rèn)為可能是 X 軸重復(fù)定位存在較大誤差，進(jìn)一步檢查 X 軸定位精度和反向間隙，并對于產(chǎn)生的誤差進(jìn)行補償，發(fā)現(xiàn)不起作用，進(jìn)而認(rèn)為可能是系統(tǒng)參數(shù)或光柵尺存在故障，但是系統(tǒng)未給出報警信息，無法確定原因，因此，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)， 當(dāng) X 軸去除使能后，垂直方向上的主軸箱下落，產(chǎn)生了誤差。至此基本可以確定為程序的控制邏輯有問題，導(dǎo)致加工精度異常。進(jìn)過調(diào)整程序，先加載使能，然后松 X 軸，使松開 X軸的控制正常，而在夾緊 X 軸時，先夾緊，然后去除使能。   

經(jīng)過調(diào)整控制邏輯后，故障得以解決。  

  總結(jié)起來，主要有五個方面，包括進(jìn)給單位改動或變化即伺服進(jìn)給系統(tǒng)有誤差；車刀幾何參數(shù)異常；車床位置誤差；刀具磨損誤差；車床熱變形誤差等。其中很多因素可以通過對車床的正確操作來降低影響。