故障诊断:调查中了解到,故障是忽然发生的。机床在点动,在手动输入数据方式操作下各个轴运行正常,且回参考点正常,无任何报警提示,电气控制部分硬故障的可能性排除。应主要对以下几个方面逐一进行检查。金属加工微信,内容不错,值得关注。
检查机床精度异常时正在运行的加工程序段,特别是刀具长度补偿,加工坐标系(G54-G59)的校对和计算。
在点动方式下,反复运动Z轴,经过视,触,听,对其运动状态诊断,发现Z向运动噪音异常,特别是快速点动,噪音更加明显。由此判断,机械方面可能存在隐患。
检查机床Z轴精度。用手摇脉冲发生器移动Z轴,(将其倍率定为1×100的挡位,即每变化一步,电机进给0.1mm),配合百分表观察Z轴的运动情况。在单向运动保持正常后作为起始点的正向运动,脉冲器每变化一步,机床Z轴运动的实际距离d=d1=d2=d3=…=0.1mm,说明电机运行良好,定位精度也良好。而返回机床实际运动位移的变化上,可以分为四个阶段:(1)机床运动距离d1>d=0.1mm(斜率大于1);(2)表现出为d1=0.1mm>d2>d3(斜率小于1);(3)机床机构实际没移动,表现出最标准的反向间隙;(4)机床运动距离与脉冲器经定数值相等(斜率等于1),恢复到机床的正常运动。无论怎样对反向间隙进行补偿,其表现出的特征是:除了(3)阶段补偿外,其他各段变化依然存在,特别是(1)阶段严重影响到机床的加工精度。补偿中发现,间隙补偿越大,(1)阶段移动的距离也越大。金属加工微信,内容不错,值得关注。
分析上述检查认为存在几点可能原因:一是电机有异常,二是机械方面有故障,三是丝杠存在间隙。为了进一步诊断故障,将电机和丝杠完全脱开,分别对电机和机械部分进行检查。检查结果是电机运行正常;在对机械部分诊断中发现,用手盘动丝杠时,返回运动初始有很大的空缺感。而正常情况下,应该能感觉到轴承有序而平滑的移动。
故障处理:经过拆卸检查发现该轴承确实受损,且有滚珠脱落。更换后机床恢复正常。
2.控制逻辑不妥导致加工精度异常
故障现象:一台上海机床厂家生产的加工中心,系统是Frank.加工过程中,发现该机床X轴精度异常,精度误差最小为0.008mm,最大为1.2mm.故障诊断:检查中,机床已经按照要求设置了G54工件坐标系。在手动输入数据方式操作下,以G54坐标系运行一段程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150;M30;”,待机床运行结束后显示器上显示的机械坐标值为(X轴)“-1025.243”,记录下该数值。然后在手动方式下,将机床点动到其他任意位置,再次在手动输入数据方式操作下运行刚才的程序段,待机床停止后,发现此时机床坐标数值显示为“-1024.891”,同上一次执行后的数值比较相差了0.352mm.按照同样的方法,将X轴点动移动到不同的位置,反复执行该程序段,而显示器上显示的数值都有所不同(不稳定)。金属加工微信,内容不错,值得关注。用百分表对X轴进行仔细检查,发现机械位置实际误差同数字显示出来的误差基本一致,从而认为故障原因为X轴重复定位误差过大。对X轴的反向间隙及定位精度进行检查,重新补偿其误差值,结果起不到任何作用。因此怀疑光栅尺及系统参数等有问题。但为什么产生如此大的误差,却又未出现相应的报警信息进一步检查发现,此轴为垂直方向的轴,当X轴松开时主轴箱向下掉,造成了误差。