數控機（jī）床加工精度超差故（gù）障維修案例分析-齒輪加工機床網（wǎng）-數（shù）控機床市場網

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數控（kòng）機（jī）床加工精（jīng）度超（chāo）差故障維修案例分析

2021-1-14 來（lái）源：商洛職業技術學院作者：吳（wú）文韜

摘要：隨著現代技術的不斷（duàn）發展，數（shù）控自動化製造技術（shù）水平得到迅猛提升，並在工業製造行業中得到廣泛應用。當前，借助數控機床加工技術，通過機械化、智（zhì）能化的控製係統，保證工業生產（chǎn）製造各個環節能夠協調配合，提高生產效率，保（bǎo）證生產安全等，為我國工業生產與發（fā）展提供堅強的技術支持。但在實際的生產應用中，受到內外部因素的影響，數控機床設備往往容易出現各種加工故障（zhàng）現象，影響數（shù）控機床加工的精度。

關鍵詞（cí）：數控機床；精度超差故障；維（wéi）修案例

數控（kòng）機床加工技術主要是利用（yòng）裝有計算機控（kòng）製係統的自動化機（jī）床，邏輯性地處理控製編碼或是其他的符號程（chéng）序，將處理好的數字代碼輸（shū）入到（dào）數控裝置（zhì）中，由此控製機床按照設計要求，自動地進行零件加工。在加（jiā）工中，如果數控機床（chuáng）的機械元件出現故障（zhàng）損耗，則容易帶來精（jīng）度超差故障，繼而影（yǐng）響整個零部件的加工（gōng）質量和效率。對此，需要提高對數控機床加工精度超差故障的診斷和維修技術，有效避免機床精度方麵的（de）功能性（xìng）故障（zhàng）。

1、數控機床故障類型和特點分析

在機械製造行業（yè）中，數控機床憑借自身加工精度高（gāo）、加工效率高、機械化智能化水平高（gāo）等優勢而逐漸（jiàn）取代普通機床得到廣泛應用，但與此同時，數控機（jī）床在應（yīng）用中還（hái）存在（zài）故障難度係數高、故障原因錯綜複雜且關聯性高（gāo）等挑戰，對數控機床加工應用企業提出更高（gāo）的技術要（yào）求。基於對數控機床的性能和結構分析，常見的數控機床故障類型有以下兩類。

1.1功（gōng）能（néng）性故障

功（gōng）能性故障主要是（shì）由（yóu）於機械化、智能化水平較高的數控加工機床（chuáng）的某一個硬件或是軟件（jiàn）出（chū）現故（gù）障。功能性故障具有直接性、維修管（guǎn）理簡易性等特點，隻需要判斷（duàn）出（chū）數控機（jī）床故障位置，通過更（gèng）換、維修損壞的硬件或軟件故障即可（kě）恢複機床的正常運行。

1.2加工精度超差故障

加工精度超差故障具有隱蔽性、普遍性等特（tè）點，當出現加工精度超差故障時，數（shù）控機（jī）床的（de）各項功能表現正常，但加工工件的精度超差嚴重會導致工件報廢（fèi）。造成加工精度超差故（gù）障的原因（yīn）多樣，有可能是數控機床刀具（jù）磨損等機械原因，也（yě）有（yǒu）可能是數控控製係統電氣化故障等，整（zhěng）體上呈（chéng）現出維修難度大、影響深遠等特征。

2、數（shù）控機床加工（gōng）精度超差故障診斷原則（zé）

數控機床加工精度超差故障（zhàng）呈（chéng）現出複雜性的特點，要求在故障（zhàng）診斷中采用嚴格（gé）的（de）診斷流程方式，隻有如此才能夠提高加工精度超差（chà）故障診斷效率（lǜ）以及故障維修效率。

2.1先外（wài）部（bù）後內部原則（zé）

造成（chéng）加工（gōng）精度超差故障的原因可能是機（jī）械性（xìng）的也可能是電氣性的，而一（yī）個數控（kòng）機床設備可以分解為電氣部分、液壓部分和機械部分，因此在故障排查時，維修人員需要先檢查機床的外部（bù）設備，但需要盡可能避免拆卸零部件，減（jiǎn）少設備拆卸對機械設備的損傷，保（bǎo）證數控機床具有較長的使用壽命。

2.2先機械後電氣原則

數（shù）控機床整體設備較（jiào）大，逐一展開加（jiā）工精度超差故障排查需要較（jiào）長的時間，而且（qiě）故障診斷的難度係數較大。因此，可以先對機械展開診斷，排除機械故障造成的加工精度超差故障問題之後，再進行電氣部分診斷，由此保證故障維修的質量（liàng）和（hé）安全（quán）性。

2.3先靜（jìng）態後動態原則

數控機床加（jiā）工精度超差故障診斷過程中，需要保（bǎo）證（zhèng）數控機床（chuáng）處於斷電狀態，在（zài）靜止中查找可（kě）能存在（zài）的設備損壞（huài）現象。之後再通電進行動態運行（háng）中的數控機床故障（zhàng）檢查（chá），對於運轉中的各（gè）個過程（chéng），各個機械元件進（jìn）行觀察測試，確定故障存在的位置，以此做好故障維修作業。

2.4先簡單後複雜原則（zé）

造成數控機床加工精度超差故障（zhàng）的原因是多元化的因此在故障排查和診斷過程中，必須能夠采用先簡單後複雜的原則方式，從而排除所有（yǒu）的故障類型，避免有所疏忽，並且極大（dà）地提高故障維修的效率。

3、數控機床加工精度超差故障查找判斷方法

3.1數控機床加工精度超差故障查找方法

一般情況下，數（shù）控機床零部件加工都允許存在一定的精（jīng）度差，一（yī）旦精度差超過可承受範圍，則被定義為精度超差，零（líng）件質量不合格。衡量機床加工精（jīng）度的指（zhǐ）標被稱為工序能力指數（CPK

），指（zhǐ）數越大，則（zé）表示元件的尺寸波動範圍越（yuè）小（xiǎo），超差概率越小。正常的機床工序能力指數為（wéi） 1，理想工序能力指數為 1.33，當 CPK ＜ 1 時，則判斷數控機床存在加工精度超（chāo）差故障。

3.2數（shù）控機床加工（gōng）精度超差故障判斷方法

數控（kòng）機床加工精度包括幾何（hé）精（jīng）度、傳動精度和位置（zhì）精度等。如果出現精（jīng）度超差，就必須借助各種診斷方（fāng）式判斷是屬於（yú）哪一種精度超差故障類型，然後針對引起這類精度超差故障的原因進（jìn）行判斷。

第一（yī），了（le）解數控機床精（jīng）度（dù）的控製方法。

一般的元件工中（zhōng），數（shù）控機床對加工精（jīng）度的（de）控製是通過（guò）其加工元件原材料的位移和定位精（jīng）度來實現的。數控控製係統中的伺服係統通過指令脈衝指令設置機元件加工中機床的給進位移量，

以及經過該指令後工作台實際位移量之間的符（fú）合程度。設計要求以及（jí）實際位移量的誤差越（yuè）小，伺服係統的位移（yí）精度越高。常用的伺服（fú）係統有閉環伺（sì）服係統和半閉環伺服係統，這兩種係統對於位移精度的控製原理相同，都是利用插補運算得到控製（zhì）係統的位置指令，借助（zhù）位置檢測裝置反饋（kuì）回來機床坐標軸實際位置的差值盡可能地（dì）消除（chú）差值，得到精確的位置位移值。兩個係統的不同之（zhī）處在於閉環伺服係統誤差、傳動鏈誤差以（yǐ）及運動中的機械誤差所帶來的精度超（chāo）差問題（tí）是可以通過提前（qián）設計（jì）補償的。而半閉（bì）環伺服係（xì）統，其後期產生的機械誤差、運動誤差等不能夠得到有效補償，

因此加工（gōng）精（jīng）度超差發生的可能性較高。

第（dì）二，掌握造成數控（kòng）機床（chuáng）精度超差（chà）故障的常規原因。

在數控機床加工過程中，任何伺服係統在（zài）加工中都不可避免地會出現（xiàn）精度加工超差問題，如機床的機械故障導致運動精度下降。在數控機床運行中，機床的主軸、導軌、螺母等關鍵零部件的磨損不均會導（dǎo）致運動精度下降。機床的機電設備的參數設施不合理，如導致位置控（kòng）製（zhì）有關（guān）參（cān）數反向間隙、夾緊允差等設置不合理也會導致（zhì）精度超差。出現超（chāo）負荷長期的切削（xuē）施工，超（chāo）過規定的移動速度下數控機床的機電設備會出現丟步問題。

4、數控機床加工精度超差故障維修案例分（fèn）析

4.1數控機床加工精度超差故障現狀

第一，具體加工案（àn）例。在機械製造工（gōng）業中（zhōng），半閉（bì）環型數控車床 CAK6150D，在元件加工中出現 X 方向尺寸（cùn）無規律，加工精（jīng）度超（chāo）差現象。根據分（fèn）析可知，該數控機床加工的元件公差帶在 0.04 ～ 0.065mm，在（zài）該數（shù）控機床正常加工中，其（qí）精度誤（wù）差一般在 0.005 ～ 0.025mm，此時 CPK 值為1 ～ 1.13，屬於正（zhèng）常的加工精度範圍。而當下所加工的元件（jiàn）則出現精度超差故障問題，而（ér）且除了廢品之外，其餘的合（hé）格元件的尺寸（cùn）大小也呈（chéng）現出較大的波動，因此通過精度故障的原因排除，可以歸納判定為出（chū）現數控機床隨機性加（jiā）工精度超差故障。

第二，故障表現分析。在分析中發現，該半伺服（fú）數控機床的 X 軸同伺服點擊連接端口軸承缺少潤滑，因此在高速的切削加工中，機械內部的冷卻液會破壞機械設備的軸承滾珠，造成嚴重的設備磨（mó）損現象，而不（bú）規則的磨損（sǔn）則導致機床刀架橫向（xiàng）參數不同，定位精度出（chū）現參差（chà）不齊的情況。另（lìng）外，還（hái）發現該機（jī）床（chuáng）的刀架定位銷或孔出（chū）現嚴重（chóng）磨損，在（zài）實際的元件加工中，回轉刀架每次的定位位置都不同，因此引起每一（yī）個元件的加工尺（chǐ）寸波動較大。更有（yǒu）機床導軌潤滑不良所帶紙的鐵屑等雜物卷入到動（dòng）靜導軌副之間，導致動靜導軌副之間的摩擦阻力（lì）變化不均勻（yún），機床的運動特性變差。

4.2數控（kòng）機床加工精（jīng）度超（chāo）差故障維修策略

針對於該型號的數控機床加（jiā）工精度超差出現的（de）故障類型可知，需要對其（qí）展開故障維修管（guǎn）理。針對於軸承故障問題，需要通過定時定（dìng）期展開軸承（chéng）潤滑處理，確（què）保延長軸承的壽命，同時嚴禁超出負荷使用設備。針對（duì）於（yú）刀（dāo）架定位磨損問題，要加強對設備的定期維修檢查，注意對刀架的潤滑，防止出現（xiàn）撞擊事件或是負荷切削事故問（wèn）題。針對動靜導軌副故障（zhàng），需要堅持對導軌（guǐ）加油，及時更（gèng）換破損的刮（guā）屑板，加強（qiáng）日常維護保（bǎo）護。

5、結語

在數控機床加工活動（dòng）中，需要嚴格預防（fáng）和控製數控機床加（jiā）工精度超差問題，在加工實（shí）際作業中，發現零件（jiàn）加工精度超（chāo）差出現受到多種因素的影響，所（suǒ）呈現出來的故障位置、故障表現形式也不同。采用正確（què）的（de）精度故障查找和判斷方式，並且針對於故障類型製定維修方（fāng）案，逐一進行故障維修管理，達到提高數控（kòng）機（jī）床生產加工（gōng）質量（liàng）的目的。

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