數控機床（chuáng）加（jiā）工精度超差故障維修案例分析-螺紋加工機床網-數控機床（chuáng）市場網

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數控機床加工精（jīng）度超差故障維修案（àn）例分析

2021-1-14 來源：商洛職業（yè）技術學院作者：吳文韜

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

關鍵詞：數控（kòng）機床；精度超（chāo）差故障；維修案例

數控機（jī）床加工技術主要是利用裝有計算機控製係統的自動化機床，邏輯性地處理控製編碼或是其他的符號程序，將處理好的數字代碼輸（shū）入（rù）到數控裝置中，由此控製機床按照設（shè）計要求，自動地進（jìn）行零件加工。在加工中，如果數控機床（chuáng）的機械元件出現故障損（sǔn）耗，則容易帶來（lái）精度超差故障，繼而影（yǐng）響整（zhěng）個零部件的加工質量和效（xiào）率。對此，需要提高對數（shù）控機（jī）床加工精度超差故障的（de）診斷和維修技術，有（yǒu）效（xiào）避免機床精度（dù）方麵的功能（néng）性故障。

1、數控機床故障類型和特點分析

在機械製（zhì）造行業中，數控機（jī）床（chuáng）憑借自身加工（gōng）精度高、加工效率高（gāo）、機械化智能化水平高等優勢而（ér）逐漸取代普通機床（chuáng）得到廣泛應用，但與此同時（shí），數控（kòng）機床在應用中還存在（zài）故障難度係數（shù）高（gāo）、故障原因錯綜複雜且關聯性高等挑（tiāo）戰，對數控機床加工應用企（qǐ）業提出更（gèng）高的技術要求。基於（yú）對數控機床的性能和（hé）結（jié）構分析，常見的數控機床故障類型有以下兩類。

1.1功（gōng）能性故障

功能性故障主要是由（yóu）於機械化、智能化水平較高的數控加工機床的某一個硬件或是（shì）軟件出現故障。功能性故障具有直接性、維（wéi）修管理簡易性等特點，隻需要（yào）判斷出數控機床故（gù）障位（wèi）置，通過更換、維修損壞的硬件或軟件故障即可恢複機床的正常運行。

1.2加工精度超差故障

加工精（jīng）度超差故障具有隱蔽性、普遍性等特點，當出現加工精度超差故障時，數控（kòng）機床的各項功能表現正常，但加工工（gōng）件的精度超差嚴重會導致工件報廢（fèi）。造成加（jiā）工精度超差故障的原因多樣，有可能是（shì）數控機床刀具磨損（sǔn）等機械原因，也有可（kě）能是數（shù）控控製係統電氣（qì）化故障等，整體上呈現出維修難度大、影響深遠等特征。

2、數控機床加工精度超（chāo）差故障（zhàng）診斷原則

數控機床加（jiā）工精度超差故障（zhàng）呈現出複雜性的（de）特點，要求在故障診斷中采用嚴格的診斷流程方式，隻有如此才能夠提高（gāo）加工精（jīng）度（dù）超差（chà）故障診斷效率（lǜ）以及故障維修效率。

2.1先外部後內部原則

造成加工（gōng）精度超差故障的（de）原因可能是機械性的也可能是電氣性的，而一個數控機床設備可以分解為電氣部分、液壓（yā）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（chuáng）的外部（bù）設（shè）備，但（dàn）需要盡（jìn）可能（néng）避免拆卸零部件（jiàn），減少設備拆卸對機械設備的損傷，保證數控機床具有較長的使用壽命。

2.2先機械後電氣原則（zé）

數控機床整體（tǐ）設備較大，逐一展開加工精度超差故障排查需要較長的時間（jiān），而且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（xiè）故障造成的（de）加工精度超差故（gù）障問題之後，再進行電氣部分診斷（duàn），由此保證故障維修的質量和安全性。

2.3先靜態後動態原則

數控機床加工精度超差故障診斷過程中，需要保證數控機床處於斷（duàn）電（diàn）狀態，在靜止中查找可能存在的設備損壞現象。之後再通電進行動態運行中（zhōng）的（de）數控機床故障檢查，對（duì）於運轉中（zhōng）的各個過程（chéng），各個機械元件進行觀察測試，確定故障存（cún）在的位置，以此做（zuò）好故障維修作業。

2.4先簡單（dān）後複（fù）雜原則

造成（chéng）數控（kòng）機床加工精度超（chāo）差故障的原因是多元化的因此在故障排查和（hé）診斷（duàn）過程中，必須能夠采用先（xiān）簡單後複雜的原（yuán）則方式，從（cóng）而（ér）排除所有的故障類型，避免有所疏忽，並且極大地提（tí）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（jī）床加工精度超差故（gù）障查找方法

一般情況下，數控機床零部件加工都允許存在一（yī）定的（de）精度差，一旦（dàn）精度（dù）差超過可承受範圍，則被定義（yì）為精度超差，零件質量不合格。衡量機床加工精度（dù）的指標被稱為工序能力指（zhǐ）數（CPK

），指（zhǐ）數越大，則表示元件的尺寸波動範圍越小，超差概率越小。正常（cháng）的機床（chuáng）工序能力指數為 1，理想工序能力指數為 1.33，當 CPK ＜ 1 時，則判（pàn）斷數（shù）控機床存在加（jiā）工精度超差故障。

3.2數控機床加工精度超差故障判斷方法

數控（kòng）機床加工精度包括幾何精度、傳動精度（dù）和位置精度等。如果出現精度超差，就必須借助（zhù）各種診斷（duàn）方式（shì）判斷是（shì）屬於哪（nǎ）一種精度超差故（gù）障類型（xíng），然（rán）後針對引起這類精度超（chāo）差故障的原因進行（háng）判斷。

第（dì）一，了解數控（kòng）機床精度的控製方法。

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

以（yǐ）及經過（guò）該指令後工作台實（shí）際位移量之間的符合程度。設計要求以及（jí）實（shí）際位移量的誤差越小，伺服係統的位移精度越高。常用的伺服係統有閉環伺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（bǔ）運算得到控製係統的位置指令，借助位置檢測裝（zhuāng）置（zhì）反饋回來機床坐標軸實際位置的差值盡可（kě）能地消除差值，得到精確的（de）位置位移值。兩個係統的（de）不同之處在於閉環伺服係統誤（wù）差、傳動鏈誤差以及運動中的機械誤差所帶來的精（jīng）度超差問題是可以通過（guò）提前設計補（bǔ）償的。而（ér）半閉環伺服係統，其後期產生的機械誤差、運動誤差等不能夠得到有（yǒu）效補償，

因此加工精度超差發生的可能性較高。

第二，掌（zhǎng）握（wò）造成數控機床（chuáng）精度超差故障的常規原因。

在數控機床加工過程中，任何伺服係統在加工中都不可避免地會出現（xiàn）精度（dù）加工超差問題，如（rú）機床的機械故障導致運動精度（dù）下降。在數控機床運（yùn）行中，機床的（de）主軸、導軌、螺母等（děng）關鍵零部件的磨損不均會導致運動精度下降。機床的機電設（shè）備的參（cān）數設施不合理，如（rú）導致（zhì）位置控製有關參數反向間隙、夾緊允差等設置不合理也會導致精度超差。出現超負荷長期的切削施工，超過規定的移動速度（dù）下數控機床的機（jī）電設備會出現丟步問題。

4、數控機床加工（gōng）精度超差故障維修案例分析

4.1數控機床加工精（jīng）度超差故障現狀

第一，具體加工案例（lì）。在機械製造工業中，半閉環（huán）型（xíng）數控車床 CAK6150D，在元（yuán）件加工中出現 X 方向尺寸無規律，加工精度超（chāo）差現象。根據分析可知，該（gāi）數控（kòng）機床加工的元件公差帶在 0.04 ～ 0.065mm，在該數控機床正常加工中，其精度誤差一般在 0.005 ～ 0.025mm，此時 CPK 值為1 ～ 1.13，屬於正常的加工精度範圍。而當下所（suǒ）加工的（de）元件則出現精度超差故障問題，而且除了廢（fèi）品之外，其餘的合（hé）格元件的尺寸大小（xiǎo）也呈現出較大的波動，因此通過精度故障的原因排除，可以歸納判定為出現數控機床隨機性加工精度超差（chà）故障。

第二，故障表現分析。在分析中發現，該半伺服數控機床的 X 軸同伺服點擊連接端口軸承缺少潤滑（huá），因此（cǐ）在高速的切削加工中，機（jī）械內部的冷卻液會（huì）破壞機械設備的軸承滾珠，造成嚴重的設（shè）備磨損現象，而不規（guī）則（zé）的磨損（sǔn）則導致機床刀架橫向參數不同，定位精度出現參差不（bú）齊的情況。另外，還發（fā）現該機床的（de）刀（dāo）架定位銷或孔出現嚴重磨損（sǔn），在實際的元（yuán）件加工（gōng）中，回轉刀架（jià）每次的定位位置都不同，因此引起每一個元件的加工尺寸波動較大。更有（yǒu）機床導軌潤（rùn）滑（huá）不良所帶紙的鐵屑等雜物卷入到動靜導軌副之間，導（dǎo）致動靜導軌副（fù）之間的摩擦阻力變化（huà）不均勻，機（jī）床的運動特性變差（chà）。

4.2數控機床加工精度（dù）超差故障維修策略

針對於（yú）該型號的數控機床加工（gōng）精度超差出現的故障類型（xíng）可知，需（xū）要對其展開故障維修管理。針對於軸承故障問題，需要（yào）通過定（dìng）時（shí）定期展開軸承潤（rùn）滑處理，確保延長軸承的壽命（mìng），同時嚴禁超出負荷使用設備。針對於刀架定位磨損問（wèn）題，要加強對設備的定期維修檢查，注意對刀架的潤滑，防止出現撞擊事（shì）件或是負荷切削（xuē）事故問題。針對動靜導軌副故障，需要堅持對導軌加油，及時更換破損的刮屑板（bǎn），加強日常維護保護。

5、結語

在數控機（jī）床加工活動（dòng）中，需要嚴格預（yù）防和控製數控機床加工精度超差問題，在加工實際作業中，發現零件（jiàn）加（jiā）工精度超差出現受到多（duō）種因素的影響，所呈現出來的故障位置、故障表現形式也不同。采用正確的精度故障查找和判斷方（fāng）式，並（bìng）且針對於故障類型製定（dìng）維（wéi）修方案，逐一進行故障維修管理，達到提高數控機床生產加工質量的目的。

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