有精度的數控機床，精度忽然降低了怎么辦？
一、造成加工精度異常故障的原因
造成加工精度異常故障的原因隱蔽性強，診斷難度比較大，歸納出五個(gè)主要原因：機床進(jìn)給單位被改動(dòng)或變化；機床各個(gè)軸的零點(diǎn)偏置異常；軸向的反向間隙異常；電機運行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分異常；機械故障，如絲杠，軸承，軸聯(lián)器等部件。另外加工程序的編制，刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。
二、數控機床故障診斷原則
1. 先外部后內部數控機床是集機械，液壓，電氣為一體的機床，故其故障的發(fā)生也會(huì )由這三者綜合反映出來(lái)。維修人員應先由外向內逐一進(jìn)行排查，盡量避免隨意地啟封，拆卸，否則會(huì )擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。
2. 先機械后電氣一般來(lái)說(shuō)，機械故障較易發(fā)覺(jué)，而數控系統故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障，往往可達到事半功倍的效果。
3. 先靜后動(dòng)先在機床斷電的靜止狀態(tài)下，通過(guò)了解，觀(guān)察，測試，分析，確認為非破壞性故障后，方可給機床通電；在運行工況下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀(guān)察，檢驗和測試，查找故障。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可通電。
4. 先簡(jiǎn)單后復雜當出現多種故障互相交織掩蓋，一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應先解決容易的問(wèn)題，后解決難度較大的問(wèn)題。往往簡(jiǎn)單問(wèn)題解決后，難度大的問(wèn)題也可能變得容易。
三、數控機床故障診斷方法
1. 直觀(guān)法：（望聞問(wèn)切）問(wèn)-機床的故障現象，加工狀況等；看-CRT報警信息，報警指示燈，電容器等元件變形煙熏燒焦，保護器脫扣等；聽(tīng)-異常聲響；聞-電氣元件焦糊味及其它異味；摸-發(fā)熱，振動(dòng)，接觸不良等。
2. 參數檢查法：參數通常是存放在RAM中，有時(shí)電池電壓不足，系統長(cháng)期不通電或外部干擾都會(huì )使參數丟失或混亂，應根據故障特征，檢查和校對有關(guān)參數。
3. 隔離法：一些故障，難以區分是數控部分，還是伺服系統或機械部分造成的，常采用隔離法。
4. 同類(lèi)對調法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板，或將功能相同的模板或單元相互交換。
5. 功能程序測試法將G，M，S，T，功能的全部指令編寫(xiě)一些小程序，在診斷故障時(shí)運行這些程序，即可判斷功能的缺失。
四、加工精度異常故障診斷和處理實(shí)例
1.機械故障導致加工精度異常
故障現象：一臺SV-1000立式加工中心，采用Frank系統。在加工連桿模具過(guò)程中，忽然發(fā)現Z軸進(jìn)給異常，造成至少1mm的切削誤差量（Z方向過(guò)切）。
故障診斷：調查中了解到，故障是忽然發(fā)生的。機床在點(diǎn)動(dòng)，在手動(dòng)輸入數據方式操作下各個(gè)軸運行正常，且回參考點(diǎn)正常，無(wú)任何報警提示，電氣控制部分硬故障的可能性排除。應主要對以下幾個(gè)方面逐一進(jìn)行檢查。
檢查機床精度異常時(shí)正在運行的加工程序段，特別是刀具長(cháng)度補償，加工坐標系（G54-G59）的校對和計算。
在點(diǎn)動(dòng)方式下，反復運動(dòng)Z軸，經(jīng)過(guò)視，觸，聽(tīng)，對其運動(dòng)狀態(tài)診斷，發(fā)現Z向運動(dòng)噪音異常，特別是快速點(diǎn)動(dòng)，噪音更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。
檢查機床Z軸精度。用手搖脈沖發(fā)生器移動(dòng)Z軸，（將其倍率定為1×100的擋位，即每變化一步，電機進(jìn)給0.1mm），配合百分表觀(guān)察Z軸的運動(dòng)情況。在單向運動(dòng)保持正常后作為起始點(diǎn)的正向運動(dòng)，脈沖器每變化一步，機床Z軸運動(dòng)的實(shí)際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說(shuō)明電機運行良好，定位精度也良好。而返回機床實(shí)際運動(dòng)位移的變化上，可以分為四個(gè)階段：
（1）機床運動(dòng)距離d1>d=0.1mm（斜率大于1）；
（2）表現出為d1=0.1mm>d2>d3（斜率小于1）；
（3）機床機構實(shí)際沒(méi)移動(dòng)，表現出標準的反向間隙；
（4）機床運動(dòng)距離與脈沖器經(jīng)定數值相等（斜率等于1），恢復到機床的正常運動(dòng)。
無(wú)論怎樣對反向間隙進(jìn)行補償，其表現出的特征是：除了（3）階段補償外，其他各段變化依然存在，特別是（1）階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發(fā)現，間隙補償越大，（1）階段移動(dòng)的距離也越大。
分析上述檢查認為存在幾點(diǎn)可能原因：一是電機有異常，二是機械方面有故障，三是絲杠存在間隙。為了進(jìn)一步診斷故障，將電機和絲杠完全脫開(kāi)，分別對電機和機械部分進(jìn)行檢查。檢查結果是電機運行正常；在對機械部分診斷中發(fā)現，用手盤(pán)動(dòng)絲杠時(shí)，返回運動(dòng)初始有很大的空缺感。而正常情況下，應該能感覺(jué)到軸承有序而平滑的移動(dòng)。
故障處理：經(jīng)過(guò)拆卸檢查發(fā)現該軸承確實(shí)受損，且有滾珠脫落。更換后機床恢復正常。
2.控制邏輯不妥導致加工精度異常
故障現象：一臺上海機床廠(chǎng)家生產(chǎn)的加工中心，系統是Frank.加工過(guò)程中，發(fā)現該機床X軸精度異常，精度誤差小為0.008mm，大為1.2mm.故障診斷：檢查中，機床已經(jīng)按照要求設置了G54工件坐標系。在手動(dòng)輸入數據方式操作下，以G54坐標系運行一段程序即“GOOG90G54X60.OY70.OF150；M30；”，待機床運行結束后顯示器上顯示的機械坐標值為（X軸）“-1025.243”，記錄下該數值。然后在手動(dòng)方式下，將機床點(diǎn)動(dòng)到其他任意位置，再次在手動(dòng)輸入數據方式操作下運行剛才的程序段，待機床停止后，發(fā)現此時(shí)機床坐標數值顯示為“-1024.891”，同上一次執行后的數值比較相差了0.352mm.按照同樣的方法，將X軸點(diǎn)動(dòng)移動(dòng)到不同的位置，反復執行該程序段，而顯示器上顯示的數值都有所不同（不穩定）。用百分表對X軸進(jìn)行仔細檢查，發(fā)現機械位置實(shí)際誤差同數字顯示出來(lái)的誤差基本一致，從而認為故障原因為X軸重復定位誤差過(guò)大。對X軸的反向間隙及定位精度進(jìn)行檢查，重新補償其誤差值，結果起不到任何作用。因此懷疑光柵尺及系統參數等有問(wèn)題。但為什么產(chǎn)生如此大的誤差，卻又未出現相應的報警信息進(jìn)一步檢查發(fā)現，此軸為垂直方向的軸，當X軸松開(kāi)時(shí)主軸箱向下掉，造成了誤差。
故障處理：對機床的PLC邏輯控制程序做了修改，即在X軸松開(kāi)時(shí)，先把X軸使能加載，再把X軸松開(kāi)；而在X軸夾緊時(shí)，先把X軸夾緊后，再把使能去掉。調整后機床故障得以解決。
3.機床位置問(wèn)題導致加工精度異常
故障現象：一臺杭州產(chǎn)的立式數控銑床，配備北京KND-10M系統。在點(diǎn)動(dòng)或加工過(guò)程中，發(fā)現Z軸異常。
故障診斷：檢查發(fā)現，Z軸上下移動(dòng)不均勻且有噪聲，且存在一定間隙。電機啟動(dòng)時(shí)，在點(diǎn)動(dòng)方式下Z軸向上運動(dòng)存在不穩定的噪聲及受力不均勻，且感覺(jué)電機抖動(dòng)比較厲害；而向下運動(dòng)時(shí)，就沒(méi)有抖動(dòng)得這么明顯；停止時(shí)不抖動(dòng)，在加工過(guò)程中表現得比較明顯。分析認為，故障原因有三點(diǎn)：一是絲杠反向間隙很大；二是Z軸電機工作異常；三是皮帶輪受損至受力不均。但有一個(gè)問(wèn)題要注意的是，停止時(shí)不抖動(dòng)，上下運動(dòng)不均勻，所以電機工作異常這個(gè)問(wèn)題可以排除。因此先對機械部分診斷，在診斷測試過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現異常，在公差之內。利用排除法則，余下的只有皮帶問(wèn)題了，在檢測皮帶時(shí)，發(fā)覺(jué)這條皮帶剛換不久，但在細心檢測皮帶時(shí)，發(fā)現皮帶內側出現不同程度的受損，很明顯是受力不均所至，是什么原因造成的呢在診斷中發(fā)現電機放置有問(wèn)題，即裝夾的角度位置不對稱(chēng)造成受力不均。
故障處理：只要將電機重裝，對準角度，測量好距離（電機與Z軸的軸承），皮帶兩邊（長(cháng)度）要均勻。這樣，Z軸上下移動(dòng)不均勻且有噪聲及抖動(dòng)現象就消除了，Z軸加工恢復正常。
4.系統參數未優(yōu)化，電機運行異常
導致加工精度異常系統參數主要包括機床進(jìn)給單位，零點(diǎn)偏置，反向間隙等。例如Frank數控系統，其進(jìn)給單位有公制和英制兩種。在機床修理過(guò)程中對于局部處理，常常影響到零點(diǎn)偏置和間隙的變化，故障處理完畢后應作適時(shí)的調整和修改；另一方面，由于機械磨損嚴重或連接位松動(dòng)也可能造成參數實(shí)測值的變化，需要對參數做相應的修改才能滿(mǎn)足機床加工精度的要求。
故障現象：一臺杭州產(chǎn)的立式數控銑床，配備北京KND-10M系統。在加工過(guò)程中，發(fā)現X軸精度異常。
故障診斷：檢查發(fā)現X軸存在一定間隙，且電機啟動(dòng)時(shí)存在不穩定的現象。用手觸摸X軸電機時(shí)感覺(jué)電機拉動(dòng)比較厲害，停止時(shí)拉動(dòng)不明顯，尤其是點(diǎn)動(dòng)方式下比較明顯。分析認為，故障原因有兩點(diǎn)：一是絲杠反間隙很大；二是X軸電機工作異常。
故障處理：利用KND-10M系統的參數功能，對電機進(jìn)行調試。首先對存在的間隙進(jìn)行補償，再調整伺服系統參數及脈沖功能參數，X軸電機的抖動(dòng)消除，機床加工精度恢復正常。
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