立式加工中心Z軸進給異常案例解析

 

　　一臺立式加工中心，采用FANUC0i-MC數控系統。一次在銑削模具過程中，突然發現Z軸進給異常，造成至少0.3mm的切削誤差量（Z向過切）。調查中了解到：故障是突然發生的。立式加工中心在點動、MDI操作方式下各軸運行正常，且回參考點正常；無任何報警提示，電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認為，主要應對以下幾方面逐一進行檢查。

VMC640立式加工中心生產裝配現場圖

　　（1）檢查立式加工中心正運行的加工程序段，特別是加工深度設定、刀具長度補償、加工坐標系（G54～G59）的調用等，檢查后并無異常。

 

　　（2）在點動方式下，反復運動Z軸，經過視、觸、聽對其運動狀態診斷，發現Z向運動聲音并無異常。

 

　　（3）檢查機床Z軸精度。用手脈發生器移動Z軸，（將手脈倍率定為1×100的擋位，即每變化一步，電機進給0.1mm），配合百分表觀察Z軸的運動情況。在單向運動精度保持正常后作為起始點的正向運動，手脈每變化一步，機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說明電機運行良好，定位精度良好。但在反向運動時，發現明顯間隙。將手輪設成1×10擋位，配合百分表反復測量得到Z軸的反向間隙為0.25MM，修改系統1851號參數進行Z軸反向間隙補償，再用百分表測量Z軸反向間隙，間隙消除，故障初步排除。

 

　　（4）進行試加工驗證。再加工后發現，Z軸誤差依然存在，誤差值約為0.2MM，由此判斷Z軸連結機構存在機械故障。

 

　　（5）檢查Z軸連結機構。經檢查發現Z軸絲桿的緊固螺母有松動跡像，造成Z軸絲桿軸向竄動，以致誤差的出現。調緊螺母，注意松緊程度，過松會有反向間隙，過緊會使絲桿受力過大，造成振動。再次修改系統1851號參數進行Z軸反向間隙補償，以致間隙消除。試加工后，故障排除。