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机械故障导致的加工精度异常

一台THM6350卧式加工中心，采用FANUC0i-MA数控系统。一次在铣削汽轮机叶片的过程中，突然发现Z轴进给异常，造成至少1mm的切削误差量（Z向过切）。调查中到：故障是突然发生的。机床在点动、MDI操作方式下各轴运行正常，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。分析认为，主要应对以下几方面逐一进行检查。

（1）检查机床精度异常时正运行的加工程序段，特别是刀具长度补偿、加工坐标系（G54～G59）的校对及计算。

（2）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向运动声音异常，特别是快速点动，噪声更加明显。由此判断，机械方面可能存在隐患。

（3）检查机床Z轴精度。用手脉发生器移动Z轴，（将手脉倍率定为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。在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动，手脉每变化一步，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，***精度良好。

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d1gt;d=0.1mm（斜率大于1）；

②表现出为d=0.1mmgt;；d2gt;d3（斜率小于1）；

③机床机构实际未移动，表现出标准的反向间隙；

④机床运动距离与手脉给定值相等（斜率等于1），***到机床的正常运动。

怎样为数控机床选用正确刀具及编程

数控加工常用刀具的种类及特点

　　数控加工刀具必须适应数控机床高速、和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。

　　根据刀具结构可分为：

　　整体式；

　　镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；

　　特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。

　　根据制造刀具所用的材料可分为：

　　高速具；

　　硬质合金刀具；

　　金刚石刀具；

　　其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、具等。

　　从切削工艺上可分为：

　　车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；

　　钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；

　　镗削刀具；

　　铣削刀具等。

　　为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。

　　数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：

　　刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小；

　　互换性好，便于快速换刀；

　　寿命高，切削性能稳定、可靠；

　　刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；

　　刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；

　　系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。

数控加工刀具的选择

　　刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

工作中数控系统常见故障及造成原因有哪些？

常见故障及造成原因：

　　位置环：这是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度，并与外设相联接，所以容易发生故障。

　　常见的故障有：

　　①位控环报警：可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元内部损坏。

　　②不发指令就运动，可能是漂移过高，正反馈，位控单元故障；测量元件损坏。

　　③测量元件故障，一般表现为无反馈值；机床回不了基准点；高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了；光栅坏了。

　　伺服驱动系统：伺服驱动系统与电源电网，机械系统等相关联，而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态，因而这也是故障较多的部分。

　　电源部分：电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。一般在欧美***，这类问题比较少，在设计上这方面的因素考虑的不多，但在中国由于电源波动较大，质量差，还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰，加上人为的因素（如突然拉闸断电等）。这些原因可造成电源故障监控或损坏。另外，数控系统部分运行数据，设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内，系统断电后，靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而，停机时间比较长，拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失，使系统不能运行。