一、造成加工精度異常(cháng)故障的原因
造成加工精度異常故障的原因隐蔽性強(qiáng)，診斷難度比較大，歸納出五個主要原因：機(jī)床進(jìn)給單位被改動或變化；機(jī)床各個軸的零點偏置異常；軸向的反向間隙異常；電機運(yùn)行狀态異常，即電氣及控制部分異常；機械故障，如(rú)絲(sī)杠，軸承，軸聯器等部件。另(lìng)外加工程序的(de)編制，刀具的選擇及(jí)人為因素，也可(kě)能導緻加工精度異常。
二(èr)、數控機床(chuáng)故障診斷原則
1.先外部後内部數控(kòng)機床(chuáng)是集機械(xiè)，液(yè)壓，電(diàn)氣為一體的機床，故其故障的發生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應先由(yóu)外向内逐(zhú)一進行排查，盡(jìn)量避免随意地啟封，拆卸，否(fǒu)則會擴大故障，使(shǐ)機床喪失精度，降低性能。
2.先機(jī)械後電氣一般來說，機械故障較(jiào)易發覺，而(ér)數控系統故障的診斷則難度較(jiào)大些。在故障(zhàng)檢修之前，首先注意排(pái)除機械性的故障，往往可達到事半功倍(bèi)的效(xiào)果。
3.先靜後動先在機床斷電的靜止狀态下，通過了解，觀察，測試，分析，确認為非破壞性故障後，方(fāng)可給機床通電；在運行工況下，進行(háng)動态的觀察，檢驗和測試，查找故障(zhàng)。而對破壞性故障，必須先排除(chú)危險後，方可通電。
4.先簡單後複雜當出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時無從(cóng)下手(shǒu)時，應先解(jiě)決容易的問題，後解決難度較(jiào)大的問(wèn)題。往往簡單問題解決(jué)後，難度大的問題也可能(néng)變(biàn)得容易。
三、數控機床故障診斷方法
1.直觀法：（望聞(wén)問切）問(wèn)-機床的(de)故障現象，加工狀況(kuàng)等；看-CRT報警信息，報警指示燈(dēng)，電容器等元件變形煙熏燒焦，保護器(qì)脫扣(kòu)等；聽-異常聲響；聞-電氣元件焦糊味及其它異味；摸-發熱，振動，接觸不良等。
2.參數檢查法：參(cān)數通常是存放在RAM中，有時電池電(diàn)壓不足(zú)，系統長期不通電或外(wài)部幹擾都會使參數丢失或(huò)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(xiē)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.同類對(duì)調法用同(tóng)功能的備(bèi)用闆替換被(bèi)懷疑有故障的模闆，或(huò)将功能相同的模闆或單元相互交換。
5.功能程序測試法将G，M，S，T，功能的全(quán)部(bù)指令編寫一些小程序，在診斷故(gù)障時運行這些程序，即可判斷功(gōng)能的缺失。 四、加工精度異常故障診斷和(hé)處理實例
1.機械故障導緻加工精度異常(cháng)
故障現象：一台立式加工中心（WX:15206629988），在(zài)加工連杆模具過程中，忽然發現Z軸進給異常，造成至少1mm的切削誤差(chà)量。 故障診斷：調查中(zhōng)了解到，故障是忽然發生的。機床在(zài)點動(dòng)，在手(shǒu)動輸(shū)入數據方式操作(zuò)下各個軸運行正常，且回(huí)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(xìng)排除(chú)。應主要對以下幾個方面逐一進行檢查(chá)。
檢查機床精度異常時(shí)正(zhèng)在運行的加工程序段，特(tè)别是(shì)刀具長度補償，加工坐标系（G54-G59）的校對和計算。
在點動方式下(xià)，反複運(yùn)動Z軸，經過視，觸，聽，對(duì)其運動狀态(tài)診斷，發(fā)現Z向運動噪音異常，特(tè)别(bié)是快速點動，噪音更加明顯。由此判(pàn)斷，機械方(fāng)面可能存在隐患。
檢查機床Z軸精度。用手搖脈(mò)沖發生器移動Z軸，（将其倍率定為1×100的擋位，即每變(biàn)化一步，電機進給0.1mm），配合百(bǎi)分表觀察Z軸(zhóu)的運(yùn)動情況。在單向運動保持正常後作為起始點(diǎn)的(de)正向運(yùn)動，脈沖器每變化一(yī)步，機(jī)床Z軸運動的實(shí)際距離d=d1=d2=d3=…=0.1mm，說明電機運行良好，定位精度(dù)也(yě)良好。而返回機(jī)床實際運動位移的變化上(shàng)，可(kě)以分為四個階(jiē)段：
（1）機床運動距離d1>d=0.1mm（斜率大于1）；
（2）表(biǎo)現出為d1=0.1mm>d2>d3（斜率小于1）；
（3）機(jī)床機構實(shí)際沒移動，表現(xiàn)出zui标(biāo)準的反向間隙(xì)；
（4）機床運動距離與脈沖器經定數值相等（斜率等于1），恢複到機床的正常運動。
無論怎樣(yàng)對反向間隙進行補償，其表現(xiàn)出的特征是：除了（3）階段補償外，其他各段變化依然(rán)存在，特别是（1）階段嚴重影響(xiǎng)到機床的加(jiā)工精度。補償中發現，間隙補償越大，（1）階段(duàn)移動的距離也越大。
分析上述檢查認為存在(zài)幾點可能原因(yīn)：一是電機有(yǒu)異常，二是機械方面有故障，三是絲杠存在間隙。為了進一步診斷故(gù)障，将電機和絲杠完全脫開，分(fèn)别對電機和機械部分進(jìn)行檢(jiǎn)查。檢查結果是電機運行正常(cháng)；在對機械部分診斷中發現，用手盤動絲杠時，返回運動初始有很大的空缺感。而正常情況(kuàng)下，應(yīng)該能感(gǎn)覺到軸承有序而平滑的移動。
故障處理：經過拆(chāi)卸檢查發現該軸承确實受損(sǔn)，且有滾珠(zhū)脫落。更換(huàn)後機床恢(huī)複正常。
2.控制邏輯不妥導緻加工(gōng)精度異常
故(gù)障(zhàng)現象：一台加工中心加工過程中，發(fā)現該機(jī)床X軸精度(dù)異常，精度誤差zui小為(wéi)0.008mm，zui大為1.2mm.故障診斷：檢查(chá)中，機床已經按照要(yào)求設置了G54工(gōng)件坐(zuò)标(biāo)系(xì)。
在手動(dòng)輸入(rù)數據方式操作下，以G54坐标系運行一段程序即(jí)“GOOG90G54X60.OY70.OF150；M30；”，待機床運行結束後顯示器上(shàng)顯示的機械坐标值為(wéi)（X軸(zhóu)）“-1025.243”，記錄下該數值。然後在手動方式下(xià)，将機床點(diǎn)動到其他任意位置，再次在手動輸入數據方式操作下運行(háng)剛(gāng)才(cái)的程序段，待機床停止後，發現此時(shí)機床坐标數值顯(xiǎn)示為“-1024.891”，同上一次執行後的數值比較相差了0.352mm.按(àn)照同樣的方法，将X軸點動移動(dòng)到不同(tóng)的位(wèi)置，反複執行該程序段，而(ér)顯示器上(shàng)顯示的數值(zhí)都有所(suǒ)不同（不穩(wěn)定）。
用百分表對X軸進行仔細檢查，發現機械位置實際誤(wù)差同數字顯示出來的誤(wù)差基本一緻，從而認為故(gù)障原(yuán)因為X軸重(zhòng)複定位誤差過(guò)大。對X軸的反(fǎn)向間隙及定位精度進行檢查，重新補償其誤(wù)差值，結果起不到(dào)任何作用。因此懷(huái)疑光(guāng)栅尺及系統參數等有問題。但為什麼(me)産生如此大(dà)的誤差，卻又未出現相應的報警信息進一步檢查發現，此軸為垂(chuí)直(zhí)方向的軸，當X軸松開時主軸箱向下掉，造成了誤差。
故障處理：對機床(chuáng)的PLC邏輯控制程序(xù)做(zuò)了(le)修改，即在X軸(zhóu)松開時(shí)，先把X軸使能加載，再把X軸(zhóu)松開(kāi)；而在X軸夾緊時，先把(bǎ)X軸夾緊後，再把使能去掉。調整後(hòu)機床故障得以解(jiě)決。
3.機床位置問題導緻加工精(jīng)度異常(cháng)
故障現象：一台立式數控銑床（山東銳(ruì)工），在點動(dòng)或加工過程中，發現Z軸異常。 故障診(zhěn)斷：檢查發現，Z軸上下(xià)移動不均勻且有噪聲，且存在一定間隙。電機啟動時，在點動方式下Z軸向上運動存在不穩定的噪聲及受力不(bú)均勻，且感覺電機抖(dǒu)動比較厲(lì)害；而向下運動時，就沒有抖動得這(zhè)麼明顯；停止時不抖動，在加工過程(chéng)中表現得(dé)比較明顯。
分析認為，故障原因有三點：一是(shì)絲杠反向間(jiān)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。但有一個問題要注意的是，停止時不抖動，上下運動不均勻，所以電機工作(zuò)異(yì)常這個(gè)問題可以排除(chú)。因(yīn)此先對機械部分診斷，在診斷測試過程中沒有發現異常，在公差之内。利用排除法則，餘下的隻有皮帶問題了，在(zài)檢測皮(pí)帶(dài)時，發覺這條皮帶剛換不久，但(dàn)在細(xì)心檢測皮帶時，發現皮帶内(nèi)側出現不同程度的受損，很明顯(xiǎn)是受(shòu)力不均所(suǒ)至，是什麼原因造成的呢在診斷中發(fā)現(xiàn)電機放置有問題，即裝夾的角度位置不對稱造成(chéng)受力不均(jun1)。
故障處理：隻要将電機重裝，對準角度，測(cè)量好距離(lí)（電機與Z軸的軸(zhóu)承），皮帶兩邊（長(zhǎng)度）要均(jun1)勻。這樣，Z軸上(shàng)下移動不均(jun1)勻且有噪聲及抖動現象(xiàng)就(jiù)消除了，Z軸加工恢複正常。
4.系統參數未優化，電機運行異常
導(dǎo)緻加工精度異常系統參數(shù)主要包括機(jī)床進(jìn)給單位，零點偏(piān)置，反向間隙等。例如Frank數控系統，其進給單(dān)位(wèi)有公(gōng)制和英制兩種。在機床修理過程(chéng)中對于局部處理，常常影(yǐng)響到零點偏置和間隙的變化，故障(zhàng)處理(lǐ)完畢(bì)後(hòu)應(yīng)作适(shì)時的調整和修改(gǎi)；另(lìng)一方面，由于機械磨損嚴重或連接位松動也可能造成參數(shù)實測值的變化，需要對(duì)參數做相應的修改(gǎi)才能滿足機床加(jiā)工精度(dù)的要求。
故障現象：一台立式(shì)數控(kòng)銑床(chuáng)，在加工(gōng)過程中，發現X軸精度(dù)異常。
故障診斷：檢查發現X軸存在(zài)一定間隙，且電機啟動時存在不穩定的現象。用手觸摸X軸電機時感覺電機拉動比較厲害，停止時拉(lā)動不(bú)明顯，尤其是點動方式下比(bǐ)較明顯。分析認為(wéi)，故障原因有兩(liǎng)點：一是絲杠反間隙很大；二是X軸電機工作異(yì)常。
故障處理：利(lì)用系統的參數功能，對電機進行調試。首先對存在(zài)的間(jiān)隙進行補償，再(zài)調整伺服系(xì)統參數(shù)及脈沖抑制功(gōng)能(néng)參數，X軸電機的抖(dǒu)動(dòng)消(xiāo)除，機床加工(gōng)精度恢(huī)複正常。
