數控車床精度調整故障兩例

祁百學，閆沛淵

蘭州航空職業技術學院 甘肅蘭州 730070

1 序言

數控機床是一種高效、高精度的加工設備，在制造領域發揮的作用越來越大。但是，由于數控機床的整個加工過程都是數控系統按照編制的程序完成，所以若在穩定性、可靠性和準確性方面出現問題，排除故障的過程一般不太容易。因此，使用數控機床不僅要嚴格遵守操作規程，而且必須重視其維護管理工作，不斷提高數控操作人員的業務素質。下面以兩個數控車床的維修案例，說明數控機床的維護保養和提高數控操作人員業務素質的重要性。

2 案例一

某平床身數控車床運行正常，車削圖1所示的工件時，發現φ40mm的圓柱總是偏小0.4～0.5mm。與操作人員溝通后發現，機床一直正常，精度也有保證，只是加工該工件時發現尺寸超差，加工程序也沒有問題，對刀點是φ25mm的小圓柱處，而后一刀成形。φ25mm尺寸的偏差幾乎為0，而φ40mm尺寸的負偏差接近0.5mm。

圖1 工件

由于機床動作正常，排除電氣問題，初步判斷應為數控車床的X向精度問題，但是用各種手段檢查后發現X向精度沒有問題。

在毫無頭緒的情況下，只好請教工廠有經驗的車削加工操作人員，經一項一項的檢查發現，除刀具的車削點較主軸中心線低了1～2mm外，其他均正常，而操作人員認為這不會影響機床的加工精度。考慮到操作人員一直用普通車床，對數控車床不是太了解，又沒有發現其他故障，因此對發現的問題在計算機上模擬。小圓的直徑為25mm，大圓的直徑為40mm，由于對刀點在小圓上，對刀點又低于主軸的中心線，因此實際的切削點為圖2所示的A點，而理想的切削點為D點，小圓柱切削完后，實際的切削點移動到B點，而理想的切削點應移動到C點，實際的切削點與理想的切削點組成一個平行四邊形。

圖2 切削點變化情況

由圖2看出，實際切削點越低，C點超出大圓就會越多。由此得出結論：以小圓為對刀點，從小圓柱處起刀，一刀切削工件，當刀具實際切削點較主軸中心線低得越多時，大圓柱直徑必然比程序給定的小得越多。這就是造成本次加工精度不達標的真實原因。于是調節刀具的安裝高度，使刀尖與主軸中心線等高，再次加工，工件完全達到加工精度的要求[1]。

由于數控車床與普通車床不同，加工過程很少人為干預，因此操作人員說得也沒錯。通過本次“故障”，了解了刀尖高低及對刀點對后續加工精度的影響[2]，意識到一定要嚴格按加工工藝加工，及時總結，積累經驗，不斷提高操作人員的理論水平和實踐技能。

3 案例二

某平床身數控車床車削圖3所示的錐面，但實際加工時偶爾會出現圖4所示的加工形狀。本數控車床系統采用FANUC 0i-TC，X向和Z向均采用1∶1的同步帶輪傳動。

圖3 錐面示意

圖4 偶爾出現的加工形狀

故障分析：當發生圖4所示的故障時，從形狀上分析，錐面上多出了一段柱面，說明X軸在車削中有停頓，而數控系統沒有報警，說明數控系統是正常的，X軸車削中間的停頓應該是中托板停頓引起的，而不是X軸電動機停頓引起的。

根據運動的相對性，托板靜止，那么絲杠一定向某一方向產生了運動，也就是常說的絲杠竄動。考慮到這臺車床已應用多年，床身導軌磨損也較嚴重，運行時X向和Z向所受的摩擦力肯定不均勻，也就是說絲杠受力忽大忽小，那么絲杠定位軸承的受力也會忽大忽小，有可能會引起定位的錐面軸承內外圈的軸向滑動，表現形式為托板靜止而絲杠向某一方向竄動。

經過上述分析，最終將故障鎖定在X向定位軸承上，經檢查，軸承正常，而軸承外圈的壓蓋螺釘完全松動。絲杠偶發的竄動量接近1.5mm，也就是說軸承外圈在安裝孔內滑動量接近1.5mm。重新壓緊定位軸承內外圈的壓蓋，調整箱條和反向間隙，試車工件，故障消除。

本故障初看感覺不可思議，但通過數控工作原理和傳動鏈分析，可較易找到故障點[3]。如果沒有分析清楚故障原因，輕易動手反而會擴大故障。從最終解決故障的方案來看，只要平時做好機床的維護保養，這樣的故障一般不會發生。

4 結束語

兩個維修實例分析了數控車床在加工過程中出現精度超差后的解決思路，并提出適當的解決及維修方法，為相關工程技術人員提供一定的參考和借鑒。