数控机床加工精度异常故障的诊断与处

理

    系统参数发生变化或改动、机械故障、机床电气参数未优化电机运行异常、机床位置环异常
或控制逻辑不妥，是生产中数控机床加工精度异常故障的常见原因，找出相关故障点并进
行处理，机床均可恢复正常。

  

    生产中经常会遇到数控机床加工精度异常的故障。此类故障隐蔽性强、诊断难度大。导致此
类故障的原因主要有五个方面

:（1）机床进给单位被改动或变化。（2）机床各轴的零点偏

置

(NULL OFFSET)异常。（3）轴向的反向间隙(BACKLASH)异常。（4）电机运行状态异常，

即电气及控制部分故障。（

5）机械故障，如丝杆、轴承、轴联器等部件。此外，加工程序的编

制、刀具的选择及人为因素，也可能导致加工精度异常。

 

　　

1.系统参数发生变化或改动 

　　系统参数主要包括机床进给单位、零点偏置、反向间隙等等。例如

SIEMENS、FANUC 数

控系统，其进给单位有公制和英制两种。机床修理过程中某些处理，常常影响到零点偏置和
间隙的变化，故障处理完毕应作适时地调整和修改；另一方面，由于机械磨损严重或连结
松动也可能造成参数实测值的变化，需对参数做相应的修改才能满足机床加工精度的要求。

 

　　

2.机械故障导致的加工精度异常 

　　一台

THM6350 卧式加工中心，采用 FANUC 0i-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)。调查中了解到：

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，定位精度良好。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

d1＞d=0.1mm(斜率大于 1);

② 表现出为 d=0.1mm＞d2＞d3(斜

率小于

1)；③机床机构实际未移动，表现出最标准的反向间隙；④机床运动距离与手脉给

定值相等

(斜率等于 1)，恢复到机床的正常运动。 

　　无论怎样对反向间隙

(参数 1851)进行补偿，其表现出的特征是：除第③阶段能够补偿

外，其他各段变化仍然存在，特别是第①阶段严重影响到机床的加工精度。补偿中发现，间
隙补偿越大，第①段的移动距离也越大。