影响数控铣床加工精度的故障分析及处理

    摘要：生产中经常会遇到数控铣床加工精度异常的故障，此类故障隐蔽性强，诊断难度
大。本文针对数控铣床加工中常见的加工精度异常故障进行分析及提出解决办法。

 

　　关键词：数控铣床

 加工精度异常 故障诊断 

　　一、前言

 

　　随着我国经济的飞速发展，数控机床作为新一代工作母机，在机械制造中已得到广泛
的应用，精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的不断提高，对数控机床的精度也提出
了更高的要求。但在日常生产中常常会遇到数控机床加工精度异常的故障，影响产品的尺寸
精度、光洁度和形位公差，由于故障隐蔽性强，诊断难度比较大，尤其对精密零件的加工生
产造成了致命性的影响。

 

　　二、形成这类故障的原因主要有四个方面

 

　　

1.系统参数发生变化或改动； 

　　

2.机床位置环异常； 

　　

3.电机运行状态异常，即电气及控制部分异常； 

　　

4.机械故障，如丝杠，轴承，联轴器等部件。另外加工程序的编制，刀具的选择及人为

因素，也可能导致加工精度异常。

 

　　三、针对以上常见的故障，下面根据案例一一进行分析及研究

 

　　

1.系统参数发生变化或改动导致加工精度异常 

　　一台数控立式铣床，配置

FANUC 0i-MC 数控系统。在加工批零件时，发现当班加工出

来的零件均比要求尺寸小（

X 轴方向超差-0.03，Y 轴方向超差-0.05），而该班之前的零件

尺寸均在公差范围内。检查程序、刀具均正常，检查各轴反向间隙，发现

X 轴间隙刚好为

0.03MM，Y 轴间隙为 0.05MM。进一步了解情况得知，原来前一天技术人员进行常规设备
维护时，误将反向间隙参数号

1851 的单位 μm 当成了 10μm，结果将 X 轴间隙 30μm 设成了

3μm，Y 轴间隙 50μm 设成了 5μm，导致误差的出现。 
　　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 

　　案例一：一台

GSVM6540A 立式加工中心，采用 FANUC 0i-MC 数控系统。一次在铣削

模具过程中，突然发现

Z 轴进给异常，造成至少 0.3mm 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）检查机床正运行的加工程序段，特别是加工深度设定、刀具长度补偿、加工坐标系

（

G54～G59）的调用等，检查后并无异常。 

　　（

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

声音并无异常。

 

　　（

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。但在反向运动时，发现明显间隙。将手轮设成