立式加工中心Z轴进给异常案例解析

 

　　一台立式加工中心，采用FANUC0i-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。立式加工中心在点动、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。

VMC640立式加工中心生产装配现场图

　　（1）检查立式加工中心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1×10挡位，配合百分表反复测量得到Z轴的反向间隙为0.25MM，修改系统1851号参数进行Z轴反向间隙补偿，再用百分表测量Z轴反向间隙，间隙消除，故障初步排除。

 

　　（4）进行试加工验证。再加工后发现，Z轴误差依然存在，误差值约为0.2MM，由此判断Z轴连结机构存在机械故障。

 

　　（5）检查Z轴连结机构。经检查发现Z轴丝杆的紧固螺母有松动迹像，造成Z轴丝杆轴向窜动，以致误差的出现。调紧螺母，注意松紧程度，过松会有反向间隙，过紧会使丝杆受力过大，造成振动。再次修改系统1851号参数进行Z轴反向间隙补偿，以致间隙消除。试加工后，故障排除。