機(jī)床正常運(yùn)行的功能故障，平面磨床無任何報警顯示，但加工出來的零件不合格。診斷這類故障，必須從不合格零件的特征，或運(yùn)動誤差大小的程度及誤差的特點，從運(yùn)動傳動的原理及傳動鏈中傳動副的特點等來分析可能的原因，繼而有針對性地進(jìn)行一些檢查，從中找出故障原因。如零件精度超差，可能原因有：機(jī)床定位精度超差，反向死區(qū)過大，兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)運(yùn)動中發(fā)生振蕩等。
　　檢查這類故障時，必須配合使用有關(guān)檢測儀器。而排除故障時，一般是通過對機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整而排除的。
　　下面舉一些常見典型運(yùn)動質(zhì)量故障，分析其可能原因，并指出排除故障的方法和恩路。
　　一、位置偏差過大
　　這一類故障現(xiàn)象是屬機(jī)床運(yùn)動質(zhì)量問題，實際就是進(jìn)給伺服系統(tǒng)位置環(huán)中的問題。位置偏差是通過位置環(huán)中位置偏差計數(shù)器輸出的，即由來自光電脈沖編碼器反饋的反映工作臺實際運(yùn)行距離的脈沖(包括脈沖個數(shù)和頻率)與來自數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))向各傳動軸發(fā)出的指令脈沖(個數(shù)和頻率)比較得出的。這個偏差數(shù)的大小反映數(shù)控系統(tǒng)要求某軸運(yùn)行的距離還有多少沒有走出來，或走過了多少。為使位置偏差不至于超出機(jī)床各軸要求的形狀位置公差，所以數(shù)控機(jī)床對這個偏差數(shù)的大小進(jìn)行了限制。這要靠參數(shù)設(shè)定來解決，而這個設(shè)定的參數(shù)值與加工零件的位置與形狀的精度有密切的關(guān)系。這個參數(shù)值是可以修改的。這種情況往往是在參數(shù)設(shè)置不合理或參數(shù)丟失，才采用這種修改參
數(shù)的辦法。
　　出現(xiàn)位置偏差過大而報警的可能原因有如下幾點：
　　(1)進(jìn)給伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速不夠如果伺服系統(tǒng)的給定速度是不變的，而電機(jī)轉(zhuǎn)速不夠，那可能是電源電壓不夠，或伺服變壓器給出的電壓不夠。若電機(jī)給定電壓小，這時應(yīng)考慮電源電壓是否缺相，是否電壓值已超出了+10％～一15％的運(yùn)行范圍，三相電源是否對稱等。這可以用萬用表進(jìn)行測量。
　　如不是上述問題，那應(yīng)考慮電機(jī)是否有毛病了，如電機(jī)電刷是否接觸良好，電機(jī)換向器表面是否良好，電機(jī)是否有轉(zhuǎn)動不靈活的地方，軸承是否已經(jīng)破碎，潤滑不好等。
　　(2)負(fù)載是否有問題如負(fù)載過大，或者夾具夾偏造成摩擦阻力過大等?？傊獧z查作用在電機(jī)上的作用力是否過大，而使電機(jī)丟轉(zhuǎn)過多。
　　(3)伺服板和觸發(fā)板上的問題伺服板的速度調(diào)節(jié)器輸出的值是否有問題，能不能通過調(diào)節(jié)速度增益凰解決問題。因為風(fēng)加大，就是比例積分調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)加大，這樣，就可以使在相同的給定值下，使電機(jī)轉(zhuǎn)速加大一些。也要考慮整個調(diào)節(jié)板是否有問題?？梢酝ㄟ^換板的辦法來確定調(diào)節(jié)器板是否有問題。
　　(4)光電編碼器的反饋是否正常這個可通過把光電編碼器的反饋脈沖送入示波器觀察而定。
　　(5)檢查各接線端子是否松動。
　　二、零件的加工精度差
　　加工復(fù)雜曲線零件時發(fā)現(xiàn)加工精度差，這主要是各軸之間的進(jìn)給動態(tài)跟蹤誤差值對稱度沒有調(diào)在最佳狀態(tài)(認(rèn)為不存在機(jī)械本身精度問題的前提下)，即各軸之間進(jìn)給動態(tài)跟蹤誤差值不對稱。其原因可能有：①數(shù)控機(jī)床在安裝調(diào)整時，各軸之間的進(jìn)給動態(tài)跟蹤誤差沒有調(diào)好；②機(jī)床使用一段時間后，機(jī)床各軸傳動鏈有變化(如絲杠間隙、螺距誤差變化、軸向竄動等)，這兩種原因可以通過重新調(diào)試及改變間隙補(bǔ)償量等來解決。
如果各軸動態(tài)跟蹤誤差太大而報警時，可從以下幾方面進(jìn)行檢查：①伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是否過高；②相應(yīng)的模擬量輸出鎖存器是否正常；③位置反饋電纜線接插件是否接觸良好；④該軸模擬量輸出增益電位器是否良好；⑤脈沖編碼器是否良好；⑥該軸伺服模塊是否正常。
　　三、兩軸聯(lián)動銑削圓周時圓度超差
　　圓度超差有兩種情況：一是圓的軸向變形，二是出現(xiàn)斜橢圓，即在45度方向上的橢圓。
　　(1)圓的軸向變形其原因是由于機(jī)械未調(diào)整好而造成軸的定位精度不好，或是絲杠間隙補(bǔ)償不當(dāng)?shù)?，從而?dǎo)致每當(dāng)過象限，就產(chǎn)生圓度誤差。
　　(2)斜橢圓誤差對這種故障，要按下述順序診斷、排除：①各軸的位置偏差相差太大，可調(diào)整位置環(huán)增益來排除；②旋轉(zhuǎn)變壓器或感應(yīng)同步器用的接口板沒有調(diào)整好；③機(jī)械傳動副間隙太大或間隙補(bǔ)償不合適。
　　四、機(jī)床運(yùn)動時超調(diào)引起的精度不良
　　可能原因有：①加、減速時間太短，如果電機(jī)電流已飽和，可適當(dāng)延長速度變化時間，即適當(dāng)增加(加、減速)時間常數(shù)；②伺服電機(jī)與絲杠之間的連接松動或剛性太差，可適當(dāng)減小位置環(huán)的增益。
　　五、故障分析實例
　　例1某臥式加工中心出現(xiàn)AL421報警，即Y軸移動中的位置偏差量大于設(shè)定值而報警。
　　該加工中心使用FANUCOM數(shù)控系統(tǒng)，采用閉環(huán)控制。以安裝于導(dǎo)軌側(cè)和立柱上的光柵尺為位置測量元件，系統(tǒng)控制以位置環(huán)為外環(huán)；安裝于伺服電機(jī)端部的旋轉(zhuǎn)編碼器為角度測量元件，速度環(huán)為系統(tǒng)控制的內(nèi)環(huán)。伺服電機(jī)和滾珠絲杠通過聯(lián)軸器直接連接。根據(jù)該機(jī)床控制原理及機(jī)床傳動連接方式，初步判斷出現(xiàn)AL421報警的原因是Y軸聯(lián)軸器連接不良。
　　對y軸傳動系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器連接螺釘松動。緊定y軸傳動系統(tǒng)中所有的緊定螺釘后，故障消除。
　　例2某加工中心運(yùn)行9個月后，發(fā)生Z軸方向加工尺寸不穩(wěn)定，尺寸超差且無規(guī)律，CRT及伺服放大器無任何報警顯示。
該加工中心采用三菱M3系統(tǒng)，交流伺服電機(jī)與滾珠絲杠通過聯(lián)軸器直接連接。根據(jù)故障現(xiàn)象分析，故障原因可能是聯(lián)軸器連接螺釘松動，導(dǎo)致聯(lián)軸器與滾珠絲杠或伺服電機(jī)間滑動。
　　對z軸聯(lián)軸器連接進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器6只緊定螺釘都出現(xiàn)松動。緊固螺釘后，故障排除。
　　例3由龍門數(shù)控銑削中心加工的零件，在檢驗中發(fā)現(xiàn)工件y軸方向的實際尺寸與程序編制的理論數(shù)據(jù)存在不規(guī)則的偏差。
　　1.故障分析
　　從數(shù)控機(jī)床控制角度來判斷，y軸尺寸偏差是由y軸位置環(huán)偏差造成的。該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)為SINUMERIK 810M，伺服系統(tǒng)為SIMODRIVE 611A驅(qū)動裝置，y軸進(jìn)給電機(jī)為1FT5交流伺服電機(jī)帶內(nèi)裝式的ROD302。
　　(1)檢查y軸有關(guān)位置參數(shù)，如反向間隙、夾緊允差等均在要求范圍內(nèi)，故可排除由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起故障的因素。
　　(2)檢查y軸進(jìn)給傳動鏈。圖4所示為該機(jī)床y軸進(jìn)給傳動鏈簡圖。
　　
　　圖4軸進(jìn)給傳動鏈簡圖
　　1-同步齒形帶；2-帶輪；3-y軸伺服電機(jī)。
　　從圖4中可以看出，傳動鏈中任何連接部分存在間隙或松動，均可引起位置偏差，從而造成加工零件尺寸超差。
　　2.故障診斷
　　(1)如圖5(a)所示，將一個千分表座吸在橫梁上，表頭找正主軸y運(yùn)動的負(fù)方向，并使表頭壓縮到501.Lm左右，然后把表頭復(fù)位到零。
　　　
　　圖5安裝千分表
　　1-主軸；2-滾珠絲杠；3-滾珠；4-千分表。
　　(a)表頭找正主軸；(b)表頭找正絲杠端面。
　　(2)將機(jī)床操作面板上的工作方式開關(guān)置于增量方式(INC)的×10擋，軸選擇開關(guān)置于y軸擋，按負(fù)方向進(jìn)給鍵，觀察千分表讀數(shù)的變化。理論上應(yīng)該每按一下，千分表讀數(shù)增加10斗m。經(jīng)測量，y軸正、負(fù)兩個方向的增量運(yùn)動都存在不規(guī)則的偏差。
　　(3)找一粒滾珠置于滾珠絲杠的端部中心，用千分表的表頭頂住滾珠，如圖5(b)所示。將機(jī)床操作面板上的工作方式開關(guān)置于手動方式(JOC)，按正、負(fù)方向的進(jìn)給鍵，主軸箱沿y軸正、負(fù)方向連續(xù)運(yùn)動，觀察千分表讀數(shù)無明顯變化；故排除滾珠絲杠軸向竄動的可能。
　　(4)檢查與y軸伺服電機(jī)和滾珠絲杠連接的同步齒形帶輪，發(fā)現(xiàn)與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子軸連接的帶輪錐套有松動，使得進(jìn)給傳動與伺服電機(jī)驅(qū)動不同步。由于在運(yùn)行中松動是不規(guī)則的，從而造成位置偏差的不規(guī)則，最終使零件的加工尺寸出現(xiàn)不規(guī)則的偏差。
　　3.故障總結(jié)
　　由于y軸通過ROD320編碼器組成半閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)，因此編碼器檢測的位置值不能真正反映y軸的實際位置值，位置控制精度在很大程度上由進(jìn)給傳動鏈的傳動精度決定。
　　(1)在日常維護(hù)中要注意對進(jìn)給傳動鏈的檢查，特別是有關(guān)連接元件，如聯(lián)軸器、錐套等有無松動現(xiàn)象。
　　(2)根據(jù)傳動鏈的結(jié)構(gòu)形式，采用分步檢查的方式，排除可能引起故障的因素，最終確定故障的部位。
　　(3)通過對加工零件的檢測，隨時監(jiān)測數(shù)控機(jī)床的動態(tài)精度，以決定是否對數(shù)控機(jī)床的機(jī)械裝置進(jìn)行調(diào)整。