一、前言

　　零件加工精度取決于數(shù)控機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的控制精度，而控制精度又受機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度和數(shù)控系統(tǒng)性能、電氣控制精度影響。通常在正確選擇數(shù)控機(jī)床和機(jī)床正常的前提下，機(jī)床加工過(guò)程中產(chǎn)生廢品的機(jī)率是很低的。當(dāng)機(jī)床存在精度方面的功能性故障時(shí)，廢品率就會(huì)上升。
　　一般精度超差有兩種，一種是有規(guī)律的，如刀具磨損、對(duì)刀不準(zhǔn)、零點(diǎn)偏置值異常、尺寸單位被轉(zhuǎn)換、刀補(bǔ)值輸入錯(cuò)誤、坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算錯(cuò)誤、程序編制錯(cuò)誤以及刀具選擇錯(cuò)誤等引起的超差，這類故障解決比較容易。另一種沒(méi)有規(guī)律，如尺寸和形位誤差變化毫無(wú)規(guī)律，這類故障原因隱蔽性強(qiáng)，解決難度大，在原因不清或判斷錯(cuò)誤情況下動(dòng)手，弄不好會(huì)使機(jī)床故障擴(kuò)大或廢品率更高。當(dāng)數(shù)控機(jī)床成為生產(chǎn)線上的關(guān)鍵瓶頸設(shè)備或處于通用機(jī)床無(wú)法替代的工序上時(shí)，如停機(jī)就意味著停產(chǎn)。所以，研究數(shù)控機(jī)床隨機(jī)性精度超差故障成因并提出預(yù)防措施，指導(dǎo)企業(yè)在設(shè)備出現(xiàn)隨機(jī)性精度超差故障時(shí)，如何快速查找原因并迅速排除是當(dāng)前服務(wù)企業(yè)的主要任務(wù)。

　　二、精度故障的查找與判斷方法

　　精度故障的查找，一定要根據(jù)連續(xù)出現(xiàn)超差前加工產(chǎn)品狀況來(lái)判斷。一般衡量機(jī)床加工精度的指標(biāo)為工序能力指數(shù)Cpk，指數(shù)值大表示尺寸波動(dòng)范圍小，超差概率越小。正常時(shí)的廢品率一般與所加工的產(chǎn)品公差帶寬度、機(jī)床精度特性、工藝系統(tǒng)穩(wěn)定性有關(guān)。正常時(shí)機(jī)床工序能力Cpk>1，理想工序能力Cpk>1.33。
　　當(dāng)設(shè)備存在某種影響精度的機(jī)械或電氣故障時(shí)，反映到產(chǎn)品尺寸上，波動(dòng)范圍就大，廢品率就會(huì)偏離正常值。對(duì)某臺(tái)機(jī)床而言，這個(gè)正常值就是正常加工情況下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行由統(tǒng)計(jì)方法所得的廢品率值。一旦偏離統(tǒng)計(jì)廢品率值，就說(shuō)明機(jī)床存在故障。對(duì)解決機(jī)床產(chǎn)生精度故障的效果，也只能用發(fā)生故障的頻次趨勢(shì)來(lái)判斷。

　　三、對(duì)隨機(jī)性精度故障的處理方法

　　當(dāng)出現(xiàn)隨機(jī)性精度超差，先不急于動(dòng)手。應(yīng)向操作者或質(zhì)檢員了解該設(shè)備出現(xiàn)廢品前的加工情況，并收集設(shè)備加工產(chǎn)品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。有的關(guān)鍵工序設(shè)備還有產(chǎn)品質(zhì)控圖，認(rèn)真分析加工尺寸趨勢(shì)變化，看波動(dòng)范圍是否正常。這里有兩種情況：一是波動(dòng)范圍正常，僅尺寸超差的為異常。一般先不要理會(huì)，但要注意尺寸走向趨勢(shì)。另一種是波動(dòng)范圍就不正常。尺寸超差是波動(dòng)范圍不正常的必然發(fā)展結(jié)果，這就要找出原因并給予排除。

　　四、隨機(jī)性精度超差故障產(chǎn)生原因

　　為弄清精度故障產(chǎn)生的原因，首先要了解數(shù)控機(jī)床精度的控制方法。數(shù)控機(jī)床對(duì)加工精度的控制是通過(guò)保證其位移精度和定位精度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位移精度是指：指令脈沖要求機(jī)床進(jìn)給的位移量和該指令脈沖經(jīng)過(guò)伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)實(shí)際位移量之間的符合程度。兩者誤差愈小，伺服系統(tǒng)的位移精度愈高。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的定位精度是指：輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度。數(shù)控機(jī)床為保證其高的位移精度和定位精度，多采用閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。它們都是用插補(bǔ)運(yùn)算得到的位置指令與位置檢測(cè)裝置反饋回來(lái)的機(jī)床坐標(biāo)軸實(shí)際位置的差值進(jìn)行控制，直到差值消除為止。所不同的是閉環(huán)伺服系統(tǒng)，位置檢測(cè)裝置裝在執(zhí)行部件末端，其環(huán)內(nèi)各組件的誤差、傳動(dòng)鏈誤差以及運(yùn)動(dòng)中造成的誤差可以提前得到補(bǔ)償，因此可得到較高的位移精度和定位精度。閉環(huán)伺服系統(tǒng)精度只取決于測(cè)量裝置的制造精度和安裝精度。而半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，位置檢測(cè)裝置裝在伺服電機(jī)軸上或絲杠端部，它將機(jī)械構(gòu)件封閉在反饋控制環(huán)外，由此產(chǎn)生的傳動(dòng)鏈誤差以及運(yùn)動(dòng)中造成的誤差不能得到補(bǔ)償，因此其控制精度低于閉環(huán)伺服系統(tǒng)，但系統(tǒng)穩(wěn)定性好。半閉環(huán)系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)精度超差故障概率相對(duì)較大。
　　數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中出現(xiàn)的隨機(jī)性精度超差故障，歸納原因有以下幾方面：
　　1.機(jī)床的主軸、導(dǎo)軌、滾珠絲杠螺母、工作臺(tái)、刀架等關(guān)鍵零部件磨損不均導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)精度下降；
　　2.機(jī)床絲杠螺母、軸承的預(yù)緊、導(dǎo)軌間隙調(diào)整不當(dāng)?shù)龋?br /> 　　3.從進(jìn)給電機(jī)到與刀架或工作臺(tái)連接的螺母之間任何一個(gè)傳動(dòng)元件間有間隙或松動(dòng)都可能引起隨機(jī)性精度超差，如電機(jī)與絲杠連接銷釘及防止絲杠軸向竄動(dòng)的螺母松動(dòng)等；
　　4.導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良、導(dǎo)軌移動(dòng)部位未及時(shí)清掃鐵屑、刮屑板壞，鐵屑進(jìn)入導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)副之間，導(dǎo)軌嚴(yán)重磨損；
　　5.機(jī)床參數(shù)設(shè)置不合理，如與位置控制有關(guān)的參數(shù)反向間隙、夾緊允差等設(shè)置不合理會(huì)引起精度超差；
　　6.機(jī)床地基和水平不符合要求；
　　7.機(jī)床接地要求不符合規(guī)范，無(wú)屏蔽措施，抗干擾能力差；
　　8.超負(fù)荷切削，超過(guò)規(guī)定速度快速移動(dòng)而引起步進(jìn)電機(jī)丟步；
　　9.機(jī)床修理調(diào)整不當(dāng)。