帶你深入了解一臺故障數(shù)控機床如何“起死回生”？

如果不進行定期檢查和維護，數(shù)控機床會隨著時間的推移逐漸失去定位精度并引入誤差。

現(xiàn)代飛機的機身組件制造對精度和品質(zhì)一致性有著嚴格的要求。機身組件的預期壽命必須與飛機的預期壽命相匹配，因此在金屬和復合材料的加工過程中，確保生產(chǎn)質(zhì)量和可靠性至關重要。

全球防務、航空和安全公司BAE Systems為歐洲臺風戰(zhàn)機生產(chǎn)多種關鍵的機身組件。自2003年服役以來，歐洲臺風戰(zhàn)機這款高機動性戰(zhàn)機已列入了世界多個國家的空軍序列。

在英國薩默斯伯里機場先進的制造工廠，BAE Systems 80多臺數(shù)控機床正在高速運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)著多種高價值機身組件。

為確保零件質(zhì)量穩(wěn)定、減少材料浪費并提高效率，保持五軸機床的性能和產(chǎn)量成為公司生產(chǎn)線工程師的主要職責之一，定期進行數(shù)控機床檢測和校準檢查便顯得至關重要。早期BAESystems便使用了雷尼紹的第一代QC10球桿儀機床診斷系統(tǒng)。此后，開始啟用第二代無線球桿儀系統(tǒng)。

如果數(shù)控機床的定位性能達到理想狀態(tài)，那么在任意兩直線軸聯(lián)動中，圓弧插補都會與設定的圓形軌跡完全吻合。QC20-W無線球桿儀可提供比較實際軌跡和設定軌跡的方法，以此確定是否存在誤差。

即使是最好的數(shù)控機床，如果不維護，定位精度也可能會逐漸下降，從而產(chǎn)生加工誤差。組件磨損、碰撞造成的損壞、安裝錯誤，甚至是基座振動和環(huán)境溫度的變化都可能對精度造成不利影響。

BAE Systems的制造工程師曾發(fā)現(xiàn)在眾多的機床中，有一臺機床的加工精度正在緩慢下降，車間操作人員漸漸對其性能失去了信心。由于越來越難以生產(chǎn)出達標的零件，問題機床逐漸被閑置。

為了協(xié)助定期進行數(shù)控機床的性能診斷，BAE Systems以前使用雷尼紹的QC10球桿儀系統(tǒng)來識別特定的機床性能誤差。

現(xiàn)在開始使用QC20-W無線球桿儀，還啟動了一項涵蓋整個工廠的預防性維護計劃，對數(shù)控機床進行定期檢查。

通過解析所有機床的QC20-W診斷數(shù)據(jù)趨勢，BAE Systems制定了一套可靠的誤差范圍基準，以此對所有機床的性能進行快速檢查。

BAE Systems現(xiàn)能夠更深入地研究那臺已退出生產(chǎn)序列的問題機床。其使用球桿儀觀察到了一個200μm的XY圓度誤差。用球桿儀診斷軟件，確定機床的主要故障模式為伺服不匹配造成的，隨后占第二位的誤差源為較大的反向間隙誤差。通過優(yōu)化X軸驅(qū)動參數(shù)糾正了伺服不匹配問題。使用球桿儀再次進行檢查，以量化調(diào)整后獲得的改進。

然而再次檢查的結(jié)果顯示，即使伺服不匹配已被消除，機床仍存在嚴重誤差。下來又使用球桿儀和傳統(tǒng)量規(guī)進行了檢查和測量，發(fā)現(xiàn)誤差是由于X軸的滾珠絲桿磨損造成。翻新滾珠絲杠并重設反向間隙補償值后，機床這次達到了30μm的XY圓度要求，重新加入了生產(chǎn)序列。

BAE Systems專業(yè)制造工程師Jim Walsh評論道：“球桿儀檢測成為機床狀態(tài)檢查不可或缺的一部分，不僅有助于確保零件質(zhì)量穩(wěn)定一致，對于曾被認為是已無法勝任工作的機床，球桿儀還可令其重新煥發(fā)活力。”

過去，漫長且代價昂貴的機床檢查和維修工作將導致出現(xiàn)大量的機床停機時間，令企業(yè)難以承受；而現(xiàn)在，BAE Systems的機床誤差診斷幾乎瞬間便可完成，這使得停機時間大幅減少。

借助于雷尼紹球桿儀的診斷，一臺故障數(shù)控機床重新煥發(fā)活力，車間生產(chǎn)效率和質(zhì)量合規(guī)方面也取得了重大進展，這令BAESystems受益頗多。