魏文
武汉宝德机电股份有限公司
摘要；随着时间的推移，机械磨损也日益增加，例如X轴经过检查：发现系统内原有的伺服误差补偿文件全长有0.34mm的补偿值，仍不能让系统正常工作，所以用户决定对机床进行大修处理，由于资金不足，本次大修仅进行机械大修，是对现场大修团队是一项重大考验，下面就根据我们在实践中遇到的问题归纳总结如下，供大家参考：
关键词；机械连接装置、电气检测、系统技术
一、注意检查与电气相关的各种机械连接装置及接手：
由于机床主要进行机械大修，所以对导轨面及相关的运动副的修复与调整是做的很到位的，但是对于未更换的部件则需要在整体调试中去发现问题与解决问题，比如：机床机械大修后，各项机床平面与运动副检查数据正常，但是在进行数控试车时发现了问题：我们对机床的X轴采用激光干涉仪来检测确定X轴的实际误差值，结果检测结果大出意料之外。在检测结果中我们发现在坐标值450mm－550mm区间内的测量误差有-0.08mm，在1050mm－1150mm区间内测量误差达到0.12mm。另外，X轴的重复定位精度也不准，正、反向间隙最大值有0.16mm。起初尝试利用880系统补偿功能进行补偿，但反复尝试结果完全达不到要求，而且补偿曲线图与理论上的补偿曲线图相差太大，也没有规律。
为此，将装好的机械重新拆开，通过仔细观察X轴的传动链，发现原来保留使用的交流伺服电机的十字联轴器部分有问题：X轴原装出厂的十字联轴器磨损十分严重，最大间隙达到0.21mm，由于市场上没有这种联轴节卖，只有采用星形大扭矩梅花联轴器替代，更换后用千分表重新检测：反向间隙在0.02mm范围内，重复定位精度在0.01mm范围，虽然后来试活还是不合格，但定位误差有明显改善，800mm最大误差值只有0.08mm。为后续彻底解决问题消除了一个机械故障的隐患点。
这个经验教训告诉我们：机床的精度主要靠各部分的传动机械精度来保证，不能因为原装备件就忽视了检查，检查出故障一定要更换，电气系统的误差补偿不是万能的，它只有在机械精度达到一定范围后才能起作用，否则适得其反。电气系统和液压系统是在机械精度保证的前提下起到补偿与锦上添花的作用。
二、对未更换的电气检测元件要检查，特别是运动部件更要注意检查与清洗，若有新备件最好进行更换。
在我们排出了电机连轴器问题后，为了查清到底是何原因X轴定位不准，我们对系统进行了多种检测与试验，首先分清是否是机械精度没有修复到位，利用高精度的块规与千分表进行人工定位检查，对比检测数据发现了不少问题。实践让我们体会到：人工机械定位测量方法虽然效率不高，且误差较大，但机械块规尺寸是死的，通过测量出的数据能判断出问题的大概趋势。
首先，我们结合甲方的数控三维坐标仪检测数据与人工机械检测方法得到的数据进行补偿，发现补偿结果与理论上补偿结果趋势是随机变化的，特别是断电后同一补偿文件检测出来的结果和断电前检测的结果完全不同，但我们发现误差数据变化虽然无规律可循，但是在不断电的情况下检测的结果还比较稳定。我们判断问题出在数控系统的位置检测控制用的光栅尺上，由于此次机械大修没有更换数控系统的测量光栅尺，很可能长期使用后光栅尺的硬件被污染了，容易出现读数软故障。加之用户没有光栅尺的备件，现场我们只能对光栅尺进行修复：认真清洗X轴的光栅尺和读数头，检查光栅尺的通讯电缆接头是否正常，这些工作做了后，故障仍未彻底排除故障，最后采用元件替换法，交换X轴与Z轴读数头后，反复断电测量，才使X轴定位的位置读数误差趋势稳定下来。
这个经验教训告诉我们：前期用机械块规来检测定位精度十分重要，它能告诉我们点位精度变化的趋势，减少现场许多疑问。出现综合问题一定要头脑冷静，概念清晰，细心谨慎。每当我们在现场找出一个故障点，就离问题最终解决进了一步。
三、熟悉系统技术文件，做好机床的参数补偿工作
当排出了机床所有机械与电气元件的硬件问题后，我们再来通过软件补偿机床的点位精度问题。
根据机床所使用的西门子880数控系统的技术文献介绍：本数控机床中应用的是“间接测量”原理假设：滚珠丝杆在运行范围内任意点上的螺纹间距都是恒定不变的，因此，实际轴向位置可由驱动轴的位置导出。然而在实际中，不同质量轴的制造公差会导致不同偏差。此外，测量系统误差（虽然相对微不足道）和任何其他可能的机器相关的误差必须加以考虑。总和校验误差可以通过在轴的整个行程范围内的绘制误差曲线来确定。西门子880数控系统的技术文献要求设备在安装完毕后需要使用高精度的仪器，例如激光干涉仪作为补偿使用的参考测量系统，通过在安装调试阶段向控制器中输入适当的补偿值，可以大大降低加工工件的尺寸偏差。
下图是我们6月8日在未补偿时用激光干涉仪测量的一组曲线值：
从上图可知在未补偿时，在机床900mm的行程中，读数与实际误差值已经达到0.046mm。而且是近似线性增加的，于是我们按照西门子880数控系统的技术文献介绍补偿方法进行了补偿，按照每间隔25mm，向上补偿值1微米
所补偿后的效果如下图中；蓝色折线所示是补偿后的误差变化趋势曲线：
用图标显示补偿前后的误差情况，如下图表所示：
图中红色线是未补偿的孔距误差曲线，是个不断增加的曲线，与激光测量的趋势相同，补偿后的误差曲线是蓝色曲线，是一个波动曲线，你不会随距离增加而增加，能保证定位加工质量。蓝色曲线的误差绝对值较大，是因为用的废件进行试验的，基准孔为不准造成的，实际生产中没有这些问题。
由于设备要尽快生产，精度已经能满足生产需要了，就没有再进行激光测量。