数控机床的安装与调试

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1、数控机床的安装与调试一 、 安 装 准 备1、 安 装 位 置 准 备 1） 设 备 之 间 ， 设 备 和 墙 壁 之 间 的 距 离 足 够 2） 远 离 震 源 ， 必 要 时 设 置 防 震 沟 3） 避 免 阳 光 照 射 和 热 辐 射 的 影 响 4） 避 免 潮 湿 5） 环 境 洁 净 2.安 装 地 基 准 备 1） 机 床 的 重 心 和 重 心 位 置 2） 与 机 床 连 接 的 电 缆 、 管 道 的 位 置 及 尺 寸 3） 预 留 地 脚 螺 栓 、 预 埋 件 的 位 置 4） 安 装 、 调 试 和 维 修 时 所 需 的 空 间 5） 中 小 型 机 床

2、可 按 照 工 业 建 筑 地 面 设 计规 范 执 行 6） 重 型 、 精 密 机 床 应 安 装 在 单 独 基 础 上 ，精 密 机 床 还 应 加 防 震 措 施 二 、 开 箱 验 收供 需 双 方 按 照 随 机 装 箱 单 和 合 同 对 箱 内 物 品 逐一 进 行 核 对 检 查 ， 并 做 记 录 ， 包 括 ： 1.包 装 箱 是 否 完 好 ， 机 床 外 观 有 无 明 显损 坏 ， 是 否 锈 蚀 、 脱 漆 2.技 术 资 料 是 否 齐 全 3.附 件 品 种 、 规 格 、 数 量 4.备 件 品 种 、 规 格 、 数 量 5.工 具 品 种 、 规 格

3、、 数 量 6.安 装 附 件 ， 如 调 整 垫 铁 、 地 脚 螺 栓 等的 品 种 、 规 格 、 数 量 7.其 它 物 品 三 、 机 床 吊 装 与 就 位1.机 床 吊 装 应 使 用 制 造 商 提 供 的 专 用 起 吊 工 具 ，不 允 许 采 用 其 它 方 法 。 如 不 需 要 专 用 工具 ， 应 采 用 钢 丝 绳 按 照 说 明 书 的 规 定 部位 吊 装 。 2.机 床 就 位 首 先 确 定 床 身 的 位 置 ， 对 应 机 床 床身 安 装 孔 位 置 ， 通 过 调 整 垫 铁 及 地 脚 螺栓 将 机 床 安 装 在 准 备 好 的 地 基 上 四

4、 、 机 床 组 装 与 连 接1.拆 除 各 部 件 在 运 输 中 使 用 的 紧 固 零 件 。2.清 除 各 安 装 面 、 导 轨 和 工 作 台 等 上 的防 锈 油 。3.各 部 件 组 装 、 数 控 系 统 的 连 接 。4.连 接 电 缆 、 油 管 和 气 管 。5.对 于 大 型 的 数 控 机 床 一 般 需 要 进 行 上述 第 3项 内 容 ， 中 小 型 机 床 一 般 是 整 机安 装 。 数 控 机 床 的 调 试 80 以 上 的 机 床 在 安 装 时 必 须 在 现 场 调 试后 才 能 符 合 其 技 术 指 标 。 80 已 投 入 生 产 使用

5、的 机 床 在 使 用 一 段 时 间 后 ， 处 在 非 正 常 超性 能 工 作 状 态 ， 甚 至 超 出 其 潜 在 承 受 能 力 。 因 此 ， 在 新 机 床 验 收 时 进 行 检 测 ， 使 机 床一 开 始 安 装 就 能 保 证 达 到 其 技 术 指 标 及 预 期的 质 量 和 效 率 。 新 机 床 在 使 用 半 年 后 需 再 次 进 行 检 测 ， 之后 可 每 年 检 定 一 次 ， 定 期 检 测 机 床 误 差 并 及时 校 正 螺 距 、 反 向 间 隙 等 。 一 、 调 试 前 准 备1.调 整 机 床 床 身 水 平 位 置 中 小 型 机 床

6、整 体 安 装 ， 可 一 次 调 整 机 床 水平 ； 大 型 机 床 需 要 在 部 件 组 装 后 粗 调 机 床水 平 和 几 何 精 度 ， 然 后 在 地 基 固 化 后 进 一步 精 调 机 床 水 平 和 几 何 精 度 。2.调 整 重 新 组 装 的 主 要 运 动 部 件 与 主 机 的 相对 位 置 3.按 照 要 求 加 装 润 滑 油 、 液 压 油 、 切 削 液 ，接 通 气 源 调 整 二 、 机 床 通 电 试 车各 部 件 分 别 通 电 试 验 后 ， 再 全 面 供 电 ， 观察 机 床 各 部 分 是 否 正 常三 、 机 床 精 度 和 功 能 的

7、 调 试1.机 床 几 何 精 度 调 试2.自 动 换 刀 装 置 动 作 检 查3.自 动 交 换 工 作 台 动 作 检 查4.数 控 系 统 参 数 、 操 作 功 能 、 安 全 措 施 、常 用 指 令 的 执 行 情 况5.机 床 辅 助 功 能 及 附 件 工 作 检 查 四 、 机 床 试 运 行 1.目 的 在 一 定 的 负 载 下 经 过 长 时 间 的 自 动 运行 ， 全 面 检 查 机 床 功 能 和 工 作 可 靠 性 。2.方 法 编 制 考 机 程 序 ， 使 机 床 每 天 运 行 8小时 ， 连 续 运 行 2-3天 ， 或 连 续 24小 时 运 行1

8、-2天 ， 期 间 除 操 作 失 误 引 起 的 故 障 外 ，不 允 许 机 床 有 其 它 故 障 出 现 。 数 控 机 床 精 度 检 验数 控 机 床 精 度 包 括 几 何 精 度 和 切 削 精 度 。几 何 精 度 检 验 几 何 精 度 检 验 ， 又 称 静 态 精 度 检 验 ， 是 综 合反 映 机 床 关 键 零 部 件 经 组 装 后 的 综 合 几 何 形状 误 差 。数 控 机 床 的 几 何 精 度 的 检 验 工 具 和 检 验 方 法 类似 于 普 通 机 床 ， 但 检 测 要 求 更 高 。 几 何 精 度 检 测 测 试 条 件 ：1、 地 基 完

9、 全 稳 定 、 地 脚 螺 栓 处 于 压 紧 状 态下 进 行 。2、 机 床 各 坐 标 轴 往 复 运 动 多 次 ， 主 轴 按 中等 的 转 速 运 转 十 多 分 钟 后 进 行 。 在 预 热 状态 下 进 行 。常 用 的 检 测 工 具 有 精 密 水 平 仪 、 精 密 方 箱 、直 角 尺 、 平 尺 、 平 行 光 管 、 千 分 表 、 测 微仪 及 高 精 度 主 轴 心 棒 等 。检 测 工 具 的 精 度 必 须 比 所 测 的 几 何 精 度 高一 个 等 级 。 框 式 水 平 仪 精 密 方 箱 平 尺 直 角 尺 平 行 光 管 (一 )卧 式 加 工

10、 中 心 几 何 精 度 检 验1)X、 Y、 Z坐 标 轴 的 相 互 垂 直 度 。2)工 作 台 面 的 平 行 度 。 3)X、 Z轴 移 动 时 工 作 台 面 的 平 行 度 。4)主 轴 回 转 轴 线 对 工 作 台 面 的 平 行 度 小5)主 轴 在 Z轴 方 向 移 动 的 直 线 度 。6)X轴 移 动 时 工 作 台 边 界 与 定 位 基 准 面 的 平 行 度 。7)主 轴 轴 向 及 孔 径 跳 动 。8)回 转 工 作 台 精 度 。 (二 ） 卧 式 数 控 车 床 几 何 精 度 检 验 定 位 精 度 的 检 验 数 控 机 床 的 定 位 精 度 是

11、测 量 机 床 各 坐 标 轴 在数 控 系 统 控 制 下 所 能 达 到 的 位 置 精 度 。1、 直 线 运 动 定 位 精 度这 项 检 测 一 般 在 空 载 条 件 下 进 行 ， 对 所 测 的每 个 坐 标 轴 在 全 行 程 内 ， 视 机 床 规 格 ， 分每 20mm、 50mm或 l00mm间 距 正 向 和 反 向 快速 移 动 定 位 ， 在 每 个 位 置 上 测 出 实 际 移 动距 离 和 理 论 移 动 距 离 之 差 。 2、 直 线 运 动 重 复 定 位 精 度 重 复 定 位 精 度 是 反 映 轴 运 动 稳 定 性 的 一 个基 本 指 标 。

12、直 线 运 动 重 复 定 位 精 度 的 测 量 可 选 择 行 程的 中 间 和 两 端 任 意 三 个 点 作 为 目 标 位 置 ，从 正 向 和 反 向 进 行 五 次 定 位 ， 测 量 出 实际 位 置 与 目 标 位 置 之 差 。 在 任 意 300mm测 量 长 度 上 普 通 级 ： 0.02精 密 级 ： 0.01普 通 级 ： 0.016精 密 级 ： 0.01重 复 定 位 精 度 定 位 精 度 3、 直 线 运 动 的 原 点 复 归 精 度数 控 机 床 每 个 坐 标 轴 都 要 有 精 确 的 定 位 起 点 ，此 点 即 为 坐 标 轴 的 原 点 或

13、参 考 点 。 每 次 关 机 之后 ， 重 新 开 机 的 原 点 位 置 精 度 要 求 一 致 。对 每 个 直 线 运 动 轴 ， 从 七 个 不 同 位 置 进 行 原 点复 归 ， 测 量 出 其 停 止 位 置 的 数 值 ， 以 测 定 值 与理 论 值 的 最 大 差 值 为 原 点 复 归 精 度 。 4、 直 线 运 动 失 动 量 坐 标 轴 直 线 运 动 的 失 动 量 ， 又 称 直 线 运 动反 向 差 ， 是 该 轴 进 给 传 动 链 上 的 驱 动 元 件反 向 死 区 ， 以 及 各 机 械 传 动 副 的 反 向 间 隙和 弹 性 变 形 等 误 差

14、的 综 合 反 映 ， 测 量 方 法与 直 线 运 动 重 复 定 位 精 度 的 测 量 方 法 相 似 。失 动 量 是 由 于 进 给 传 动 链 刚 性 不 足 ， 滚 珠 丝杠 预 紧 力 不 够 ， 导 轨 副 过 紧 或 松 动 等 原 因造 成 的 。 数 控 系 统 都 有 失 动 量 补 偿 的 功 能 (一 般 称 反 向 间隙 补 偿 )， 最 大 能 补 偿 0 200 30mm的 失 动量 ， 但 这 种 补 偿 要 在 全 行 程 区 域 内 失 动 量 均 匀的 情 况 下 ， 才 能 取 得 较 好 效 果 。就 一 台 数 控 机 床 的 各 个 坐 标

15、轴 而 言 ， 软 件 补 偿值 越 大 ， 表 明 该 坐 标 轴 上 影 响 定 位 误 差 的 随 机因 素 越 多 ， 则 该 机 床 的 综 合 定 位 精 度 不 会 太 高 。 5、 回 转 工 作 台 的 定 位 精 度 以 工 作 台 某 一 角 度 为 基 准 ， 然 后 向 同 一方 向 快 速 转 动 工 作 台 ， 每 隔 30o锁 紧 定 位 ，选 用 标 准 转 台 、 角 度 多 面 体 、 圆 光 栅 及平 行 光 管 等 测 量 工 具 进 行 测 量 ， 正 向 转动 和 反 向 转 动 各 测 量 一 周 。 5、 回 转 工 作 台 的 定 位 精 度

16、 以 工 作 台 某 一 角 度 为 基 准 ， 然 后 向 同 一 方向 快 速 转 动 工 作 台 ， 每 隔 30锁 紧 定 位 ， 选用 标 准 转 台 、 角 度 多 面 体 、 圆 光 栅 及 平 行 光管 等 测 量 工 具 进 行 测 量 ， 正 向 转 动 和 反 向 转动 各 测 量 一 周 。各 定 位 位 置 的 实 际 转 角 与 理 论 值 (指 令 值 )之 差的 最 大 值 即 为 分 度 误 差 ； 6、 回 转 工 作 台 的 重 复 分 度 精 度 测 量 方 法 是 在 回 转 工 作 台 的 一 周 内 任 选 三个 位 置 正 、 反 转 重 复 定

17、 位 三 次 ， 实 测 值 与理 论 值 之 差 的 最 大 值 为 重 复 分 度 精 度 。对 数 控 回 转 工 作 台 ， 以 每 30o取 一 个 测 量 点 作为 目 标 位 置 正 、 反 转 进 行 五 次 快 速 定 位 。7、 数 控 回 转 工 作 台 的 失 动 量8、 回 转 工 作 台 的 原 点 复 归 精 度 三 、 切 削 精 度 检 验 数 控 机 床 切 削 精 度 检 验 ， 又 称 动 态 精 度检 验 ， 是 在 切 削 加 工 条 件 下 ， 对 机 床 几何 精 度 和 定 位 精 度 的 一 项 综 合 考 核 。切 削 精 度 检 验 可

18、分 单 项 加 工 精 度 检 验 和 加工 一 个 标 准 的 综 合 性 试 件 精 度 检 验 两 种 。 切 削 精 度 检 验数 控 机 床 切 削 精 度 检 验 ， 又 称 动 态 精 度 检验 ， 是 在 切 削 加 工 条 件 下 ， 对 机 床 几 何精 度 和 定 位 精 度 的 一 项 综 合 考 核 。切 削 精 度 检 验 可 分 单 项 加 工 精 度 检 验 和 加工 一 个 标 准 的 综 合 性 试 件 精 度 检 验 两 种 (一 )加 工 中 心 切 削 精 度1、 镗 孔 精 度试 件 上 的 孔 先 粗 镗 一 次 ， 然 后 按 单 边 余 量小

19、于 0.2mm进 行 一 次 精 镗 ， 检 测 孔 全 长 上各 截 面 的 圆 度 、 圆 柱 度 和 表 面 粗 糙 度 。主 要 用 来 考 核 机床 主 轴 的 运 动 精度 及 低 速 走 刀 时的 平 稳 性 。 3、 镗 孔 的 孔 距 精 度 和 孔 径 分 散 度 孔 距 精 度 反 映 了 机 床 的 定 位 精 度 及 失 动量 在 工 件 上 的 影 响 。 孔 径 分 散 度 直 接 受 到 精 镗 刀 头 材 质 的 影 响 ，为 此 ， 精 镗 刀 头 必 须 保 证 在 加 工 100个 孔以 后 的 磨 损 量 小 于 0.0lmm， 用 这 样 的 刀头

20、加 工 ， 其 切 削 数 据 才 能 真 实 反 映 出 机床 的 加 工 精 度 。 2 镗 孔 的 同 轴 度 利 用 转 台 180o分 度 ， 在 对 边 各 镗 一 个 孔 ，检 验 两 孔 的 同 轴 度 ， 这 项 指 标 主 要 用 来考 核 转 台 的 分 度 精 度 及 主 轴 对 加 工 平 面的 垂 直 度 。 4、 直 线 铣 削 精 度使 X轴 和 Y轴 分 别 进 给 ， 用 立 铣 刀 侧 刃 精 铣 工件 周 边 。 该 精 度 主 要 考 核 机 床 X向 和 Y向 导轨 运 动 几 何 精 度 。 5、 斜 线 铣 削 精 度 用 G01控 制 X和 Y

21、轴 联 动 ， 用 立 铣 刀 侧 刃 精铣 工 件 周 边 。 该 项 精 度 主 要 考 核 机 床 的 X、 Y轴 直 线 插 补的 运 动 品 质 。 6 圆 弧 铣 削 精 度 用 立 铣 刀 侧 刃 精 铣 外 圆 表 面 ， 要 求 铣 刀从 外 圆 切 向 进 刀 ， 切 向 出 刀 ， 铣 圆 过 程连 续 不 中 断 。 结 果 分 析 :原 因 :一 般 都 是 由 一 坐 标 方 向 或 两 坐 标 方 向的 反 向 失 动 量 引 起 的 。两 半 圆 错 位 斜 椭 圆两 坐 标 的 实 际 系 统 增 益 不 一 致 造 成 的 。 锯 齿 形 条 纹某 一 轴

22、进 给 速 度 不 均 匀 造 成 的 。 7、 过 载 重 切 削 在 切 削 负 荷 大 于 主 轴 功 率 120 150的 情 况 下 ， 机 床 应 不 变 形 ， 主 轴 运 转 正常 。只 有 定 位 精 度 和 重 复 定 位 精 度 的 实 际 误 差大 大 小 于 允 差 ， 才 能 保 证 切 削 精 度 合 格 。 美 国 NAS(国 家 宇 航 标 准 )979在 20年 前 就 制 订 了 “ 圆 形 菱 形 方 形 ” 试 件 标 准 (现 在 是 中 国 机 床 工 具 工 业 协 会CMTBA的 标 志 )。 (二 )数 控 卧 式 车 床 的 车 削 精 度

23、 对 于 数 控 卧 式 车 床 ， 单 项 加 工 精 度 有 ：外 圆 车 削 、 端 面 车 削 和 螺 纹 切 削 。试 件 材 料 为 45钢 ， 切 削 速 度 100 150mmin， 背 吃 刀 量 0.10.15mm， 进 给 量 小 于或 等 于 0.1mm r， 刀 片 材 料 YW3涂 层 刀1、 外 圆 车 削 试 件 长 度 取 床 身 上 最 大 车 削 直 径 的 1 2，或 最 大 车 削 长 度 的 1 3， 最 长 为 500mm，直 径 大 于 或 等 于 长 度 的 1 4。精 车 后 圆 度 小 于 0.007mm，直 径 的 一 致 性 在 200

24、mm测 量 长 度 上 小 于0.03mm(机 床 加 工 直 径 小 于 或 等 于 800mm时 )。 2、 端 面 车 削试 件 外 圆 直 径 最 小 为 最 大 加 工 直 径 的 1 2。精 车 后 检 验 其 平 面 度 ， 300mm直 径 上 为0.02mm， 只 允 许 凹 。 3、 螺 纹 切 削 螺 纹 长 度 要 大 于 或 等 于 2倍 工 件 直 径 ， 但 不 得 小 于 75mm， 一般 取 80mm。 螺 纹 直 径 接 近 Z轴 丝 杠 的 直 径 ， 螺 距 不 超 过 Z轴丝 杠 螺 距 之 半 ， 可 以 使 用 顶 尖 。 精 车 60o螺 纹 后

25、 ， 在 任 意60mm测 量 长 度 上 螺 距 累 积 误 差 的 允 差 为 0.02mm 4、 综 合 试 件 切 削 综 合 车 削 试 件 如 图 所 示 。 材 料 为 45钢 ， 有轴 类 和 盘 类 零 件 ， 加 工 对 象 为 阶 台 、 圆 锥 、凸 球 、 凹 球 、 倒 角 及 割 槽 等 内 容 ， 检 验 项目 有 圆 度 、 直 径 尺 寸 精 度 及 长 度 尺 寸 精 度等 。 机 床 性 能 及 数 控 功 能 检 验一、机床性能 （一）主轴性能 1、 手 动 操 作 2、 手 动 数 据 输 入 方 式 (MDI) 3、 主 轴 准 停 (二 )进 给

26、 性 能 1、 手 动 操 作 2、 用 手 动 数 据 输 入 方 式 (MDI) 机 床 性 能 及 数 控 功 能 检 验 机 床 性 能 及 数 控 功 能 检 验机床操作面板 机 床 性 能 及 数 控 功 能 检验MDI 机 床 性 能 及 数 控 功 能 检 验 3、 软 硬 限 位 4、 回 原 点 (三 )自 动 换 刀 (ATC)性 能1、 手 动 和 自 动 操 作 2、 刀 具 交 换 时 间(四 )机 床 噪 声(五 )润 滑 装 置(六 ) 气 、 液 装 置 (七 )附 属 装 置 机 床 性 能 及 数 控 功 能 检验润滑装置 机 床 性 能 及 数 控 功

27、能 检 验二 、 数 控 功 能1、 运 动 指 令 功 能 2、 准 备 指 令 功 能3、 操 作 功 能4、 CRT显 示 功 能 三 、 连 续 空 载 运 行 让 数 控 机 床 长 时 间 连 续 运 行 ， 是 综 合 检 验 整台数 控 机 床 各 种 自 动 运 行 功 能 可 靠 性 最 好 的 方 法 数 控 系 统 的 验 收完 整 的 数 控 系 统 应 包 括 ： 各 功 能 模 块 、 CRT、 系 统 操 作 面板 、 机 床 操 作 面 板 、 电 气 控 制 柜 (强电 柜 )、 主 轴 驱 动 装 置 和 主 轴 电 动 机 、进 给 驱 动 装 置 和

28、进 给 伺 服 电 动 机 、位 置 检 测 装 置 及 各 种 连 接 电 缆 等 数 控 系 统 的 验 收机床 数 控 系 统 的 验 收一 、 数 控 系 统 外 观 检 查二 、 控 制 柜 内 元 器 件 的 紧 固 检 查三 、 输 入 电 源 电 压 、 相 序 的 确 认 数 控 系 统 的 验 收四 、 检 查 直 流 电 压 输 出 用 万 用 表 测 量 稳 压 装 置 的 输 出 电 压 和 输 出端 对 地 电 阻 值 ， 以 确 认 输 出 的 +24V电 压 是 否在 允 许 范 围 内 及 对 地 短 路 五 、 确 认 数 控 系 统 与 机 床 侧 的 接

29、 口 数 控 系 统 的 验 收 CFTN为 “ 1”表 示 正 在 执 行 M、 S、 T功 能 ; CMTN为 1表 示 正 在 执 行 自 动 运 行 指 令 ; CDWL为 1表 示 正 在 执 行 暂 停 ; CINP为 1表 示 正 在 进 行 到 位 检 测 ; COVZl表 示 倍 率 为 0%; CITL为 1表 示 互 锁 信 号 接 通 ; CSCT为 1表 示 等 待 主 轴 速 度 到 达 信 号 接 通 数 控 系 统 的 验 收六 、 确 认 数 控 系 统 各 参 数 的 设 定七 、 接 通 电 源 检 查 机 床 状 态八 、 用 手 轮 进 给 检 查 各 轴 运 转 情 况九 、 用 准 停 功 能 来 检 查 主 轴 的 定 位 情 况