1、第四单元第四单元 数控机床的选用、数控机床的选用、安装调试与验收安装调试与验收目录v第十四章第十四章 数控机床的选型数控机床的选型v第十五章第十五章 数控机床的安装、调试与验收数控机床的安装、调试与验收第十四章第十四章 数控机床的选型数控机床的选型v第一节第一节 数控机床的适用范围数控机床的适用范围v第二节第二节 数控机床的合理选择数控机床的合理选择第一节第一节 数控机床的适用范围数控机床的适用范围v1在通用机床上不易加工或需要在通用机床上配置复杂专用夹具且需很长调整时间才能加工的零件；v2需要小批量多批次生产(一般在100件以下)的零件；v3轮廓形状复杂、加工精度要求较高或必须用数字方法解决
2、的复杂曲线、曲面的模具类零件；v4准备多次改型设计的零件；v5需要进行镗、铣、钻、扩、铰、锪、攻螺纹等多工序联合加工并一次装夹可完成的零件；v6价值甚高的精密型零件。第二节第二节 数控机床的合理选择数控机床的合理选择v1根据被加工的典型零件，确定数控机床的形式；v2根据被加工的典型零件，确定数控机床的规格；v3充分考虑数控机床的功能；v4数控机床精度的选择；v5自动换刀装置的选择；v6数控机床刀柄（刀具）的选择；v7数控系统的选择；v8加工节拍与机床数量估算；v9机床选择功能及附件的选择；第十五章第十五章 数控机床的安装、调试与数控机床的安装、调试与验收验收v第一节第一节 数控机床的安装数控机
3、床的安装v第二节第二节 数控机床的调试与验收数控机床的调试与验收第一节第一节 数控机床的安装数控机床的安装v1.机床的基础处理和初始就位；v机床到货后应及时开箱检查，按照装箱单清点技术资料、零部件、备件和工具等是否齐全无损，核对实物与装箱单及订货合同是否相符，如发现有损坏或遗漏问题，应及时与供货厂商联系解决，尤其注意不要超过索赔期限。v仔细阅读机床安装说明书，按照说明书的机床基础图及动力机器基础设计规范做好机床基础，确定是否具备防振功能，对于大型高精度数控机床，要保证防振沟深不能小于1.5m。在基础养护期满并完成清理工作后，将调整机床水平用的垫铁、垫板逐一摆放到位，然后吊装机床的基础件（或整机
4、）就位，同时将地脚螺栓放进预留孔内，并完成初步找平工作。第一节第一节 数控机床的安装数控机床的安装v2.机床部件的组装；v机床部件的组装是指将分解运输的机床重新组合成整机的过程。组装前注意做好部件表面的清洁工作，将所有联接面、导轨、定位和运动面土的防锈涂料清洗干净，然后准确可靠地将各部件联接组装成整机。在组装立柱、数控柜、电气柜、刀具库和机械手的过程中，机床各部件之间的联接定位均要求使用原装的定位销、定位块和其它定位元件，这样各部件在重新联接组装后，能够更好地还原机床拆卸前的组装状态，保持机床原有的制造和安装精度。第一节第一节 数控机床的安装数控机床的安装v3.数控系统的连接；v数控系统的连接
5、是针对数控装置及其配套的进给和主轴伺服驱动单元而进行的，主要包括外部电缆的连接和数控系统电源的连接。在连接前要认真检查数控装置与MDICRT单元、位置显示单元、纸带阅读机、电源单元、各印刷电路板和伺服单元等，注意是否有损伤或污染，电缆捆扎处和屏蔽层有无破损或伤痕，脉冲编码器的码盘有无磕碰痕迹等，如发现问题应及时采取措施或更换。v数控系统外部电缆的连接，包括数控装置与MDICRT单元、强电柜、操作面板、进给伺服电动机和主轴电动机动力线、反馈信号线的连接等。连接中的插接件是否插入到位，紧固螺钉是否拧紧，应该引起足够的重视，因为由于插接不良而引起的故障最为常见。数控机床要有良好的地线连接，以保证设备
6、、人身安全和减少电气干扰。第二节 数控机床的调试与验收v一、数控机床的检查与调试v1.机床连接电源的检查；v（1）电源电压和频率的确认 v（2）电源电压波动范围的确认 v（3）输入电源相序的确认 v（4）检查直流电源输出端对地是否短路 v（5）检查直流电源输出电压 v（6）熔断器的检查 v2.参数的设定和确认；v（1）短接棒的设定：在数控系统的印刷电路板上有许多待连接的短路点，可以根据需要用短接棒进行设定，用以适应各种型号机床的不同要求。v（2）参数的设定。数控系统的许多参数（包括可编程控制器PLC参数）能够根据实际需要重新设定，以使机床获得最佳的性能和最方便的状态。对于数控机床出厂时就已经设
7、定的各种参数，在检查与调试数控系统时仍要求对照参数表进行核对。第二节 数控机床的调试与验收v二、机床的通电试车v1.对机床个部位进行润滑；v2.检查机床的各部件的连接情况；v3.对机床进行局部供电试验；v4.对机床进行整体供电试车；v先用手动方式分别操纵各轴及部件连续运行，通过CRT或DPL显示，判断机床部件移动方向和移动距离是否正确。使机床移动部件达到行程限位极限，验证超程限位装置是否灵敏有效，数控系统在超程时是否发出报警。机床基准点是运行数控加工程序的基本参照，要注意检查重复回基准点的位置是否完全一致。v在上述检查过程中如果遇到问题，要查明异常情况的原因并加以排除。当设备运行达到正常要求时
8、，用水泥灌注主机和各部件的地脚螺栓孔，待水泥养护期满后再进行机床几何精度的精确调整和试运行。第二节 数控机床的调试与验收v三、机床几何精度的调整v数控机床几何精度的调整内容和方法与普通机床基本相同，这里以TH66100型卧式加工中心为例说明几何精度的调整内容和方法。v（1）调整垫铁和地脚螺栓 具体主要是通过垫铁和地脚螺栓进行调整机床的几何精度，必要时也可以通过稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮来达到精度要求。v（2）调整机械手与主轴、刀具库之间相对位置 用G28 G91 Y0 ZO或G30 Y0 ZO（回第二参考点）指令，使机床自动运行到换刀位置，用手动方式分步完成刀具交换动作，检查抓刀、装刀、拔
9、刀、旋转交换等动作是否准确平稳 v（3）调整托板与交换工作台面的相对位置 该种机床是双工作台或多工作台，要调整好工作台托板与交换工作台面的相对位置，以保证工作台自动交换时平稳可靠。第二节 数控机床的调试与验收v四、机床试运行v为了全面地检查机床功能及工作可靠性，数控机床在安装调试完成后，要求在一定负载或空载条件下，按规定时间进行自动运行检验。国家标准GB9061-1988规定的自动运行检验时间，数控车床为16h，数控铣床为24h，加工中心为32h，都是要求连续运转不发生任何故障。如有故障或排障时间超过了规定的时间，则应对机床进行调整后重新做自动运行检验。v自动运行检验的程序叫考机程序。可以用机
10、床生产厂家提供的考机程序，也可以根据需要自编考机程序。通常考机程序要包括控制系统的主要功能，如主要的G指令，M指令，换刀指令，工作台交换指令，主轴最高、最低和常用转速，坐标轴快速进给和工作进给速度等。在机床试运行过程中，刀库应装满刀具，工作台上要装有一定重量的负载。第二节 数控机床的调试与验收v五、数控机床的验收v1.机床外观的检查：机床外观的检查是指不使用检测仪器凭借直观进行的各种检查。v2.机床精度的验收：机床精度的验收内容是为了保障机床良好的运行性能而设定的。主要包括几何精度、定位精度和切削精度。检测工具的精度必须比所测得的机床几何精度高一个等级，否则，测量出来的结果不具备可信度。v（1
11、）机床几何精度的验收。数控机床的几何精度综合反映机床各关键零部件及其组装后的几何形状误差。机床几何精度的许多项目相互影响，必须在精调后一次性完成。包括一下几个方面：v1)X、Y、Z坐标轴的相互垂直度；v2)工作台面的平行度；v3)X轴移动工作台面的平行度；v4)Z轴移动对工作台面的平行度；v5）主轴回转轴心线对工作台面的平行度；v6)主轴在Z轴方向移动的直线度；v7)主轴在Y轴方向移动的直线度；v8)主轴在X轴方向移动的直线度；第二节 数控机床的调试与验收v9)X轴移动工作台边界定位基准面的平行度；v10)工作台中心线到边界定位器基准面之间的距离精度；v11）主轴轴向跳动；v12)主轴孔径向跳
12、动；v（2）机床定位精度的验收。定位精度是数控机床各坐标轴在数控装置控制下所达到的运动位置精度，它反映的是机床坐标轴的实际位移与指令值的一致程度。机床的定位精度取决于数控系统和机械传动误差的大小，能够从加工零件达到的精度反映出来。包括以下几个方面：v1）各直线运动轴的定位精度和重复定位精度；v2）直线运动各轴机械原点的复归精度；v3）直线运动各轴的反向间隙（背隙或失动量；v4)回转运动（回转工作台）的定位精度和重复定位精度；v5)回转运动的反向间隙（背隙）；6)回转轴原点的复归精度；v用激光干涉仪测量数控机床定位精度和重复定位精度见图15-1，测量机床直线运动各轴的反向间隙（背隙或失动量）见图
13、15-2。第二节 数控机床的调试与验收图15-1 直线运动定位精度与重复定位精度检测图15-2 机床失动量的测定第二节 数控机床的调试与验收v（3）机床切削精度的验收。切削精度是受数控机床几何精度、定位精度、重复定位精度、材料、刀具和切削条件等各种因素影响而形成的综合精度。检验的内容是被加工零件的形状、位置精度和加工表面粗糙度，具体项目如下：v1)镗孔精度；v2）镗孔的孔距精度和孔径精度；v3)端铣刀铣平面的平面精度；v4）棒铣刀铣侧面的直线精度；v5)棒铣刀铣圆弧的圆度精度；v6)二轴联动的加工精度；v影响切削精度的因素很多，为了反映数控机床的真实精度，要尽量排除其它因素的影响。各项切削精度
14、的实测误差值为允许误差值的50%为比较好，关键项目能在允许误差值的1/3左右为相当理想。第二节 数控机床的调试与验收v3.机床性能与数控功能的验收v（1）机床性能的验收；v机床性能主要包括主轴系统性能，进给系统性能，自动换刀系统、电气装置、安全装置、润滑装置、气液装置及各附属装置等性能。v（2）数控系统功能的验收；v数控功能包括标准功能和选择性功能，数控功能的验收要按照数控系统说明书和订货合同的规定，用手动或自动运行的方式检测机床应该具备的标准功能和选择性功能。v数控功能检验的最好办法是自己编制一个检验考机程序，让机床在空载下连续自动运行（数控车床为16h，数控铣床为24h，加工中心为32h），所编制的检验程序要把机床具备的数控功能都编写进去，其中主要包括数控系统的标准功能和选择性功能。在机床试运行过程中，刀库应装满刀具，工作台上要装有一定重量的负载。
