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摘要数控机床的安装、调试分为机械部分和电气部分，电气部分又有强电和弱电之分，数控机床的调试工作还包括各项精度的测试与调整。所以，数控机床的调试工作也是一项技术含量高、对今后设备的正常使用具有重要意义的一项工作。 尤其，在初期对数控机床机械部分的的安装与调试最为重要，这是在数控机床安装完毕后，发现问题而难以修改的地方，属于机床安装调试中的基础部分，一台数控机床的几何精度如果不达标，直接影响到其他精度。在数控机床的安装调试时，存在着一些技巧，这些技巧可使得安装调试人员在工作中节省许多体力和精力，大大提高工作效率。鉴于此，本论文以齐齐哈尔第一机床厂制造的型号为FT315X65/32L-NC数控落地车床为例，在全面介绍数控机床安装调试过程的同时，着重就该数控机床机械部分的安装、调试的过程、方法和技巧等方面进行较为全面的阐述。关键词： 精度 安装 调试 检测AbstractCNC machine tool installation, commissioning into the mechanical parts and electrical parts, electrical parts and the strong power and weak points, numerical control machine tool also includes the commissioning of the accuracy of testing and adjustment. Therefore, the NC machine tool is a debugging work with high technical content on the future use of the normal equipment of a work of great significance. In particular, in the early part of the NC machine tool mechanical installation and commissioning of the most important, which is installed in the machine tools and found it difficult to amend the problem areas, installation and debugging tools are the basic parts of a CNC machine tool geometric accuracy standards if we do not directly affect the accuracy of the other. CNC machine tools in installation and debugging, there are some skills, these skills can make installation and adjustment in the work of many physical and energy savings, greatly enhancing efficiency. In view of this, this paper first machine tool works in Qiqihar model manufactured FT315X65/32L-NC CNC lathe floor as an example, in a comprehensive introduction to the process of installation and commissioning of CNC machine tools at the same time, focusing on the mechanical parts on the CNC machine tool installation, debugging process, methods and techniques to carry out more comprehensive exposition.Key words:Precision Installation Debugging Detection24第1章 绪论数控机床是机电一体化、高技术含量而价格又相对较高的机床，随着航空、航天、船舶、汽车、电子、模具等行业的不断发展，在零件的加工难度、加工精度以及加工效率等方面对数控机床设备、加工的工艺和使用者都提出了更高的要求。对于数控机床的使用者来说，一台新购买的数控机床到位后，首先面临的就是机床的就位、安装及调试，它是使机床恢复和达到出厂时的各项性能指标的重要环节。机床的正确安装和调试是保证机床用好，充分发挥其效益的首要条件。能够很好地了解和掌握数控机床的安装调试过程，对今后更好的使用机床、延长机床使用寿命具有很好的现实意义。数控机床是高精度的机床，由于安装和调试的失误，往往造成精度的丧失，故障率的增加，因而引起高度重视。在进行机械故障的诊断与维护，特别是在加工出现质量问题时，很大程度上就可能属于机床的精度故障，因此数控机床的安装、调试以及精度的检测也就显得十分重要。第2章 数控机床的运输与吊装2.1 安装准备数控机床在运输到达用户之前，用户首先根据设备要求和生产现场的实际情况选择好安装位置，然后根据生产厂家提供的地基图做好机床基础，在安装地脚螺栓的部位打好地基孔，挖好地坑和排线沟。用户的准备工作做好后，作为安装人员，到达现场根据地基图对机床地基进行核查，核查后，我们有根据客户的要求为机床订做了调整垫铁和地脚螺栓，因为一般来讲，这两样安装附件是由安装方依据用户的要求和生产现场的实际情况而定做的。具体来讲准备工作主要有以下几个方面。1.地基准备按照地基图打好地基，并预埋好电、油、水管线。2.工具仪器准备起吊设备、安装调试中所用工具、机床梭验工具和仪器（1000mm、500mm平尺各一，5000mm大理石平尺，2000mm长标杆，百分表及表座两块，300mm游标卡尺两部，内六角扳手一套，开口扳手一套，角磨机一台，铅粉一盒，手电钻，钻头及相配丝锥，手锯，锤子，油石，刮刀，千分表，框式水平仪两块，卷尺等）。3.辅助材料如煤油、机油、清洗剂、棉纱等。4.将机床运输到安装现场，但不要拆箱拆箱工作一般要等供方人员到场。如果有必要提前开箱，首先要征得供方同意，如是进口设备要请商检局派员到厂，以免出现问题发生争执。2.2 开箱验收机床到货征得供方同意后应及时开箱检查，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，并由用户作好记录，分别检查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、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，机床吊装与机床就位。2.3 机床吊装与就位机床吊装时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。当机床就位时要首先确定床身的位置，对应机床床身安装孔位置，通过按说明书中介绍把组成机床的各大部件分别在地基上就位。就位时，垫铁、调整垫块和地脚螺栓等相应对号入座，调整垫铁及地脚螺栓将机床安装在准备好的地基上。 第3章 安装调试的准备工作准备工作就是把机床各部件组装成整机部件组装完成后就进行电缆、油管和气管的连接。机床说明书中有电气接线图和气、液压管路图，应据此把有关电缆和管道按标记一一对号接好。 此阶段注意事项如下：1.机床拆箱后首先找到随机的文件资料，找出机床装箱单，按照装箱单清点各包装箱内零部件、电缆、资料等是否齐全。2.机床各部件组装前，首先去除安装连接面、导轨和各运动面上的防锈涂料，做好各部件外表清洁工作。3.连接时特别要注意清洁工作和可靠的接触及密封，并检查有无松动和损坏。电缆插上后一定要拧紧紧固螺钉，保证接触可靠。油管、气管连接中要特别防止异物从接口中进入管路，造成整个液压系统故障，管路连接时每个接头都要拧紧。电缆和油管连接完毕后，要做好各管线的就位固定，防护罩壳的安装，保证整齐的外观。第4章 数控机床的安装调试4.1 机床精度调整 机床精度调整主要包括精调机床床身的水平和机床几何精度。利用地脚螺栓和调整垫铁精调机床床身的水平，对普通机床，水平仪读数不超过0.04mm/1000mm ， 对于高精度机床，水平仪读数不超过0.02mm/1000mm 。然后移动床身上各移动部件（如刀架、尾座顶尖和工作台等），在各坐标全行程内观察记录机床水平的变化情况，并调整 相应的机床几何精 度，使之达到允差范围。小型机床床身为一体，刚性好，调整比较容易。但对于大、中型机床床 身大多是多点垫铁支承，因此为了不使最大工件回转直径为3150mm的落地卧式车床床身产生额外的扭曲变形，要求在床身自由状态下调整水平，各支承垫铁全部起作用后，再压紧地脚螺栓。这样可保持床身精调后长期工作的稳定性，提高几何精度的保持性。一般机床出厂前都经过精度检验，只要质量稳定，按上述要求调整后，机床就能达到出厂前的精度。 4.1.1 基座平板工作面平面度的精度调整在此之前要将测量点使用煤油清洗干净，并用油石磨平，在使用油石打磨机床接触面的时候，这里是有技巧的，譬如，在打磨机床导轨时，因机床导轨是纵向的，所以在打磨时，油石也是顺着导轨的纵向做往复式打磨，在打磨立车工作台时油石就要不停地画圆打磨，此外油石打磨的重点就是把该平面的搞点打磨掉，并将平面磨光，所以打磨时只要注意高点即可，很省功的，值得注意的是，所有的测量仪器在使用之前均需使用煤油清洗并擦拭干净。准备工作做好之后，将两块等高垫块（高度200mm）横向放在基座平板上，然后1000mm平尺架在垫块上，在垫块外侧呈纵向放置500mm平尺，在两块平尺的中间位置上分别放置框式水平仪，并做好记号，这是以免在平尺移动的时候，水平仪在平尺上的位置发生窜动，影响水平精度的调整，安放好后，以此点为起点，每500mm推进，每推进一处记下两块水平仪的读数直至推完全部行程，对基座平板工作面的平面度精度有了了解后，做到心中有数。 在正式调水平时是有很多技巧的，比如根据基座平板纵向水平的读数画出水平走向图，分析走向图，水平走向可分为三种情况。第一种情况，水平走向有大高点和大低点，呈两极分化， 这种情况调水平时要首先把高点及高点周围调低，将低点及低点周围调高，而后再依据第三种情况调水平，会极大的节省时间；第二种情况，水平走向一边倒，即直线上升或直线下降，遇上这种情况，就要取水平读数中间的读数设为水平零点，其他处水平的水平均以此为基点来调水平；第三种情况，也就是最好的调整状态，高低点均有，且均匀分布，在这种情况调整水平时，取一个高低点的中间值为基点使用第二种情况调整水平，若高低点的差值不大的话，则可以起点为基点调整水平。值得注意的是，调水平时不要一次调到位，因为在调下一板水平的时候，相邻的这几板都会动的，所以也要注意留个余量。依据上面讲述的水平调整方法，工作效率会有很大的提高，基座平板工作面的平面度水平精度的调整依据其精度允差，在任意500mm测量长度上为0.015mm，在全部行程上为0.12mm。4.1.2 尾座心轴轴线对溜板移动的平面度精度的调整将大理石平尺置于尾座检棒下方纵向放置，把大长表干表座放在大理石平尺上，取出两块表分表与标杆连接，表头分别接触在到尾座检棒根部的上母线和侧母线上，百分表指针调零，向外拉表，读数，调整尾座的紧固螺丝，精度调整的允差为在500mm测量长度上，在垂直平面内0.07mm（只许向上偏），在水平平面内0.06mm（只许向前偏）。注：尾座检棒向上偏是考虑到，尾座顶尖的承重力要大，工件重心向后移，顶尖顶夹部位高度容易下降，因此要给一个提前量。而尾座检棒只许向前偏，是考虑到机床顶夹加工工件，反向加工时顶尖会受到一个向后的推力，工件中心会偏离主轴轴心，影响加工精度，因此要将尾座检棒调向前偏，给个提前量。4.1.3 床头箱主轴各项精度的调整床头箱位置的安放，是精度调整的第一步。床头箱位置的调整需以尾座为基准，因基座平板以固定，而尾座又是安放在基座平板上的，并有尾座导向槽定位，所以其定位基准是尾座。在尾座与基座平板工作面的接触面擦拭干净后，将机床尾座吊放在基座平板上并且靠近床头箱的一侧，便于床头箱与机床尾座相对位置精度的调整，将床头箱吊放在地基图标住的地方。将主轴锥孔和尾座顶尖锥孔修磨打光，分别安上顶尖，用卷尺测量尾座顶尖与床头箱主轴顶尖的高度差，调整床头箱的调整垫铁来改变高度，是床头箱主轴轴线与尾座心轴轴线重合，粗调到大致高度后，将两顶尖取下换上检棒，把大理石平尺放置到尾座顶尖与床头箱主轴一条直线并靠近尾座检棒的位置上，把大长表干表座放在大理石平尺上，取出两块表分表与标杆连接，表头分别接触在到尾座检棒根部的上母线和侧母线上，百分表指针调零，向床头箱方向拉表，读数，调整可调垫铁和侧顶。主轴的轴向窜动精度调整的允差为0.03mm。主轴锥孔轴线的径向跳动精度允差为靠近主轴端面0.03mm，距主轴端面500mm处0.06mm。主轴轴线对溜板移动的平行度精度允差为在垂直平面内500mm测量长度上0.06mm（只许向上偏），在水平平面内500mm测量长度上0.03mm（只许向前偏）。注：在调整调整垫铁时要均匀调，即在调整量多的时候，一块调整垫铁不能调太多，还要捎带着调旁边的垫铁，要其均匀受力，否则容易导致垫铁崩碎，精度也就白调了。在使用千斤顶调整精度时要注意用力，尤其是在千斤顶松劲的时候，一定要缓慢，否则很容易变数的。4.2 数控系统的连接和调试4.2.1 数控系统的开箱检查 无论是单个购入的数控系统还是与机床配套整机购入的数控系统，到货开箱后都应进行仔细检查。检查包括系统本体和与之配套的进给速度控制单元和伺服电动机、主轴控制单元和主轴电动机。4.2.2 外部电缆的连接 外部电缆连接是指数控装置与外部MDI/CRT单元、强电柜、机床操作面板、进给伺服电动机动力线与反馈线、主轴电动机动力线与反馈信号线的连接及与手摇脉冲发生器等的连接。最后还应进行地线连接。1.数控系统电源线的连接 应在切断数控柜电源开关的情况下连接数控柜电源变压器原边的输入电缆。2.设定的确认 数控系统内的印刷线路板上有许多用跨接线短路的设定点，需要对其适当设定以适应各种型号机床的不同要求。3.输入电源电压、频率及相序的确认 各种数控系统内部都有直流稳压电源，为系统提供所需的5V，5V，24V等直流电压。因此，在系统通电前，应检查这些电源的负载是否有对地短路现象。可用万用表来确认。4.确认直流电源单元的电压输出端是否对地短路应使这些符合随机提供的连接手册的规定。5.接通数控柜电源，检查各输出电压 在接通电源之前，为了确保安全，可先将电动机动力线断开。接通电源之后，首先检查数控柜中各个风扇是否旋转，就可确认电源是否已接通。6.确认数控系统与机床侧的接口 完成上述步骤，可以认为数控系统已经调整完毕，具备了与机床联机通电试车的条件。此时，可切断数控系统的电源，连接电动机的动力线，恢复报警设定。4.3 通电试机 按机床说明书要求给机床润滑、润滑点灌注规定的油液和油脂，清洗液压油箱及过滤器，灌入规定标号的液压油。液压油事先要经过过滤。接通外界输入的气源。 机床通电操作可以是一次各部分全面供电，或各部件分别供电，然后再作总供电试验。分别供电比较安全，但时间较长。通电后首先观察有无报警故障，然后用手动方式陆续启动各部件。检查安全装置是否作用，能否正常工作，能否达到额定的工作指标。总子，根据机床说明书资料粗略检查机床主要部件，功能是否正常、齐全，使机床各环节都能操作运动起来。 然后，调整机床的床身水平，粗调机床的主要几何精度，再调整重新组装的主要运动部件与主机的相对位置，用快干水泥灌注主机和各附件的地脚螺栓，把各个预留孔灌平，等水泥完全干固。 在数控系统与机床联机通电试车时，虽然数控系统已经确认，工作正常无任何报警，应在接通电源的同时，作好按压急停按钮的准备，以备随时切断电源。在检查机床各轴的运转情况时，应用手动连续进给移动各轴，通过CRT或DPL（数字显示器）的显示值检查机床部件移动方向是否正确。然后检查各轴移动距离是否与移动指令相符。如不符，应检查有关指令、反馈参数，以及位置控制环增益等参数设定是否正确。 随后，再用手动进给以低速移动各轴，并使他们碰到超程开关，用以检查超程限位是否有效，数控系统是否在超程时发出报警。最后，还应进行一次返回基准点动作。机床的基准点是以后机床进行加工的程序基准位置，因此，必须检查有无基准点功能及每次返回基准点的位置是否完全一致。第5章 机床精度和功能的调试在已经固化的地基上用地脚螺栓和垫铁精调机床主床身的水平，找正水平后移动床身上的各运动部件（主柱、溜板和工作台等），观察各坐标全行程内机床的水平变换情况，并相应调整机床几何精度使之在允许误差范围之内。使用的检测工具有精密水平仪、标准方尺、平尺、平行光管等。在调整时，主要以调整垫铁为主，必要时可稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮等。 用手动方式调整装刀机械手和卸刀机械手相对主轴的位置。在调整中采用一个校对心棒进行检测，有误差时可调整机械手的行程，移动机械手支座和刀库位置等，必要时还可以修改换刀位置点的设定（改变数控系统内的参数设定）。调整完毕后紧固各调整螺钉及刀库地脚螺栓，然后装上几把接近规定允许重量的刀柄，进行多次从刀库到主轴的往复自动交换，要求动作准确无误，不撞击，不掉刀。带APC交换工作台的机床要把工作台运动到交换位置，调整托盘站与交换台面的相对位置，达到工作台自动换刀时动作平稳、可靠、正确。然后在工作台面上装上7080的允许负载，进行多次自动交换动作，达到正确无误后再紧固各有关螺钉。 仔细检查数控系统和PLC装置中参数设定值是否符合随机资料中规定数据，然后试验各主要操作功能、安全措施、常用指令执行情况等。例如，各种运行方式（手动、点动、MDI、自动方式等），主轴挂档指令，各级转速指令等是否正确无误。 在机床调整过程中，一般要修改和机械有关的NC参数，例如各轴的原点位置等修改和机床部件相关位置有关参数，如刀库刀盒坐标位置等。修改后的参数应在验收后记录或存储在介质上。检查辅助功能及附件的正常工作，例如机床的照明灯，冷却防护罩盒各种护板是否完整；往切削液箱中加满切削液，试验喷管是否能正常喷出切削液；在用冷却防护罩条件下切削液是否外漏；排屑器能否正确工作；机床主轴箱的恒温油箱能否起作用等。第6章 试运行 数控机床安装调试完毕后，要求整机在带一定负载条件下经过一段较长时间的自动运行较全面地检查机床功能及工作可靠性。运行时间尚无统一的规定，一般采用每天运行8h，连续运行23天；或24h连续运行12天。这个过程称作安装后的试运行。考核程序中应包括：主要数控系统的功能使用，自动更换取用刀库中三分之二的刀具，主轴的最高、最低及常用的转速，快速和常用的进给速度，工作台面的自动交换，主要M指令的使用等。试运行时机床刀库上应插满刀柄，取用刀柄重量应接近规定重量，交换工作台面上也应加上负责。在试运行时间内，除操作失误引起的故障以外，不允许机床有故障出现，否则表明机床的安装调试存在问题。第7章 数控机床的检测与验收7.1 检测与验收的工具几何精度的检测，主要用的工具有平尺、带锥柄的检验棒、顶尖、角尺、精密水平仪、百分表、千分表、杠杆表、磁力表座等；位置精度检测主要用的机床是激光干涉仪及块规；加工精度检验机床主要有千分尺及三坐标测量仪等。机床运行时测试噪声可以用噪声仪，机床的温升测试可以用点温计或红外热像仪。外观测试用的设备主要有光电光泽度仪等。7.2 噪声温升及外观的检测与验收主要检测机床油漆的表面质量，包括油漆有无损伤、油漆色差、流挂及油漆的光泽度等，一般要求反光率72%。将机床启动，检查其运行的噪声情况，一般不允许超过83dB。机床不得有渗油、渗水、渗气现象。检查主轴运行温度稳定后的温升情况，一般其温度最高不超过700C，温升不超过320C。在对数控机床作详细检查验收以前，还应对数控柜的外观进行检查验收，应包括下述几个方面：1.外表检查 用肉眼检查数控柜中的各单元是否有破损、污染、连接电缆捆绑是否有破损、屏蔽层是否有剥落现象。2.数控柜内部件紧固情况检查 包括螺钉紧固检查、连接器紧固检查、印刷线路板的紧固检查。3.伺服电动机的外表检查 特别是对带有脉冲编码器的伺服电动机的外壳应作认真检查，尤其是后端。7.3 几何精度的检测与验收数控机床种类繁多，对每一类数控机床都有其精度标准，应按照其精度标准检测验收。现以数控落地车床为例，说明其几何精度的检测方法。7.3.1 数控落地车床几何精度的检测根据数控车床的加工特点及使用范围，要求其加工的零件外圆圆度和圆柱度、加工平面的平面度在要求的公差范围内；对位置精度也要达到一定的精度等级，以保证被加工零件的尺寸精度和形状公差。因此，数控车床的每个部件均有相应的精度要求，数控车床的具体精度要求见附录1精度检验单所示。7.3.2 工作精度的验收机床的质量好与坏，其最终的考核还是看该机床加工零件的质量如何，一般来讲，对于机床一般项精度与标准存在一定范围的偏差时，以该机床的加工精度为准。一般进行的是一个综合试件的加工质量来进行评价，具体要求按附录1精度检验单的P1、P2、P3、P4。7.3.3 数控机床位置精度测试常用的测量方法及评定标准1.定位精度和重复定位精度的确定（1）GB/T12421.2-99国家标准评定方法目标位置Pi ：运动部件编程要达到的位置。下标i表示沿轴线选择的目标位置中的特定位置。实际位置Pij（i=0m，j=1n）：运动部件第j次向第i个目标位置趋近时的实际测得的到达位置。位置偏差Xij ：运动部件到达的实际位置减去目标位置之差，Xij =Pij Pi。单向趋近：运动部件以相同的方向沿轴线（指直线运动）或绕轴线（指旋转运动）趋近某目标位置的一系列测量。符号表示从正向趋近所得参数，符号表示从负向趋近所得参数，如Xij或Xij。双向趋近： 运动部件从二个方向沿轴线或绕轴线趋近某目标位置的一系列测量。某一位置的单向平均位置偏差或 ： 运动部件由n次单向趋近某一位置Pi所得的位置偏差的算术平均值。 = 或 = 某一位置的双向平均位置偏差 ：运动部件从二个方向趋近某一位置Pi所得的单向平均位置偏差和 的算术平均值。= （+）/2某一位置的反向差值Bi ：运动部件从二个方向趋近某一位置时两单向平均位置偏差之差。 Bi=轴线反向差值B和轴线平均反向差值：运动部件沿轴线或绕轴线的各目标位置的反向差值的绝对值Bi中的最大值即为轴线反向差值B。沿轴线或绕轴线的各目标位置的反向差值的Bi的算术平均值即为轴线平均反向差值B=max. Bi=在某一位置的单向定位标准不确定度的估算值Si或Si：通过对某一位置Pi的n次单向趋近所获得的位置偏差标准不确定度的估算值。即Si= 和 Si=在某一位置的单向重复定位精度Ri或Ri及双向重复定位精度Ri Ri=4 Si 和 Ri=4 SiRi =max.2 Si+ 2 Si+Bi； Ri；Ri轴线双向重复定位精度R ，则有R=max.Ri轴线双向定位精度A： 由双向定位系统偏差和双向定位标准不确定度估算值的2倍的组合来确定的范围。 即 A= max (i+2 Si；i+2 Si)min (i-2 Si；i-2Si)（2）定位精度和重复定位精度的确定JISB6330-1980标准（日本）定位精度A：在测量行程范围内（运动轴）测2点，一次往返目标点检测（双向）。测试后，计算出每一点的目标值与实测值之差，取最大位置偏差与最小位置偏差之差除以2，加正负号（）作为该轴的定位精度。即：A=1/2 Max. （Max. Xj-Min. Xj），（Max. Xj-Min. Xj）重复定位精度R：在测量行程范围内任取左中右三点，在每一点重复测试2次，取每点最大值最小值之差除以2就是重复定位精度；即R=1/2 Max.（Max. Xi - Min.Xi）2.定位精度测量工具和方法定位精度和重复定位精度的测量仪器可以用激光干涉仪、线纹尺、步距规。其中用步距规测量定位精度因其操作简单而在批量生产中被广泛采用。无论采用哪种测量仪器，其在全行程上的测量点数不应少于5点，测量间距按下式确定：Pi =i *P+k其中，P为测量间距；k在各目标位置取不同的值，以获得全测量行程上各目标位置的不均匀间隔，以保证周期误差被充分采样。3.激光干涉仪测位置精度（1）测量原理 激光干涉仪一般采用的是氦氖激光器，其名义波长为0.633um，其长期波长稳定性高于0.1ppm。干涉技术是一种测量距离精度等于甚至高于1ppm的测量方法。其机理是：把两束相干光波形合并相干（或引起相互干涉），其合成结果为两个波形的相位差，用该相位差来确定两个光波的光路差值的变化。当两个相干光波在相同相位时，即两个相干光束波峰重叠，其合成结果为相长干涉，其输出波的幅值等于两个输入波幅值之和；当两个相干光波在相反相位时，即一个输入波波峰与另一个输入波波谷重叠时，其合成结果为相消干涉，其幅值为两个输入波幅值之差，因此，若两个相干波形的相位差随着其光程长度之差逐渐变化而相应变化时，那么合成干涉波形的强度会相应周期性的变化，即产生一系列明暗相间的条纹，激光器内的检波器，根据记录的条纹数来测量长度，其长度为条纹数乘以半波长。（2）测试方法 首先将反射镜置于机床的不动的某个位置，让激光束经过反射镜形成一束反射光；其次将干涉镜置于激光器与反射镜之间，并置于机床的运动部件上，形成另一束反射光，两束光同时进入激光器的回光孔产生干涉；然后根据定义的目标位置编制循环移动程序，记录各个位置的测量值（机器自动记录）；最后进行数据处理与分析，计算出机床的位置精度。测量示意图如图7-1所示。图7-1激光干涉仪测量示意图7.4 数控机床软件补偿原理一般来讲，数控机床的优势在于软件（数控系统）和硬件（机床）的有机结合，才能很好的发挥数控机床的各种特性及先进的功能。一台数控设备经过一年的运行，很多移动部件都发生了不同程度的磨损，其位置精度都会发生变化。即使未到大修年限，一般精密级的数控机床，都会重新进行位置精度的测试及补偿，其也属于机床维修及维护的重要一部分，当然，大修的数控机床就必须进行位置精度的测试及补偿了。本章着重介绍一下精度补偿的一般性原理及方法。XPiPij0图7-2 螺矩误差补偿原理Pi7.4.1 螺距补偿原理数控机床软件补偿的基本原理是在机床的机床坐标系中，在无补偿的条件下，在轴线测量行程内将测量行程等分为若干段，测量出各目标位置Pi的平均位置偏差，把平均位置偏差反向叠加到数控系统的插补指令上，如图7-2所示，指令要求沿X轴运动到目标位置Pi，目标实际位置为Pij，该点的平均位置偏差为；将该值输入系统，则系统CNC在计算时自动将目标位置Pi的平均位置偏差叠加到插补指令上，实际运动位置为：Pij=Pi+，使误差部分抵消，实现误差的补偿。螺距误差可进行单向和双向补偿。工作台0PiXL图7-3 反向间隙补偿7.4.2 反向间隙补偿原理反向间隙补偿又称为齿隙补偿。机械传动链在改变转向时，由于反向间隙的存在，会引起伺服电动机的空转，而无工作台的实际运动，又称失动。反向间隙补偿原理是在无补偿的条件下，在轴线测量行程内将测量行程等分为若干段，测量出各目标位置Pi的平均反向差值，作为机床的补偿参数输入系统。CNC系统在控制坐标轴反向运动时，自动先让该坐标反向运动值，然后按指令进行运动。如图7-3所示，工作台正向移动到O点，然后反向移动到Pi点，反向时，电机（丝杆）先反向移动，后移动到Pi点；该过程CNC系统实际指令运动值L为： L=Pi+反向间隙补偿在坐标轴处于任何方式时均有效。在系统进行了双向螺距补偿时，双向螺距补偿的值已经包含了反向间隙，因此，此时不需设置反向间隙的补偿值。7.4.3 误差补偿的适用范围从数控机床进给传动装置的结构和数控系统的三种控制方法可知，误差补偿对半闭环控制系统和开环控制系统具有显著的效果，可明显提高数控机床的定位精度和重复定位精度。对全闭环数控系统，由于其控制精度高，采用误差补偿的效果不显著，但也可进行误差补偿。结论数控机床是机电一体化、高技术含量而价格又相对较高的机床。随着航空、航天、船舶、汽车、电子、模具等行业的不断发展，在零件的加工难度、加工精度以及加工效率等方面对数控机床设备、加工的工艺和使用者都提出了更高的要求。对于数控机床的使用者来说，一台新购买的数控机床到位后，首先面临的就是机床的就位、安装及调试，它是使机床恢复和达到出厂时的各项性能指标的重要环节。通过对数控机床的安装与调试，极大地提高了数控机床的工作精度，使数控机床的使用性能发挥到极致，能够很好地了解和掌握数控机床的调试过程及日后的维护保养，对今后更好的使用机床、延长机床使用寿命具有很好的现实意义。数控机床的拥有量和技术水平的高低是一个国家现代制造业实力的重要标志。数控技术是集机、电、仪、液技术于一体的高新技术。数控机床装调维修人员在机床生产过程中，处于组装、调试、检测等关键环节，同时还承担着产品的售后服务工作。在数控机床的使用中，他们还负责数控机床性能的调整和数控机床维护与维修、数控加工工艺流程设计的参与和实施等。鉴于数控机床与普通机床的差异性，数控技术在现代制造业中的重要性，数控机床装调维修人员很有必要从传统的机床装调人员中独立出来，成为一个新兴的职业。致谢 在本论文成文过程中，我得到了许多师长，同学的大力帮助。这里需要特别感谢地是我的导师杨翠丽老师，她在我遇到困难是给了我许多的启发，并在百忙之中抽出宝贵的时间详细审阅了该论文，她严谨治学的态度使我深受影响。其他老师也在我遇到困难的时候给我提出了很多很好的建议，并在我撰写论文时提供了很好的思路，在此深表感谢。还有同学朋友在论文撰写中也给于我无私的帮助，在此一并感谢。论文的撰写过程是枯燥而又艰辛的，正是在我好朋友们的安慰和鼓励下，我得以最终顺利完成此文。在此特别要感谢的人是我同车间的同学，正是你们在我最困难的时候给于我度过难关的勇气和信心。如果没有你们的一如既往的关心和支持，很难想象我会取得今天的成绩，衷心的感谢你们！参考文献1白恩远.现代数控机床伺服及检测技术.北京：国防工业出版社，20052黄上先.现代数控机床安装与调试.北京：机械工业出版社,19963李雪梅.数控机床.北京：电子工业出版社，20054任建平.现代数控机床故障诊断与维修.北京：国防工业出版社，20026文怀星.数控机床系统设计.北京：化学工业出版社，20087秦勇.数控加工加工技术的现状与发展趋势.机械工业出版社,20028袁国义.机床液压传动系统图识图技巧.北京：机械工业出版社，20059吴祖宇，秦鹏飞.数控机床.上海：上海科学技术出版社，200010张柱银.数控原理与数控机床.北京：化学工业出版社，200011李善术.数控机床及其应用.北京：机械工业出版社，1996附录1精度检验单序号检验项目精度(mm)允差实测G01基座平板工作面的平面度在任意500测量长度上为0.015，在全部行程上为0.12。0.015/5000.11G02溜板移动在垂直平面内的平行度在全部形成上为:0.04/10000.03/1000G03溜板移动在垂直平面内的直线度局部公差:在任意500测量长度上为0.02全部行程上为0.05(只许凸)0.020.045(凸)G04溜板移动对尾座导向槽的平行度在全部行程上为:0.03/10000.03/1000G05溜板移动在水平面内的直线度局部公差: 在任意500测量长度上为0.015在全部行程上为0.040.015/5000.04G06主轴的轴向窜动0.0250.02G07尾座心轴锥孔轴线径向跳动a. 靠近心轴端面b. 距心轴端面500mm处a. 0.02b. 0.05a. 0.015b. 0.035G09溜板移动对主轴轴线的平行度a. 在垂直平面内b. 在水平面内在500测量长度上:a. 0.06(只许向上偏)b. 0.03(只许向前偏)a. 0.05(向上偏)b. 0.025(向前偏)G10顶尖的径向跳动0.030.02G11溜板移动对尾座心轴轴线的平行度a. 在垂直平面内b. 在水平面内在500测