数控机床的选用、安装、调试和验收PPT课件

徐晓峰机电工程系 数控机床的选用 安装 调试和验收 项目五 数控技术及应用 2 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 第一部分数控机床 数控机床的选用数控机床的安装数控机床的调试数控机床的检测与验收高速加工机床的基本选择原则 3 任务一数控机床的选用 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 数控车床 回转体零件 卧式加工中心 箱体类零件 箱体 泵体 阀体 壳体等 立式加工中心或数控铣床 板类零件 箱盖 盖板 壳体 平面凸轮等单面加工零件 一 确定典型零件 4 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 选择原则 数控机床规格的选择应结合确定的典型零件的形状和尺寸 选用相应的规格以满足加工典型零件的需要 主要规格 工作台面的尺寸 坐标轴数及行程范围 主轴电动机功率和切削扭矩等 二 数控机床规格的选择 5 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 选择数控机床的精度等级应根据典型零件关键部位加工精度的要求来定 数控机床的制造精度 插补精度 伺服系统的随动精度以及切削温度 切削力 各种磨损等 对加工精度都有影响 在各项精度标准中 最应关注的是定位精度和重复定位精度 对加工中心和数控铣床还有一项铣圆精度 三 数控机床精度的选择 6 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 6 定位精度和重复定位精度反映了数控机床坐标轴运动零部件的综合精度 尤其是重复定位精度 反映了该数控轴在有效行程内任意定位点的定位稳定性 是衡量该数控轴能否稳定工作的基本指标 螺距误差补偿功能 坐标轴的累积误差 反向间隙补偿功能 进给传动链的反向失动量 反向死区 1 定位精度和重复定位精度 7 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 7 铣圆精度综合反映了数控机床两轴联动时伺服跟随运动特性和数控系统的插补性能 对于数控铣床和加工中心 铣圆精度反映了工件轮廓加工所能达到的最好加工精度 测定铣圆精度的方法 铣削一个标准圆柱试件 加工后放到圆度仪上 绘出加工圆柱的轮廓线 取其最大包络圆和最小包络圆 两者间的半径差即为该圆柱面的铣圆精度 2 铣圆精度 8 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 8 数控系统有适用于车 铣 镗 磨 冲压等加工类别 应进行有针对性的选择 四 数控系统的选择 1 根据数控机床类型 在可供选择的数控系统中 其性能高低差别很大 因此 不能片面地追求高水平 新系统 应该对性能和价格等作一个综合分析 选用适合的数控系统 2 根据数控机床的设计指标 9 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 9 数控系统一般包含基本功能和选择功能 对选择功能一定要根据机床性能的需要来选择 如果不加分析的所有功能都要 许多功能就用不上 不仅会增加购买设备的资金 也会提高产品的加工成本 3 根据数控机床的性能 订购时把需要的系统功能一次订齐 不要遗漏 对于那些价格增加不多 但能给使用带来方便的功能 应配置齐全 保证机床到位后能立即投入使用 种类不宜过多 过杂 以使用和维修便利为主 4 订购数控系统时要考虑周全 10 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 10 ATC装置是加工中心 车削中心的基本特征 其投资往往占整机的40 用户应在满足使用的前提下 尽量选用结构简单和可靠性高的ATC装置 刀库容量一般不宜太大 通常以满足典型零件在一次装夹中所需刀具的数量而定 对于中小型加工中心 一般在立式加工中心上选用20把左右 在卧式加工中心上选用40把左右 五 自动换刀装置的选择及刀柄的配置 1 自动换刀装置与刀库容量的选择 11 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 11 用户在订购机床时必须同时考虑订购刀柄 最佳的订购方案是根据典型零件确定选择刀柄的品种和数量 我国采用的是TSG工具系统刀柄标准 标准刀柄与机床主轴连接的接合面是7 24的锥面 模块化刀柄 普通刀柄和复合刀柄的选用 对一些批量较大 年产几千件到上万件 又反复生产的典型零件 应尽可能考虑选用复合刀具 2 刀柄的配置 12 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 12 标准刀柄 复合刀柄 模块化刀柄 13 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 13 选择进给驱动伺服电动机原则上应根据负载条件进行 在电动机轴上所加的负载有两种 阻尼负载和惯量负载 机床空载运行时 电机应在转矩 速度的连续工作区内 最大负载转矩 加载周期及过载时间应在允许范围内 电动机在加速或减速过程中的转矩应在加减速区之内 对要求频繁启动 制动及周期性变化的负载 必须计算它在一个周期中的转矩均方根值 应小于电机的连续额定转矩 加在电动机轴上的负载惯量不能太大 六 数控机床驱动电机的选择 1 进给驱动伺服电动机的选择 14 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 14 选择的电动机应能满足机床设计切削功率的要求 特别是能满足粗加工要求 按要求的主轴加减速时间计算出的电动机功率不应超过电动机的最大输出功率 在要求主轴频繁启动 制动的场合 必须计算出平均功率 其值不能超过电动机连续额定输出功率 在要求有恒表面速度控制的场合 则恒表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率两者之和应在电动机能够提供的功率范围之内 2 主轴电动机的选择 15 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 15 选择的基本原则 全面配置 长远和近期效益综合考虑 以经济 实用为原则 例如 对一些价格增加不多 能对使用带来很多方便的功能和附件 应尽可能配置齐全 保证机床到厂后能立即投入使用 对可以多台机床合用的附件 只要接口通用 应多台机床合用 可以减少投资 七 数控机床选择功能及附件的选择 16 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 16 数控机床的安装就是按照技术要求将机床固定在地基上 以获得确定的坐标位置和稳定的运行性能 机床的安装质量对其加工精度和使用寿命有着直接影响 选择机床安装位置应避开阳光直射或强电 强磁干扰 选择环境清洁 空气干燥和温差较小的环境 任务二数控机床的安装 17 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 17 基础施工和对安装环境的要求小型数控机床地基比较简单 只用支承方式调整机床的水平 不需用地脚螺栓固定 大 中型要做地基 精密机床应安装在单独的地基上 在地基周围设置特别的防振沟 地基平面尺寸不应小于机床支承面积的外部轮廓尺寸 并考虑安装 调整和维修机床所需的空间 安装位置应远离各种干扰源 避免热辐射 振动和粉尘 环境温度和湿度应符合说明书规定 机床旁应留有足够的工件运输和存放空间 一 数控机床的初始就位 18 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 18 数控机床的初始就位拆箱及检查核对机床整体包装拆箱前应仔细检查包装箱外观是否完好无损 拆箱后 先找出随机携带的技术文件 按装箱单逐一清点机床零部件数量和电缆数量及其他物品 机床吊装就位机床的起吊应严格按说明书上的吊装方法进行 起吊时 必须注意机床的重心和起吊位置 机床上升时应保持底座的水平状态 待机床起吊离开地面后 要仔细检查悬吊是否稳固 然后将机床缓慢吊到安装位置 就位时使垫铁 调整垫块和地脚螺栓等对号入座 19 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 19 机床各部件连接组装就是把初始就位的各部件连接起来 重新组装成整机的过程 部件组装完成后就进行电缆 油管和气管的连接 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 二 机床各部件连接组装 20 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 20 数控系统的开箱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 检查包装是否完整无损 实物和订单是否相符 检查数控柜内各插接件有无松动 接触是否良好 三 数控系统的连接和调整 外部电缆的连接连接应符合连接手册的规定 应进行地线连接 数控柜与强电柜之间应有足够粗的保护接地电缆 总的公共接地点必须与大地接触良好 21 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 21 数控系统电源线的连接在切断数控柜电源开关的情况下 连接数控柜电源变压器输入电缆和伺服变压器绕组抽头 设定的确认 控制部分印刷线路板上设定的确认速度控制单元印刷线路板上设定的确认主轴控制单元印刷线路板上设定的确认 输入电源电压 频率及相序的确认 输入电源电压和频率的确认电源电压波动范围的确认输入电源电压相序的确认 22 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 22 确认直流电源单元的电压输出端对地是否短路数控系统内部有直流稳压电源单元 为系统提供 5V 15V 24V直流电压 系统通电前 应用万用表检查这些电源的负载是否有对地短路现象 接通数控柜电源 检查各输出电压 首先检查数控柜中各个风扇是否旋转 随后检查各印刷线路板上的电压是否正常 各直流电压是否在允许的波动范围内 23 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 23 确认数控系统各种参数的设定设定系统参数是当数控装置和机床连接时 能使机床具有最佳的工作性能 确认数控系统与机床间的接口 用户可以根据机床厂商提供的梯形图说明书 通过自诊断画面确认数控系统与机床之间的接口信号状态是否正确 完成上述步骤 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 准备通电试车 24 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 24 任务三数控机床的调试 试车的目的是看机床安装是否稳固 各传动 操作 控制 润滑和液压等系统的工作状态是否正常及可靠 润滑 通电 电调 粗调 一 通电试车 25 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 25 用地脚螺栓和垫铁精调机床床身的水平 移动运动部件 观察各坐标轴在全行程内机床的水平变化情况 并相应地调整机床几何精度 达到允差范围内 检查数控系统和可编程控制器装置中设定的参数值是否符合规定数据 然后试验各主要操作功能 运行行程 常用指令执行情况等 检查辅助功能及附件的工作是否正常 二 机床精度和功能的测试 26 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 26 对整机在一定负载条件下 通过一段较长时间的自动运行 可全面检验数控机床功能及工作的可靠性 试运行时间 一般采用每天运行8h 连续工作2 3天 或每天运行24h 连续1 2天 试运行过程中不允许出现故障 三 机床试运行 27 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 27 任务四数控机床的检测与验收 数控机床的检测与验收需要使用各种高精度仪器 对机床的机 电 液 气等各部分及整机进行综合性能和单项性能的检测 包括机床的静 动刚度和热变形等一系列试验 最后作出对该机床的综合评价 数控机床的检测和验收工作主要完成功能检测与验收 精度检测与验收和性能检测与验收几个方面 28 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 28 数控机床外观的检测是指机床出厂经运输部门运送到用户后 在实地安装前进行的一种直观性检查 主要包括对机床各种防护罩 油漆质量 照明 电线和气 油管走线的固定防护等进行检查 对数控柜 操作控制面板的外观进行检查 一 数控机床外观的检测 29 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 29 机床几何精度的检测综合反映机床关键机械零部件和组装后的几何形状误差 常用检测工具有 精密水平仪 直角尺 精密方箱 平尺 平行光管 千分表 测微仪和高精度主轴心棒等等 二 机床精度检测与验收 机床精度检测与验收必须在机床安装地基混凝土完全干固 按照数控机床精度检测国标进行 主要包括几何精度 定位精度和切削精度检测 30 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 30 机床定位精度的检测机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度 取决于数控系统和机械传动误差 主要检测内容 直线运动 回转运动 轴的定位精度 重复定位精度 机械原点的返回精度和反向误差等 直线运动的检测工具 测微仪 成组块规 标准长度刻线尺 光学读数显微镜和双频激光干涉仪等 回转运动的检测工具 360齿精确分度的标准转台或角度多面体 高精度圆光栅和平行光管等 31 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 31 直线运动定位精度的检测 32 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 32 定位精度曲线 行程 正向 反向 误差 平行形曲线 交叉形曲线 正向 反向 行程 误差 喇叭形曲线 正向 反向 行程 误差 33 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 33 机床切削精度的检测切削精度是一项综合精度 不仅反映机床的几何精度和定位精度 还包括了工件的材料 环境温度 刀具性能及切削条件等因素造成的误差 切削精度检验又称为动态精度检验 其检测可分为单项加工精度检测和加工一个标准的综合性试件精度检测两种 34 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 34 1 数控机床性能 主轴系统性能的检测主轴转速 主轴准停装置 主轴编码器等 进给系统性能的检测坐标轴移动 坐标轴软硬限位 坐标轴回零等 自动换刀系统的检测系统性能 自动交换刀具时间 系统恢复能力等 机床噪声的检测空转不得超过80dB 电气装置的绝缘检测 三 数控机床性能及数控功能的检测与验收 35 项目五数控机床的选用 安装 调试和验收 35 数字控制装置的检测数控柜 操作面板等 安全装置的检测防护罩 坐标轴极限保护 过载保护