5安装调试验收

单元二数控机床机械部件维保技术,一、数控机床安装、调试、验收,了解数控安装、调试、验收常识了解数控机床对使用环境等方面的要求熟悉机床精度的检测方法,数控机床的安装,一、安装前的准备工作1.机床的基础施工按制造商提供的地基图纸、用电规范做好机床的安装基础。小型数控机床可直接安放在地面上，由地脚支承。对大型数控机床一般要求制作专用的安装地基，并设置地脚螺栓安装孔。精密机床在地基的周围还要设置隔振、防振的隔离带，将地基与其它振动源隔离。,2.电网的准备按机床要求准备相应规格的电源。如果是成批购买的数控机床，最好统一规划供电设施。数控机床一定要做好接地线路，一般采用一点接地的方式，地线电缆的截面积一般为5.514mm2。电压波动范围在-15%-10%之间。,3.工作环境精密的数控机床一般有环境的温度要求，只有在合适的温度下才能达到机床加工精度，因此应配备相应的恒温环境。潮湿地区应注意空气的流动，避免数控系统中的电路及电子元件锈蚀而增加故障。数控机床不能放置在阳光直射的地方，避免局部的温升引起机床精度的丧失。数控机床使用的压缩空气要经过干燥、除水等处理，并有足够的瞬间流量。,二、数控机床的安装1.拆箱机床的包装箱到达安装现场后，设备管理部门要及时组织有关人员开箱检查，参加人员应包括设备管理人员、设备采购人员和设备计划调配员、档案人员和供应方的指定负责人。如果是进口设备，则需要商务代理、海关商检人员等。注意拆箱前包装箱的状态，是否有破损。注意拆除顺序。,2.机床的吊装和初定位数控机床运抵安装场地要按说明书的要求吊装，放置调平用垫铁，将地脚螺栓安放就位，并进行初步水平调整。机床定位后，应将导轨表面和工作台表面的防锈油清洗掉，重新涂上润滑油。并将固定安全门、工作台、主轴箱等移动部件的固定连接板拆除。按照机床的要求加注润滑油、冷却液。,3.机床连接机床连接要由制造商的安调人员完成。有以下内容：1）如果不是整体运输的设备，应先按要求对分立部件连接（销、螺栓）。2）数控系统各单元之间的连接。3）电控箱连接电网，并做好接地线。4）连接压缩空气。,4.通电试车按照机床的要求连接无误可以通电试车，以检验数控机床机械部分、电气部分、辅助部件等的状况。机床接通电源后要逐一对各个部件供电试验。按数控系统、伺服系统、刀库、除屑机等顺序，检验功能是否具备。随后检验极限开关是否有效，超程是否报警，再进行自动原点复归操作。,5.机床灌注通电试车后可粗调机床的水平及机床的几何精度，调整机床主要运动部件和基础件的相对位置，如：刀库、机械手与基础换刀位的校正、工作台交换装置的托盘和工作台交换位置的找正等。这些工作完成后，使用快干水泥灌注各个地脚螺栓，完全凝固后就可以进行机床的精调工作。,数控机床的调试与验收,数控设备调试验收的流程就验收过程而言，数控机床验收可以分为两个环节：1、在制造厂商工厂的预验收预验收的目的是为了检查、验证机床能否满足用户的加工质量及生产率，检查供应商提供的资料、备件。其主要工作包括：（1）检验机床主要零部件是否按合同要求制造。（2）各机床参数是否达到合同要求。（3）检验机床几何精度及位置精度是否合格。（4）机床各动作是否正确。（5）对试件进行加工，检查是否达到精度要求。（6）做好预验收记录，包括进度检验及要求改进之处，并由生产厂家签字。,2、在设备采购方的最终验收最终验收工作主要根据机床出厂合格证上规定的验收标准及用户实际能提供的检测手段，测定机床合格证上各项指标，检测结果作为该机床的原始资料存入技术档案中，作为今后维修时的技术指标依据。不管是预验收还是最终验收，根据GB9061-1988金属切削机床通用技术条件标准中的规定。,1、机床系统外观检查,2、随机资料检查和归档,3、机床精度检验,4、数控机床性能及数控功能检验,5、空运行测试,1、新机通过运输环节到达现场，由于运输过程中产生的振动和变形，其水平基准与出厂检验时的状态已完全两样，此时机床的几何精度与其在出厂检验时的精度产生偏差。2、即使不计运输环节的影响，机床水平的调整也会对相关的几何精度项目产生影响。3、由于位置精度的检测元件如编码器、光栅等是直接安装在机床的丝杠和床身上，几何精度的调整会对其产生一定的影响。4、由检验所得到的位置精度偏差，还可直接通过数控机床的误差补偿软件及时进行调整，从而改善机床的位置精度。5、气压、温度、湿度等外部条件发生改变，也会对位置精度产生影响。,机床有无破损；外部部件是否坚固；机床各部分联结是否可靠；控制柜元器件的紧固检查（接插件、接线端子、元器件的固定）；数控柜中的MDICRT单元、位置显示单元、各印制电路板及伺服系统各部件是否有破损；伺服电动机（尤其是带脉冲编码器的伺服电机）外壳有无磕碰痕迹。,1、机床系统外观检查,2、随机资料检查和归档,（1）装箱单、出厂合格证。（2）出厂精度检验报告。（3）随机操作手册、维修手册、说明书，图纸资料、计算机资料及管理系统(软件)等技术文件。（4）设备开箱验收单。,3、机床几何精度和位置精度检验,几何精度（静态精度）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。有各坐标轴的相互垂直度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳动等检验项目。位置精度包括定位精度、重复定位精度和反向偏差三项。,4、机床性能及数控功能检验,4.1数控功能检验：指令功能指令的功能实现及准确性操作功能检验回原点、执行程序、进给倍率、急停等功能的准确性CRT显示功能检验位置、程序、各种菜单显示功能,4.2机床性能主轴性能：手动操作高、中、低三挡转速连续进行五次正、反转的起动、停止，检验其动作的灵活性和可靠性。观察功率、转速、主轴的准停及机床的振动情况。进给性能：通过回原点、手动操作和手动数据输入方式操作，检验正、反向的低、中、高速的进给运动的起动、停止、点动等动作的平稳性和可靠性。并检查回原点的准确性和可靠性，软、硬限位是否确实可靠。自动换刀性能：通过手动和M06指令自动运行，检验换刀的可靠性、灵活性和平稳性并测定换刀时间是否符合要求。机床噪声：主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小于85分贝。,机床试运行：采用连续24小时运行12天或每天8小时连续运行23天方式验证机床的可靠性。试运行中不允许出现任何故障，否则即可认为数控机床的安装调整有问题或数控机床的质量有问题。测试内容：温升、主运动和进给运动、动作检验、安全防护装置和保险装置、噪声、液压、气动、冷却、润滑系统。,5、空运行试验,机床的精度包括几何精度、传动精度、定位精度、重复定位精度以及工件精度等，不同类型的机床对这些方面的要求是不一样的。加工精度是衡量机床性能的一项重要指标。影响机床加工精度的因素很多，有机床本身的精度影响，还有因机床及工艺系统变形、加工中产生振动、机床的磨损以及刀具磨损等因素的影响。在上述各因素中，机床本身的精度是一个重要的因素。,数控机床的精度检测,步距规,检套,检棒,精度检测用的检具,利用检棒、千分表、桥尺、校验同轴度,工具、仪表摆放要整齐,例如：在车床上车削圆柱面，其圆柱度主要决定于工件旋转轴线的稳定性、车刀刀尖移动轨迹的直线度以及刀尖运动轨迹与工件旋转轴线之间的平行度。即主要决定于车床主轴与刀架的运动精度以及刀架运动轨迹相对于主轴的位置精度。,一、观察法主要通过听、闻、看、摸等手段来判断数控机床是否合格。听主要是听主轴电机、工作台等设备的工作声音是否正常，以及当故障出现时是否还有异常声音伴随，然后通过听到的声音判断验收故障产生位置和原因。,数控机床验收常见的检测方法,闻主要闻电柜箱、数控系统中是否有烧焦的气味，便于发现验收故障位置。看主要看数控机床外壳是否刮伤，电柜箱是否有烧焦痕迹，技术文件是否齐全等。摸主要用手触摸零部件表面，通过温度判断这些零部件工作是否正常。,二、比较法比较法是指将两台配置相同或相似的数控机床执行相同操作的情况下进行比较，通过两台数控机床的不同表现来分析故障产生原因。三、程序测试法用功能代码编一个简短程序，并设置好系统各项技术参数，然后空跑机床天，观察是否失步，工作是否正常。注：但在实际检验中，以上几种方法都不能有效地保证机床的基本的加工精度，因此必需进行基本的精度检验,机床的几何精度是指机床某些基础零件工作面的几何精度。它指的是机床在不运动时的精度，它规定了决定加工精度的各主要零部件间以及这些零部件的运动轨迹之间的相对位置允差。,（一）几何精度,（1）工作台面的平面度；（2）各坐标方向移动的相互垂直度；（3）X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度；（4）X方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度；（5）主轴的轴向窜动；（6）主轴孔的径向跳动；（7）主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴线的平行度；（8）主轴回转轴心线对工作台面的垂直度；（9）主轴箱在Z坐标方向移动的直线度。,螺丝刀尖嘴钳尖嘴钳主要用来拔一些小的零件。万用表万用表分为显示式数字式万用表和指尖式模拟万用表两种类型，数字式万用表使用液晶显示器测试结果，这种万用表使用方便、测试结果直、读取速度快。指尖式万用表是磁动力结构，它是通过指针批示来测量电阻、电压、电流，指针式万用表测量测精度高于数字式万用表，但它使用起来不如数字万用表方便。水平仪水平仪用来检验平面对水平或垂直位置的偏差，例如检查工件平面、机床导轨等的平直度。安装机器时，也要用到水平仪。游标卡尺,千分尺千分尺是一种高精度量具，它的精度比游标卡尺高，因此对于加工精度要求较高的零件尺寸采用千分尺测量。百分表及千分表计算机用来测试通讯功能、绘图、编程。光栅尺用于检验机床的定位精度检验棒用于检验机床的主轴跳动、主轴与尾座的中心高,数控车床的精度检验标准与检验方法,1调水平,G1床身导轨的直线度a)纵向(Z轴)(导轨在垂直平面内的直线度)b)横向(X轴)(导轨的平行度),精度检验说明,调试步骤：1、以Y轴为中心，把工作台移动到中心，2、擦拭干净工作台面和条型水平仪，然后把条型水平仪横向放置在X轴中心，另一水平仪纵向放置在Y轴中心。3、先调横向水平，记录当前水平仪气泡所在位置，通过调节高度差，使气泡就处于玻璃管的中央位置。4、调纵向水平，重复步骤3。,G2尾座套筒轴线对刀架溜板移动的平行度。a)在主平面内b)在次平面内,2、溜板移动在主平面内的直线度,3、溜板移动对主轴和尾座顶尖轴线的平行度,G3刀架溜板移动对主轴和尾座顶尖轴线的平行度。a)在主平面内b)在次平面内,精度检验说明,4、主轴端部的跳动,G4主轴端部的跳动。a)主轴的周期性轴向窜动b)主轴卡盘定位端面的跳动,精度检验说明,G5主轴轴端的卡盘定位锥面的径向跳动,精度检验说明,G6主轴锥孔轴线的径向跳动a)靠近主轴端面b)距离主轴端面300mm处,精度检验说明,G7主轴顶尖的跳动,精度检验说明,G8刀架纵向移动对主轴轴线的平行度a)在注平面内b)再次平面内,精度检验说明,(二)传动精度,机床的传动精度是指机床内传动链两末端件之间的相对运动精度。这方面的误差就称为该传动链的传动误差。例如：车床在车削螺纹时，主轴每转一转，刀架的移动量应等于螺纹的导程。但是，实际上，由于主轴与刀架之间的传动链中，齿轮、丝杠及轴承等存在着误差，使得刀架的实际移跟与要求的移距之间有了误差，这个误差将直接造成工件的螺距误码率差。为了保证工件的加工精度，不仅要求机床有必要的几何精度，而且还要求内联系传动链有较高的传动精度。,(三)定位精度,机床的定位精度是指机床主要部件在运动终点所达到的实际位置的精度。实际位置与预期位置之间的误差称为定位误差。对于主要通过试切和测量工件尺寸来确定运动部件定位位置的机床，如卧式车床、万能升降台铣床等普通机床，对定位精度的要求并不太高。但对于依靠机床本身的测量装置、定位装置或自动控制系统来确定运动部件定位位置的机床，如各种自动化机床、数控机床、坐标测量机等，对定位精度必须有很高的要求。,常用检验项目如下：（1）各直线运动轴的定位精度和重复定位精度；（2）直线运动各轴机械原点的复归精度；（3）直线运动各轴的反向误差；（4）回转运动（回转工作台）定位精度和重复定位精度；（5）回转运动的反向误差；（6）回转轴原点复归精度；,第四节数控机床验收时注意事项,在数控机床验收时需要以下注意事项：工具准备开始验收前先备妥验收工具，否则会在验收过程中因缺少某个工具而无法继续验收。安全操作为了正确使用和操作数控机床，保证数控机床正常运行，验收人员必须仔细阅读数控系统说明书，熟悉数控机床操作规程。并且严格遵守数控机床安全技术操作规程。,检验一般流程：工具准备目测检查润滑油路检查（其它装置）手动操作测试操作系统其本功能测试机床其它辅助功能测试数控机床精度检验冷却系统机床空运行（通讯检查）,由于各种类型数控机床结构不相同，在某些地方验收方法也随之改变，但验收过程大同小异。下面并分别以兰溪联强机床生产的数控铣（ZXK320配GSK-980M系统），盐城机床厂生产的数控车床（CK6140配GSK-980T）为实例讲解,第五节数控机床基本功能检验,目测检查（通电前检查）目测检查分为二部份：电器部份与机械部份电器部份：检查连接线有无松动；破损；地线连接是否牢固；检查急停开关、限位开关连接是否正确，用仪表检查电源有否对地短路或回路短路；清洁电器箱里的杂物。,机械部份：各零部件是否完好，工作台的防移动的紧固体是否已拆除，钣金安装是否紧固。检查防护门、机床其它防护装置；导轨、工作台面是否生锈，用砂纸擦拭，用煤油洗干净，清理丝杆杂物等。,数控机床基本功能检测首先分别通电作相应的检查：1、手动和自动练习电机正、反转，相序是否正确。2、安全装置作用。3、液压系统及压力供应。4、手动和自动状态下冷却系统是是否畅通。手动操作检测,1急停开关1、作用：当机床出现异常时按下此按钮，所有动作全部关闭。2、解除急停前，必须先消除机床的各种异常3、调试时可通过设置系统参数（见GSK-980T；GSK-990M参数一览表）屏蔽此功能（注意只限于调试时使用）ESP（MESP）=1时，急停无效ESP（MESP）=0时，急停有效注：GSK系列的其他系统则可通过位参数的设置来选择是否屏幕该功能。,限位调整和机械零点调整限位：一般设在机床正负行程的最大行程处，保证机床轴向移动的最大安全行程。机械零点：设在接近机床正向行程最大处，离机床正向限位有25mm的距离即可。调整方式：限位调整：“手动方式”下，移动X、Y、Z任一轴碰到挡铁，屏幕显示“准备未绪”虽然屏幕坐标值显示变化，但限位轴不能移动。限位正常。一般限位调在机床的最大行程处。,机械零点调整：按“机械回零”键+Z+X+Y，到达机械零点时，机械回零灯亮，此时，按“位置”键“翻页”回到“位置总和”界面，观察屏幕显示“X=0，Y=0，Z=0”则正确。,各驱动轴调试（X、Y、Z轴）各轴驱动报警通电后，检查系统面板上X、Y、Z轴驱动报警显示检查相对应的驱动器报警显示检查驱动器的报警线连接调整数控系统参数设置使之与驱动器的匹配（见GSK-980T；GSK-990M参数一览表）,驱动电机方向调整检查驱动电机运转方向与电脑坐标方向是否一致，调整系统参数使之一致（见GSK-980T；GSK-990M参数一览表）,电子齿轮调整电子齿轮调整类似于普通机床的挂轮调整，都是通过计算出合适的齿轮比。所不同的是普通机床通过直接更换齿轮调整，而数控机床则通过改变系统参数设置来调整。该参数通常已由机床厂家设定好，用户无需调整）常用方法：打表法通过打表得到的数值置入系统参数内。,方法：用百分表作测量工具,以单步方式移动拖板(一般以1mm为单位作移动,同时作为”理想尺寸”:A),检测机床拖板走动的实际距离,得到”实际尺寸”:B;再用A/B=所求的齿轮比,把所得的数值输入驱动中2）计算法通过计算的数值置入系统参数内,计算公式CMR：指令倍乘系统（参数015016）CMD：指令分频系数（参数017018）a：步距角（度）L：步进电机一转对应机床的移动量（毫米）,例：Z向步进电机直联，步距角0.6度，丝杆螺距6MM，X向减速比3/5，步距角0.75度,丝杆螺距4MM,选用驱动器设为10细分挡，因此Z向步距角为0.06度，X向步距角为。1）X向计算方法=0.075L=（3/5）*4系统最小输出单位是CMRX/CMDX=1/1(单位:0.001毫米。)参数号015CMRX=1，参数号017CMDX=1,1）Z向计算方法a=0.06L=6系统最小输出单位是CMRZ/CMDZ=1/1(单位:0.001毫米。)参数号016CMRZ=1，参数号018CMDZ=1注：无论是配置何种步距角的电机，系统的最小编程单位都为0.001毫米，而最小输出单位则取决于a及L，a，L愈小，分辩率愈高，但会使速度降低，反之，a，L愈大，速度愈高，但会使分辨率降低。,4、线性加减速调整X、（Y）Z轴加减速设定范围为8400mm/min，如执行机构为步进电机数值可适当设大些，执行机构为交流伺服电机数值可相应设小些5、快速移动速度调整X、（Y）Z轴快速移动速度设定范围为07600mm/min。其中数控车床的X轴参数设定减半处理。6、切削进给上限速度调整切削进给速度：加工时的最大进给速度，正常设置为8000mm/min。所有参数设置完毕，“手动方式”下，快速连续移动X、Y、Z任一轴，若发出声音连续平稳，则正常，若伴随其它杂音（如：滋滋的声音）则需要检修。,7、主轴测试主轴速度控制分为变频和挂档控制。变频控制一般用在数控车床.首先检查系统参数中控制方式的设置，一般情况下，变频控制设为“1”，非变频控制设为“0”。数控车床的主轴配有编码器,因为车螺纹时需要用编码器检测主轴转速,最后，在“手动方式”下，先低速以正、反转试运行1-2分钟观察主轴是否有异响声（注意挂档控制的主轴噪声比变频控制的要大），确定主轴声音不能大于70分贝。再以中速动行60分钟继续观察，用手触摸主轴周围是否发热正常，一般在6070度,若不正常需要检修。,数控车床的电动刀架测试1、检查刀位到位信号：参数号011=11101010BIT1=1刀架到位信号“0”有效BIT0=0刀架锁紧到位信号无效2、检查换刀时刀架正/反转控制系统参数设定（GSK980T）：诊断号076=01111111诊断号077=00000001诊断号078=01111111诊断号079=00111111诊断号082=00000011诊断号083=01111111诊断号084=00000100（刀架刀位数）诊断号085=00111111（刀架反转时间）,数控机床的其它辅助功能检查1、水泵试验在“手动方式”下，按“开冷却”键，此时应有冷却液抽上来。2、照明检查先检查灯泡是否24V60W，然后打开开关，此时灯亮，3、手轮：检查手轮方向是否与手动方向相同，若不一致需找维修工维修。,数控机床的各轴反向间隙是普遍存在，只要控制在一定范围，对加工精度是没有影响，具体的反向间隙标准可根据国家标准或企业标准来判断是否合格。检测步骤：1、先测X轴反和向间隙，把百分表座固定在工作台面上，百分表头垂直于主轴箱一侧在面，在“手动方式”下，移动X轴，让丝杆靠一侧运动消除反向间隙，当百分表表头刚碰到被测垂直面，切换为“单步方式”，设置步长值为1（mm），连续移动Z轴23（mm），并记录下表针所在位置，（假设当前位置为0），然后反方向移动工作台1（mm），（假设表针所指位置是98，那么反向间隙为0.02mm）。2、用同样的方法测量3次取其平均值。3、Y、Z轴的反向间隙重复步骤1。,2各轴反向间隙检测,重复定位精度是指机床经过多次运动后再回到原来的位置是否存在误差。误差值应在0.010mm范围内，一般机床重复定位精度误差都在0.002mm0.007mm。1、按“机械回零”键+Z+X+Y，到达机械零点时，机械回零灯亮，此时，按“位置”键“翻页”回到“相对位置”界面。2、按X，待闪烁后，按“取消（CAN）”清零，按照此方法，Y、Z清零，3、在“录入方式”下，按“程序”MDI状态下。G0输入X-300输入X-150输入Y-150输入按“自动循环”键。4、按照步骤1再次机械回零，此时，按“位置”键“翻页”回到“相对位置”界面，观察若X轴0.01(mm),Y轴0.01(