数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收

项目一数控机床安装调试数控机床安装调试目标是使数控机床恢复和到达出厂时各项性能指标。返回下一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第1页项目一数控机床安装调试一、安装环境要求数控机床安装环境要求普通是指地基、环境温度和湿度、电网、地线和预防干扰等。精密数控机床和重型数控机床需要稳定机床基础，不然数控机床精度调整无法进行，也无法确保。用户要在机床安装之前做好机床地基，而且需要经过一段时间保养使之稳定。普通数控机床对地基没有特殊要求。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第2页项目一数控机床安装调试精密数控机床有恒温要求，环境温度要适合数控机床工作要求。机床安装位置应保持空气流通和干燥，潮湿环境会使印刷电路板和元器件锈蚀、机床电气故障增加。机床要防止阳光直接照射，要远离振动源和电磁干扰源。数控机床对电源供电要求是较高，电网波动较大会引发多发故障，电网质量不高要安装稳压器。为了安全和抗干扰，数控机床必须要接地线。地线普通采取一点接地方式，地线电缆截面积普通为5.5~14mm2。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第3页项目一数控机床安装调试二、数控机床安装数控机床安装包含基础施工、机床就位、连接组装和机床通电试车。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第4页项目一数控机床安装调试1.数控机床安装前准备工作数控机床安装前准备工作包含两个方面:基础施工和机床部件就位。使用单位在机床未到之前，要按机床基础图做好机床基础。应在安装地脚螺栓位置做出预留孔。机床抵达后在地基附近拆箱，仔细清点技术文件和装箱单，按装箱单清点随机零部件和工具。按机床说明书中要求进行安装，在地基上放置多块垫铁用以调整机床水平，把机床基础件吊装就位在地基上，地脚螺栓按要求放入预留孔内。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第5页项目一数控机床安装调试2.数控机床连接组装数控机床连接组装是指将各分散机床部件重新组装成整机过程。机床连接组装前先去除连接面、导轨和各运动面上防锈涂料，清洗各部件外表面，再把清洗后部件连接组装成整机。部件连接定位要使用随机所带定位销、定位块，使各部件恢复到拆卸前位置和状态。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第6页项目一数控机床安装调试部件组装后要依据机床附带电气接线图、液压接线图、气路图及连线标识把电缆、油管和气管正确连接，并检验连接部位有没有松动和损坏，尤其要注意接触可靠性和密封性，预防异物进入油管和气管。电缆、油管和气管连接后要做好管线就位固定工作。要检验系统柜和电气柜内元件和接插件有没有因运输造成损坏，各接线端、连接器和电路板有没有松动，确保一切正常才能试车。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第7页项目一数控机床安装调试3.机床通电试车机床通电试车调整包含机床通电试运转和粗调机床主要几何精度，其目标是考评机床安装是否稳固，各个传动、控制、润滑、液压和气动系统是否正常可靠。通电试车之前，按机床说明书要求给机床润滑油箱和润滑点灌注要求油液和油脂，擦除各导轨及滑动面上防锈涂料，涂上一层洁净润滑油。清洗液压油箱内腔油池和过滤器，灌人要求标号液压油，接通气动系统输入气源。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第8页项目一数控机床安装调试依据数控机床总电源容量选择从配电柜连接到机床电源开关动力电缆，并选择适当熔断器。检验供电电压波动范围，普通日本数控系统要求电源波动在±10%以内，欧、美产数控系统要求电源波动在±5%以内。要检验电源变压器和伺服变压器绕组抽头连线是否正确，对于有电源相序要求数控系统，要用相序表检验接入数控系统电源相序，如有错误应及时倒换相序。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第9页项目一数控机床安装调试机床接通电源后要采取各部件逐一供电试验，然后再进行总供电试验。首先CNC装置供电，供电前要检验CNC装置与监视器、MDI、机床操作面板、手摇脉冲发生器、电气柜连线以及与伺服电机反馈电缆线连线是否可靠。在供电后要及时检验各步骤输入、输出信号是否正常，各电路板上指示灯是否正常显示为了安全，在通电同时要做好按“急停”按钮准备，以备随时切断电源。伺服电机首次通电瞬间，可能会有微小抖动，伺服电机零位漂移自动赔偿功效会使电机轴马上返回原位置，今后能够屡次通、断电源，观察CNC装置和伺服驱动系统是否有零位漂移自动赔偿功效。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第10页项目一数控机床安装调试机床其它各部分依次供电。利用手动进给或手轮移动各坐标轴来检验各轴运动情况，观察有没有故障报警。假如有故障报警，要按报警内容检验连接线是否有问题、检验位置环增益参数或反馈参数等设定值是否正确并给予排除。随即再使用手动低速进给或手轮功效低速移动各轴，检验超程限位是否有效，超程时系统是否报警。进行返回基准点操作，检验有没有返回基准点功效以及每次返回基准点位置是否一致。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第11页项目一数控机床安装调试4.数控机床精度调整粗调床身水平度，调整机床主要几何精度。调整组装后主要运动部件与主机相对位置，如刀库、机械手与主机换刀位置校正、工作台自动交换装置(APC)托盘站与机床工作台交换位置找正等。以上工作完成后，用水泥灌注主机和各附件地脚螺栓，把各地脚预留孔灌平，等水泥干结后就能够进行机床精调工作。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第12页项目一数控机床安装调试三、数控机床调试数控机床调试包含机床精度调整、机床功效测试和机床试运行。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第13页项目一数控机床安装调试1.精度调整机床精度调整主要包含精调机床床身水平和机床几何精度。机床地基固化之后，利用地脚螺栓和垫铁精调机床床身水平。移动床身上各移动部件，观察各坐标全行程内主机水平情况，而且对应调整机床几何精度，使之在允许范围内。机床精度调整使用检测工具主要有精密水平仪、标准方尺、平尺、平行光管、千分表等。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第14页项目一数控机床安装调试对于带刀库、机械手加工中心，必须准确校验换刀位置和换刀动作。让机床自动运动到刀具交换位置，在调整中使用校对芯棒进行检测。调整完成后紧固各调整螺栓及刀库地脚螺栓，然后装上几把要求重量刀柄，进行从刀库到主轴屡次往复自动交换，以动作准确无误、不撞击、不掉刀为合格。对于带APC交换工作台机床，把工作台移动到可交换位置上，调整托盘站与交换台面相对位置，要求工作台自动交换动作，正确无误后紧固各相关螺栓。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第15页项目一数控机床安装调试2.功效测试机床功效测试是指机床试车调整后，测试机床各项功效过程。在机床功效测试之前，检验机床数控系统参数和PLC设定参数是否符合机床附带资料中要求数据，然后试验各种主要操作动作、安全装置、惯用指令执行，比如手动、点动、数据输入、自动运行方式、主轴挂挡指令、各级转速指令是否正确等。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第16页项目一数控机床安装调试3.机床试运行数控机床安装调试完成后，要求整机在带一定负载条件下自动运行一段时间，较全方面地检验机床功效及可靠性。运行时间参考行业相关标准，普通采取天天运行8h连续运行2~3天或者天天运行24h连续运行1~2天。这个过程被称为安装后试运行。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第17页项目一数控机床安装调试数控机床进行试运行时主要采取程序进行，此程序称考机程序，能够采取机床生产厂商调试时使用考机程序，也能够自编考机程序。考机程序中应包含数控系统主要功效使用、自动换取刀库中2/3以上数量刀具、主轴最高(最低)及惯用转速、快速和惯用进给速度、工作台面自动交换、主要M指令使用。试运行时，机床刀库大部分刀架应装上靠近要求质量刀具、交换工作台应装上一定载荷。在试运行过程中，除了操作失误引发故障外，不允许机床有其它故障出现，不然表示机床安装调整有问题或机床质量有问题。返回上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第18页项目二数控机床验收数控机床全部检测验收工作是一项工作量和技术难度都很大工作。它需要使用高精度检测仪器对数控机床机、电、液、气等各部分及整机进行综合性能和单项性能检测，其中包含进行刚度和热变形等一系列试验，最终得出对该机床综合评价。这项工作在行业内是由国家指定机床检测中心进行，得出权威性结论。所以这类验收工作普通适合于机床样机判定检测或行业产品评选检验以及关键进口设备检验。返回下一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第19页项目二数控机床验收对于普通数控机床用户，其验收工作是依据机床出厂检验合格证上要求验收技术指标和实际提供检测伎俩，部分地或全部地测定机床合格证上技术指标。假如各项数据都符合要求，用户应该将这些数据列入该设备进厂原始技术档案中，作为日后维修时技术指标依据。数控机床验收主要包含以下三方面工作:数控机床精度检验、数控机床性能检验、数控机床系统功效检验返回上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第20页子项目一数控机床精度检验一、机床几何精度检验1.概念机床几何精度检验也称为静态精度检验，它能综合反应出该机床关键零部件和其组装后几何形状误差。返回下一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第21页子项目一数控机床精度检验2.检测条件机床几何精度检验必须在地基和地脚螺栓固定混凝土完全固化后才能进行，新灌注水泥地基要经过六个月左右时间才能到达稳定状态，所以机床几何精度在机床使用六个月后要复校一次。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第22页子项目一数控机床精度检验机床几何精度处于冷、热不一样状态时是不一样。按国家标准要求，检验之前要使机床预热，机床通电后移动各坐标轴在全行程内往复运动几次，主轴按中等转速运转十几分钟后进行几何精度检验。详细要求以下:(1)必须在地基及地脚螺栓固定在混凝土上完全固化后才能进行。(2)应在精调后一气呵成地完成检测。(3)应尽可能地消除检测器具和检测方法误差。(4)应在机床稍有预热状态下进行。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第23页子项目一数控机床精度检验3.检测工具检验机床几何精度惯用检验工含有精密水平仪、直角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或测微仪、高精度主轴芯棒及一些刚性很好千分表杆等，如图2-1所表示。检验工具精度必须比所检测几何精度高出一个数量等级。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第24页子项目一数控机床精度检验4.检测内容下面是一台普通立式加工中心几何精度检验内容:(1)工作台面平面度。(2)各坐标方向移动时工作台面平行度。(3)X,Y坐标方向移动时工作台面平行度。(4)X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面平行度。(5)主轴轴向窜动。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第25页子项目一数控机床精度检验(6)主轴孔径向跳动。(7)主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线平行度。(8)主轴回转轴线对工作台面垂直度。(9)主轴箱在Z坐标方向移动直线度。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第26页子项目一数控机床精度检验从上面各项几何精度检验要求能够看出，一类是机床各大部件如床身、立柱、溜板、主轴箱等运动直线度、平行度、垂直度精度要求;另一类是参加切削运动主要部件如主轴本身回转精度、各坐标轴直线运动精度要求。这些几何精度综合反应了该机床机械坐标系几何精度或工件夹具定位基准，工作台面和T形槽相对机械坐标系几何精度要求，反应了数控机床加工过程中工件坐标系相对机械系统几何关系。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第27页子项目一数控机床精度检验二、机床定位精度检验1.概念数控机床定位精度是机床各坐标轴在数控系统控制下所能到达位置精度。依据实测定位精度数值，能够判断机床在自动加工中能到达最好加工精度。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第28页子项目一数控机床精度检验2.检测条件数控机床定位精度检验必须在机床几何精度检验完成基础上进行，检验前所检数控机床也必须进行预热。3.检测工具检测工含有测微仪、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。标准长度检测以双频激光干涉仪为准。回转运动检测工具普通有36齿准确分度标准转台、角度多面体、高精度圆光栅等。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第29页子项目一数控机床精度检验4.检测内容普通情况下定位精度主要检验内容有:直线运动定位精度(X、Y、Z、U、V、W轴)、直线运动重复定位精度、直线运动轴机械原点返回精度、直线运动失动量测定、回转运动定位精度(A、B、C轴)、回转运动重复定位精度、回转轴原点返回精度、回转运动失动量等。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第30页子项目一数控机床精度检验(1)直线运动定位精度。直线运动定位精度检验普通是在空载条件下进行。按国际标准化组织(ISO)要求和国家标准要求，对数控机床直线运动定位精度检验应该以激光检测为准。假如没有激光检测条件，可能用标准长度刻线尺进行比较测量。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第31页子项目一数控机床精度检验视机床规格选择每20mm、50mm或100mm间距，用数据输入法作正向和反向快速移动定位，测出实际值和指令值离差。为反应屡次定位中全部误差，国际标准化组织要求每一个定位点进行5次数据测量，计算出均方根值和平均离差±3σ组成定位点离散误差带。定位精度是以快速移动定位测量。对一些进给传动链刚度不太好数控机床，采取各种进给速度定位时会得到不一样定位精度曲线和不一样反向间隙。所以，质量不高数控机床不可能加工出高精度零件。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第32页子项目一数控机床精度检验(2)直线运动重复定位精度。直线运动重复定位精度是反应坐标轴运动稳定性基本指标，机床运动精度稳定性决定了加工零件质量稳定性和误差一致性。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第33页子项目一数控机床精度检验重复定位精度检验所使用检测仪器与检验定位精度所用仪器相同。检验方法是在靠近被测坐标行程中点及两端选择任意两个位置，每个位置用数据输入方式进行快速定位，在相同条件下重复7次，测得停顿位置实际值与指令值差值并计算标准偏差，取最大标准偏差1/2，加上正负符号即为该点重复定位精度。取每个轴三个位置中最大标准偏差二分之一，加上正负符号后就该坐标轴重复定位精度。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第34页子项目一数控机床精度检验(3)直线运动回零精度。数控机床每个坐标轴都需要有准确定位起点，这个称为坐标轴原点或参考点。它与程序编制中使用工作坐标系、夹具安装基准有直接关系。数控机床每次开机时回零精度要一致，所以要求原点定位精度比坐标轴上任意点重复定位精度要高。进行直线运动回零精度检验目标一个是检测坐标轴回零精度，另一个检测各轴回零稳定性。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第35页子项目一数控机床精度检验(4)直线运动失动量。坐标轴直线运动失动量又称直线运动反向差，简称反向间隙。失动量检验方法是在所检测坐标轴行程内，预先正向或反向移动一段距离后停顿，而且以停顿位置作为基准，再在同一方向给坐标轴一个移动指令值，使之移动一段距离，然后向反方向移动相同距离，检测停顿位置与基准位置之差。在靠近行程中点及两端三个位置上分别进行屡次测定，求出各个位置上平均值，以所得平均值中最大值为失动量检验值。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第36页子项目一数控机床精度检验坐标轴直线运动失动量是进给轴传动链上驱动元件反向死区以及机械传动副反向间隙和弹性变形等误差综合反应。该误差越大，那么定位精度和重复定位精度就越差。假如失动量在全行程范围内均匀，能够经过数控系统反向间隙赔偿功效给予修正，不过赔偿值越大，就表明影响该坐标轴定位误差原因越多。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第37页子项目一数控机床精度检验(5)回转轴运动精度。回转轴运动精度检验方法与直线运动精度测定方法相同，检测仪器是标准转台、平行光管、精密圆光栅。检测时要对0°、90°、180°、270°重点测量，要求这些角度精度比其它角度精度高一个数量级。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第38页子项目一数控机床精度检验三、切削精度检验1.概念数控机床切削精度检验又称为动态精度检验，是对机床几何精度和定位精度在切削加工条件下一次综合考评。切削精度检验分单项加工精度检验和加工一个标准综合性试件精度检验。数控机床切削精度检验所需检测工具与几何精度检测相同。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第39页子项目一数控机床精度检验2.检测内容对数控车床常以削一个包含圆柱面、锥面、球面、倒角和割槽等各种开头棒料试件作为数控车床切削精度检测对象，数控车床切削精度检验检测对象还有螺纹加工试件。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第40页子项目一数控机床精度检验以镗铣为主切削机床主要单项精度有:(1)镗孔精度。(2)端铣刀铣削平面精度(X一Y平面)。(3)镗孔孔距精度和孔径分散度。(4)直角直线铣削精度。(5)斜线铣削精度。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第41页子项目一数控机床精度检验(6)圆弧铣削精度。(7)箱体掉头镗孔同轴度(对卧式机床)。(8)水平转台回转精度。对有高效切削要求机床，要做检测单位时间金属切削量试验，切削材料普通用1级铸铁，使用硬质合金刀按标准切削量切削。返回上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第42页子项目二数控机床性能检验数控机床性能直接反应了数控机床各个性能指标，它好坏将影响到机床运行可靠性和正确性，对此方面检验要全方面、细致。返回下一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第43页子项目二数控机床性能检验一、机床外观检验数控机床外观质量检验可参考通用机床相关标准。如各种防护油漆质量、机床照明、电气走线、油管走线、切屑处理、附件等。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第44页子项目二数控机床性能检验二、数控机床性能检验1.主轴系统在手动方式下进行，分别选择高、中、低三种主轴转速，连续进行5次正转和反转开启和停顿动作，检验主轴动作灵活性和可靠性。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第45页子项目二数控机床性能检验在数据输入方式下，使主轴转速从最低速逐步提升到最高速，检验各级转速值，转速允差为设定值±10%，同时观察机床振动情况。主轴在连续2h高速运转后允许温升不超出15℃。主轴准停装置连续操作5次，检验准停动作可靠性和灵活性。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第46页子项目二数控机床性能检验2.进给系统在手动方式下进行，检验各坐标轴正转和反转低、中、高速进给和快速移动开启、停顿、点动等动作平稳性和可靠性。在数据输入方式下，检验G00指令速度和G01指令各种进给速度，允差为设定值±5%。除此之外，进给系统检测还要检验各坐标轴软硬限位可靠性及其回原点稳定性。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第47页子项目二数控机床性能检验3.自动换刀系统在刀库装满刀柄满载条件下，经过手动操作和自动运行，检验刀具自动交换可靠性、灵活性和平稳性;检测机械手抓取最大允许重量刀柄可靠性，刀号选择正确性;同时测定自动交换刀具时间。4.数控装置检验数控装置各种指示灯、操作面板等功效和动作正确性和可靠性，数控装置密封性，数控装置与伺服驱动单元连接电缆可靠性。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第48页子项目二数控机床性能检验5.电气装置在数控机床试运转前后分别对机床电气装置进行一次绝缘检验。测定数控装置和电气柜接地质量、绝缘可靠性。检验数控装置和电气柜内通风散热条件和清洁情况。6.气、液装置检验机床压缩空气源、气路有没有泄漏以及工作可靠性。如气压太低时有没有报警显示，气压表和油水分离装置是否完好等。检验液压系统油路密封可靠性。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验收第49页子项目二数控机床性能检验7.润滑装置检验自动润滑油路工作可靠性。如定时润滑是否正常，分配到各润滑点油量是否均匀，润滑是否到位，油路各接头有没有渗漏等。8.安全装置检验机床对操作者安全性以及机床保护功效可靠性。如各种安全防罩，各坐标行程限位保护功效，各种过流、过压、过热、过载和紧急停顿等功效。返回下一页上一页数控机床故障诊断与维修数控机床的安装调试与验