数控机床的选购安装调试及验收.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第3章 数控机床的选购、安装、调试及验收,3.1 数控机床的选购,3.2 数控机床的安装,3.3 数控机床的调试,3.4 数控机床的验收,3.1 数控机床的选购,3.1.1 数控机床选购的一般原则,1.实用性指明确数控机床来解决生产中的哪一个或哪几个问题。,2.经济性指所选用的数控机床在满足加工要求的条件下，所支付的代价是最经济的或者是较为合理的。,3.可操作性指用户选用的数控机床要与本企业的操作和维修水平相适应。,4.稳定可靠性指机床本身的质量，选择名牌产品能保证数控机床工作时稳定可靠。,下一页,返回,3.1 数控机床的选购,3.1.2 数控机床选购时需考虑的因素,1.确定要加工的零件,用成组技术（GT）是较科学的方法，其基础是相似性。将结构、几何形状、尺寸、材料、毛坯形状、加工表面加工精度等近似的零件，用分类编码的方法划分零件族，制定成组工艺，使之有可能简化编程，减少机床调整时间，减少工装、刀具、量具数量等，从而取得更大效益。世界上CT的分类编码系统很多。我国原机械工业部组织制定的JLBM-1分类编码系统，如,图3-1,所示。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,2.选择数控机床的种类,数控机床的类型、规格繁多，不同类型的数控机床都有其不同的使用范围和使用要求，每一种数控机床都有其最佳典型零件的加工。如加工轴类零件，选用数控车床；加工板类，即箱盖、壳体和平面凸轮等零件，则应选用立式加工中心或数控铣床；加工复杂箱体类，即箱体、泵体、壳体等零件，则应选用卧式加工中心。,另外，当工件只需要钻削或只需要铣削时，就不要购买加工中心；能用数控车床加工的零件就不要用车削中心；能用三轴联动的机床加工零件就不要选用四轴或五轴联动的机床。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,3.选择数控系统,数控技术经过半个多世纪的发展，世界上数控系统的种类、规格非常之多。为了与机床相匹配，在选择数控系统时应注意以下几方面。,（1）根据数控机床类型选择相应的数控系统,数控系统有适用于车、铣、镗、磨、冲压、造型等加工类别，所以应有针对性地进行选择。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,（2）根据数控机床的设计指标选择数控系统,往往是具备基本功能的系统较便宜，而选择功能却较昂贵。,（3）数控系统时要考虑周全,订购时应把所需的系统功能一次订齐，不能遗漏，对于那些价格增加不多，但对使用会带来方便的功能，应当配置齐全。另外，选用数控系统及机床的种类不宜过多、过杂，否则会给使用、维修带来极大困难。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,4.选择数控机床的规格,数控机床规格的选择，应结合确定的典型零件尺寸，选用相应的规格以满足加工典型零件的需要。数控机床的主要规格包括工作台面的尺寸、坐标轴数及行程范围、主轴电动机功率和切削扭矩等。在选择数控机床的规格时要注意机床的型号。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,5.选择数控机床的精度,要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决定。,影响机械加工精度的因素很多，如机床的制造精度、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。而用户在选用机床时，主要应考虑综合加工精度是否能满足加工的要求。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,目前，世界各国都制定了数控机床的精度标准。机床生产厂商在数控机床出厂前大都按照相应标准进行了严格的控制和检验。实际上机床制造精度都是很高的。实际精度均有相当的储备量，即实际允差值比标准的允差值压缩20左右。在各项精度标准中，最主要的是定位精度、重复定位精度，对于加工中心和数控铣床，还有一项铣圆精度，如,表3-1,所示。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,6.刀具系统,1）刀柄系统,（1）加工中心常用刀柄分类见表3-2。,模块式工具系统初始 大，机床台数较多或零件品种较多时，可能划算。非模块式工具系统单件刀具价格低，若所购品种不多并且可多台机床共用、多种零件共用，可能划算。作决定时必须仔细分析与计算。另外，采用刀柄标准要统一，可节约开支，便于管理。考察刀具生产厂的质量、信誉和经营管理情况也很重要。加工中心上还有一些特殊刀柄，见表3-3。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,（2）数控车床用刀柄的特点比较见,表3-4,。,（3）用于车削中心的动力刀具刀柄，刀柄尾部有驱动齿轮，驱,动刀具轴旋转。刀具轴上可装各种刀具，特点见,表3-5,。,2）刀库类型和刀库容量的选择,（1）车床多用刀库盘，盘上有812个刀座位，车削中心可有23个刀库盘。,（2）加工中心的刀库类型繁多，刀库容量为8120把，见,表3-6,。加工中心上的新型刀库见,表3-7,。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,（3）在选择刀库容量时，需要对整个零件组的加工内容进行分析，统计需要用的刀具数，刀具过多则用机械手换刀出故障的机率大，工序适当分散和采用复合刀具可减少刀具数，用复合刀具还可提高加工效率，值得考虑。,表3-8,给出的刀库容量可作参考，刀库容量30把可覆盖85%的工件。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,7.选择功能及附件的选择,选购数控机床时，除了认真考虑它应具备的基本功能及基本件外，还可选择随机程序编制、运动图形显示、人机对话程序编制等功能和自动测量装置、接触式测头、红外线测头、刀具磨损和破损检测等附件。,8.选择机床制造厂,目前，各品牌机床制造商已普遍重视产品的售前、售后服务，协助用户对典型工件作工艺分析，进行加工、可行性工艺试验及承担成套技术服务，包括工艺装备设计、程序编制、安装调试、试切工件、直至全面投入生产等一条龙服务。,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,9.经济性分析,1）计算由会计人员进行，计算方法较多，常用的有：,（1）利润率 获益与占用资金之比。,一定时期的利润率=,平均利用率=,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,（2）回收期 额I,I=,式中：I为 额；t为处数；At为t年折旧费；Gt为t年的收益；m为回收期（年）。回收期计算方法有多种，这里可以采用平均计算法。,回收期=（年）,下一页,返回,上一页,3.1 数控机床的选购,2）无法量化的费用,数控机床具有更大的柔性，适应“适时制造”或“订单制造”。力争更少的废品损失，更少的检查费用，更短的生产周期，需要的操作工数减少（例如实行多机床管理），要支付较大的人员培训费用，维护费用较高。,3）心理,用数控机床建立声誉。乐于试用先进设备。,下一页,返回,上一页,数控机床的类型、规格繁多，不同类型的数控机床都有其不同的使用范围和使用要求，每一种数控机床都有其最佳典型零件的加工。,表3-8 刀库容量与工件数量的关系,现代的数控系统一般都有自诊断功能，在CRT画面上可以显示数控系统与机床接口以及数控系统内部的状态。,实际精度均有相当的储备量，即实际允差值比标准的允差值压缩20左右。,除各部件因运输需要而安装的紧固工件（如紧固螺钉、连接板、楔铁等）外，应清洗各连接面、各运动面上的防锈涂料，清洗时不能使用金属或其它坚硬刮具。,将状态开关置于适当的位置，如 FANUC系统应放置在MDI状态，选择到参数页面，逐条逐位地核对参数，这些参数应与随机所带参数表符合。,包括主板、ROM板、连接单元、附加轴控制板、旋转变压器或感应同步器的控制板上的设定。,表3-8 刀库容量与工件数量的关系,在带有可编程控制器PLC时，可以反映出从NC到PLC，从PLC到机床（MT），以及从MT到PLC，从PLC到NC的各种信号状态。,3）自动换刀（ATC）系统,1）计算由会计人员进行，计算方法较多，常用的有：,数控功能检验的最好办法是编一个考机程序，让机床在空载下自动运行16h或32h。,按国家标准和国际标准化组织的规定（ISO标准），对数控机床的检测，应以激光测量为准，如图3-3a所示。,（6）主轴孔的径向跳动；,可以看出，第一类精度要求是机床各运动大部件如床身、立柱、溜板、主轴箱等运动的直线度、平行度、垂直度的要求；,3.1 数控机床的选购,10.机床的噪声和造型,对于机床噪声，各国都有明确的标准。对杂音控制也提出了要求。即机床运转时，除噪声等级不允许超标外，还不应该有不悦耳杂音产生。不悦耳杂音一般指虽不超出噪声标准规定的等级，但是却可以听到的怪异音响。,机床造型也可以统称为机床的观感质量，机床造型技术是人机工程学在机床行业的实际应用。机床造型对工业安全、人体卫生和生产效率产生着潜在的，但又非常重要的影响。,返回,上一页,3.2 数控机床的安装,3.2.1 对安装地基和安装环境的要求,根据该制造厂提供的机床安装地基图进行施工。在安装前要考虑机床重量和重心位置、与机床连接的电线、管道的铺设、预留地脚螺栓和预埋件的位置。地基平面尺寸不应小于机床支承面积的外廓尺寸，并考虑安装、调整和维修所需尺寸。机床的安装位置应远离各种干扰源。应避免阳光照射和热辐射的影响，其环境温度和湿度应符合说明书的规定。机床绝对不能安装在产生粉尘的车间里。另外，机床旁应留有足够的工件运输和存放空间。机床与机床、机床与墙壁之间应留有足够的通道。,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,3.2.2 数控机床的安装步骤,1.拆箱,拆箱前应仔细检查包装箱外观是否完好无损。,2.就位,机床的起吊应严格按说明书上的吊装方法进行。注意机床的重心和起吊位置。,3.找平,按照机床说明书调整机床的水平精度。机床放在基础上，应在自由状态下找平，然后将地脚螺栓均匀地锁紧。,上一页,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,4.清洗,除各部件因运输需要而安装的紧固工件（如紧固螺钉、连接板、楔铁等）外，应清洗各连接面、各运动面上的防锈涂料，清洗时不能使用金属或其它坚硬刮具。,5.连接,1）机床解体零件及电缆、油管和气管的连接。,2）机床数控系统的连接。,（1）数控系统的开箱检查,（2）外部电缆的连接,（3）电源线的连接。,上一页,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,6.确认,1）输入电源电压、频率及相序的确认,（1）输入电源电压和频率确认。,我国供电制式是交流380V，三相；交流220V，单相，频率为50Hz。,（2）电源电压波动范围的确认。,检查用户的电源电压波动范围是否在数控系统允许的范围之内。一般数控系统允许电压波动范围为额定值的85110%，,上一页,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,（3）输入电源电压相序的确认。,目前数控机床的进给控制单元和主轴控制单元的供电电源，大都采用晶阐管控制元件，如果相序不对，接通电源，可能使进给控制单元的输入熔丝烧断。,检查相序的方法很简单，一种是用相序表测量，如,图3-2a,所示，当相序接法正确时相序表按顺时针方向旋转，否则就是相序错误，这时可将R、S、T中任意两条连接电线对调一下位置就行了。另一种是用双线示波器来观察二相之间的波形，如,图3-2b,所示，二相在相位上相差1200。,上一页,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,（4）确认直流电源输出端是否对地短路。,各种数控系统内部都有直流稳压电源单元，为系统提供所需的+5V，15V，24V等直流电压。,（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。这样，在系统工作时不会引起机床运动。但是应根据修理说明书的介绍对速度控制单元作一些必要性的设定，不致因断开电动机动力线而造成报警。接通数控柜电源后，首先检查数控柜内各风扇是否旋转，这也是判断电源是否接通的最简便方法。随后检查各印制电路板上的电压是否正常，各种直流电压是否在允许的范围之内。,上一页,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,（6）检查各熔断器。,熔断器是设备的“卫士”，时时刻刻保护着设备的安全。除供电主线路上熔断器外，几乎每一块电路板或电路单元都装有熔断器，当过负荷、外电压过高或负载端发生意外短路时，熔断器能马上被熔断而切断电源，起到保护设备的作用，所以一定要检查熔断器的质量和规格是否符合要求。,上一页,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,2）短路棒的设定和确认。,数控系统内的印制电路板上有许多用短路棒短路的设定点，需要对其适当设定以适应各种型号机床的不同要求。一般来说，用户购入的整台数控机床，这项设定已由机床厂完成，用户只需确认一下即可。但对于单体购入的数控装置，用户则必须根据需要自行设定。主要设定内容有以下三个方面。,上一页,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,（1）控制部分印制电路板上的设定。,包括主板、ROM板、连接单元、附加轴控制板、旋转变压器或感应同步器的控制板上的设定。,（2）速度控制单元电路板上的设定。,在直流速度控制单元和交流速度控制单元上都有许多设定点，这些设定用于选择检测元件的种类、回路增益及各种报警。,（3）主轴控制单元电路板上的设定。,无论是直流或是交流主轴控制单元上，均有一些用于选择主轴电动机电流极性和主轴转速等的设定点。,上一页,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,3）数控系统各种参数设定的确认。,设定数控系统参数，包括PLC参数等的目的，是当数控装置与机床相连时，能使机床具有最佳的工作性能。,4）确认数控系统与机床间的接口。,现代的数控系统一般都有自诊断功能，在CRT画面上可以显示数控系统与机床接口以及数控系统内部的状态。在带有可编程控制器PLC时，可以反映出从NC到PLC，从PLC到机床（MT），以及从MT到PLC，从PLC到NC的各种信号状态。,上一页,下一页,返回,3.2 数控机床的安装,完成上述步骤，可以认为数控系统已经调整完毕，具备了机床联机通电调试的条件。此时，可以切断数控系统的电源，连接电动机的动力线，恢复报警设定，准备通电调试。,上一页,返回,3.3 数控机床的调试,3.3.1 通电前的外观检查,1.机床电器检查,打开机床电控箱，检查继电器、接触器、熔断器、伺服电机速度控制单元插座等有无松动，如有松动应恢复正常状态。有锁紧机构的接插件一定要锁紧。有转接盒的机床一定要检查转接盒上的插座，接线有无松动。有锁紧机构的一定要锁紧。,下一页,返回,3.3 数控机床的调试,2.CNC电箱检查,打开CNC电箱门，检查各类插座，包括各类接口插座、伺服电机反馈线插座、主轴脉冲发生器插座、手摇脉冲发生器插座、CRT插座等，如有松动要重新插好，有锁紧机构的一定要锁紧。,3.接线质量检查,检查所有的接线端子。包括强、弱电部分在装配时机床生产厂自行接线的端子及各电机电源线的接线端子。每个端子都要用旋具紧固一次，直到用旋具拧不动为止（弹簧垫圈要压平）。各电机插座一定要拧紧。,下一页,返回,上一页,3.3 数控机床的调试,4.电磁阀检查,所有电磁阀都要用手推动数次，以防止长时间不通电造成的动作不良。如发现异常，应做好记录，以备通电后确认修理或更换。,5.限位开关检查,检查所有限位开关动作的灵活性及固定是否牢固。发现动作不良或固定不牢的应立即处理。,6.操作面板上按钮及开关检查,检查操作面板上所有按钮、开关、指示灯的接线，发现有误应立即处理。检查CRT单元上的插座及接线。,下一页,返回,上一页,3.3 数控机床的调试,7.地线检查,要求有良好的地线。外部保护导线端子与电器设备任何裸露导体零件和机床外壳之间的电阻数值不能大于0.1，机床设备接地电阻一般要求小于4。,8.电源相序检查,用相序表检查输入电源的相序。确认输入电源的相序与机床上各处标定的电源相序应绝对一致。,下一页,返回,上一页,3.3 数控机床的调试,3.3.2 机床总电压的接通,1.接通机床总电源,检查CNC电箱、主轴电机冷却风扇、机床电器箱冷却风扇的转向是否正确，润滑、液压等处的油标指示以及机床照明灯是否正常。各熔断器有无损坏？如有异常应立即停电检修，无异常可以继续进行。,下一页,返回,上一页,圆柱，刀柄端面，齿条齿形面,在没有激光干涉仪的情况下，可以用标准刻度尺，配以光学读数显微镜进行比较测量，如图3-3b所示。,当然，由于数控机床型号不同，开机调试步骤也略有不同，上述步骤仅供参考。,将状态选择开关置于EDIT位置，自行编制一简单程序，尽可能多地包括各种功能指令和辅助功能指令，移动尺寸以机床最大行程为限，同时进行程序的增加、删除和修改。,2）无法量化的费用,将状态选择开关放置在JOG位置，将点动速度放在最低档，分别进行各坐标正、反方向的点动操作，同时用手按与点动方向相应的超程保护开关，验证其保护作用的可靠性。,世界上CT的分类编码系统很多。,刀具轴上可装各种刀具，特点见表3-5。,数控机床的几何精度检验和普通机床的几何精度检验在检测内容、检测工具及检测方法上基本类似，只是检测要求更高。,2）刀库类型和刀库容量的选择,受潮、锈蚀等，并逐项如实填写“设备开箱验收登记卡”存档。,机床造型对工业安全、人体卫生和生产效率产生着潜在的，但又非常重要的影响。,型号为锥柄大端直径舍入值,（6）主轴孔的径向跳动；,4）机床噪声 机床运转时的总噪声不得超过标准（80db）。,2）短路棒的设定和确认。,（1）利润率 获益与占用资金之比。,测量强电各部分的电压,3.3 数控机床的调试,2.测量强电各部分的电压,特别是供CNC及伺服单元用的电源变压器的初、次级电压，并做好记录。,3.观查有无漏油,特别是供转塔转位、卡紧、主轴换档以及卡盘卡紧等处的液压缸和电磁阀。如有漏油应立即停电修理或更换。,下一页,返回,上一页,3.3 数控机床的调试,下一页,返回,上一页,3.3.3 CNC系统电箱通电,1.按CNC电源通电按钮，接通CNC电源。观查CRT显示，直到出现正常画面为止。如果出现ALARM显示，应该寻找故障并排除。此时应重新送电检查。,2.打开CNC电箱，根据有关资料上给出的测试端子的位置测量各级电压，有偏差的应调整到给定值，并做好记录。,3.将状态开关置于适当的位置，如 FANUC系统应放置在MDI状态，选择到参数页面，逐条逐位地核对参数，这些参数应与随机所带参数表符合。,3.3 数控机床的调试,下一页,返回,上一页,4.将状态选择开关放置在JOG位置，将点动速度放在最低档，分别进行各坐标正、反方向的点动操作，同时用手按与点动方向相应的超程保护开关，验证其保护作用的可靠性。然后，再进行慢速的超程试验，验证超程撞块安装的正确性。,5.将状态开关置于回零位置，完成回零操作，无特殊说明时，一般数控机床的回零方向是在坐标的正方向，观察回零动作的正确性。,3.3 数控机床的调试,下一页,返回,上一页,6.将状态开关置于JOG位置或MDI位置，进行手动变档（变速）试验。验证后将主轴调速开关放在最低位置，进行各档的主轴正、反转试验，观察主轴运转情况和速度显示的正确性，然后再逐渐升速到最高速度，观察主轴运转的稳定性。,7.进行手动导轨润滑试验，使导轨有良好的润滑。,8.逐步变化快移超调开关和进给倍率开关，随意点动刀架，观察速度变化的正确性。,3.3 数控机床的调试,下一页,返回,上一页,3.3.4 手动数据输入试验,1.将机床锁住开关放在接通位置，用手动数据输入指令进行主轴任意变档、变速试验。测量主轴实际转速，并查看主轴速度显示值，调整误差范围在5%之内。（此时对主轴调速系统应进行相应的调速）,2.进行转塔或刀座的选刀试验，以检查刀座正转、反转和定位精度的正确性。,3.功能试验 用手动数据输入方式指令G01、G02、G03并指定适当的主轴转速、F码、移动尺寸等，同时调整进给倍率开关，观察功能执行情况及进给率变化情况。,3.3 数控机床的调试,下一页,返回,上一页,4.给定螺纹切削指令，而不给主轴转速指令，观察执行情况，如不能执行则为正确，因为螺纹切削要靠主轴脉冲发生器的同步脉冲。然后增加主轴转动指令，观察螺纹切削的执行情况。（除车床外，其它机床不进行此项实验。）,5.根据定货的情况不同，循环功能也不同，可根据具休情况对各个循环功能进行试验。为防止意外情况发生，最好先将机床锁住进行试验，然后再放开机床进行试验。,3.3 数控机床的调试,下一页,返回,上一页,3.3.5 编辑功能试验,将状态选择开关置于EDIT位置，自行编制一简单程序，尽可能多地包括各种功能指令和辅助功能指令，移动尺寸以机床最大行程为限，同时进行程序的增加、删除和修改。,3.3 数控机床的调试,下一页,返回,上一页,3.3.6 自动状态试验,将机床锁住，用上一步编制的程序进行空运转试验，验证程序的正确性。然后放开机床分别将进给倍率开关、快移修调开关、主轴速度修调开关进行多种变化，使机床在上述各开关的多种变化的情况下进行充分地运行后再将各超调开关置于100%处，使机床充分运行，观察整机的工作情况是否正常。,3.3 数控机床的调试,返回,上一页,3.3.7 外设试验,1.连接打印机，将程序和参数打印出来，验证辅助接口的正确性。参数表保存以备用。,2.将计算机与CNC相连，将程序输入CNC，确认程序并执行一次，验证输入接口正确性。,至此，一台数控机床才算调试完毕。当然，由于数控机床型号不同，开机调试步骤也略有不同，上述步骤仅供参考。,3.4 数控机床的验收,3.4.1 验收依据,依据是相关标准及合同约定。相关的国内标准：,GB/T17421.1-1998 机床检验通则第1部分，在无负荷或精加工条件下机床的几何精度。,GB/T16462-1996 数控卧式车床精度检验。,GB/T4020-1997 卧式车床精度检验。,JB/T8324.2-1996 简式数控卧式车床技术条件。,JB/T8324.1-1996 简式数控卧式车床精度。,JB/T8771.1-1998 加工中心检验条件第1部分：卧式和带附加主轴头机床的几何精度检验(水平主轴)。,下一页,返回,下一页,返回,上一页,JB/T8771.4-1998 加工中心检验条件第4部分：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验。,JB/T8771.5-1998 加工中心检验条件第5部分：工件夹持托板的定位精度和重复定位精度检验。,JB/T8771.7-1998 加工中心检验条件第7部分：精加工试件精度检验。,JB/T6561-1993 数控电火花线切割机导轮技术条件。,JB/T8832-2001 机床数字控制系统通用技术条件。,JB/T8329.1-1999 数控床身铣床精度检验。,3.4 数控机床的验收,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,3.4.2 开箱检验和外观检查,数控机床到厂后，设备管理部门要及时组织有关人员开箱检验。参加检验的人员应包括设备管理人员和设备安装人员、设备采购员等。如果是进口设备，还须有进口商务代理、海关商检人员等。检验的主要内容有：,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,（1）装箱单。,（2）核对应有的随机操作、维修说明书、图样资料、合格证等,技术文件。,（3）按合同规定，对照装箱单清点附件、备件、工具的数量、,规格及完好状况。,（4）检查主机、数控柜、操作台等有无明显撞碰损伤、变形、,受潮、锈蚀等，并逐项如实填写“设备开箱验收登记卡”存档。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,3.4.3 精度检验,数控机床精度分为几何精度、定位精度和切削精度三类。,1.几何精度检验,数控机床的几何精度检验，又称静态精度检验，是综合反映机床的各关键零部件及其组装后的几何形状误差。数控机床的几何精度检验和普通机床的几何精度检验在检测内容、检测工具及检测方法上基本类似，只是检测要求更高。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,普通立式加工中心几何精度检验的主要内容有以下几项：,（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坐标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心线的平行度；,（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。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,卧式机床要比立式机床要求多几项与平面转台有关的几何精度。,可以看出，第一类精度要求是机床各运动大部件如床身、立柱、溜板、主轴箱等运动的直线度、平行度、垂直度的要求；第二类是对执行切削运动主要部件主轴的自身回转精度及直线运动精度(切削运动中进刀)的要求。因此，这些几何精度综合反映了该机床的机械坐标系的几何精度和代表切削运动的部件主轴在机械坐标系的几何精度。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,2.定位精度检验,数控机床定位精度，是指机床各坐标轴在数控系统控制下运动所能达到的位置精度。数控机床的精度又可以理解为机床的运动精度。普通机床由手动进给，定位精度主要决定于读数误差，而数控机床的移动是靠数字程序指令实现的，故定位精度决定于数控系统和机械传动误差。机床各运动部件的运动是在数控装置的控制下完成的，各运动部件在程序指令控制下所能达到的精度直接反映加工零件所能达到的精度，所以，定位精度是一项很重要的检测内容。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,定位精度主要检测的内容为：直线运动定位精度、直线运动重复定位精度、直线运动轴机械原点的复归精度、直线运动失动量的检测、回转运动的定位精度、回转运动的重复运动定位精度、回转运动失动量的检测、回转轴原点的复归精度。,测量直线运动的检测工具有：测微仪和成组块规、标准刻度尺、光学读数显微镜和双频激光干涉仪等。标准长度测量以双频激光干涉仪为准。回转运动检测工具有：360齿精确分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅及平行光管等。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,1）直线运动定位精度检测,直线运动定位精度一般都在机床和工作台空载条件下进行。按国家标准和国际标准化组织的规定（ISO标准），对数控机床的检测，应以激光测量为准，如,图3-3a,所示。在没有激光干涉仪的情况下，可以用标准刻度尺，配以光学读数显微镜进行比较测量，如,图3-3b,所示。但是，测量仪器精度必须比被测的精度高12个精度等级。,为了反映出多次定位中的全部误差，ISO标准规定每一个定位点按五次测量数据算平均值和散差3，这时的定位精度曲线，是一个由各定位平均值连贯起来的一条曲线加上3散差带构成的定位点散差带，如,图3-4,所示。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,2）直线运动重复定位精度检测,检测用的仪器与检测定位精度所用的相同。一般检测方法是在靠近各坐标行程中点及两端的任意三个位置进行测量，每个位置用快速移动定位，在相同条件下重复作七次定位，测出停止位置数值并求出读数最大差值，以三个位置中最大一个差值的二分之一，附上正负号，作为该坐标的重复定位精度。它是反映轴运动精度稳定性的最基本的指标。,3）直线运动的原点返回精度,原点返回精度，实质上是该坐标轴上一个特殊点的重复定位精度，因此它的测定方法完全与重复定位精度相同。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,4）直线运动失动量的测定,直线运动的失动量，也叫直线运动反向误差，它包括该坐标轴进给传动链上驱动部件的反向死区，各机械运动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映。误差越大，则定位精度和重复定位精度也越差。,失动量的测定方法是在所测量坐标轴的行程内，预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准，在同一方向给予一定移动指令值，使之移动一段距离，然后再往相反方向移动相同的距离，测量停止位置与基准位置之差，如,图3-5,所示。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,5）回转工作台运动精度的测定,回转运动各项精度的测定方法同上述各项直线运动精度的测定方法，但用于检测回转精度的仪器是标准转台，平行光管（准直仪）等。,3.切削精度检验,机床的切削精度是一项综合精度，它不仅反映了机床的几何精度和定位精度、同时还包括了试件的材料、环境温度、刀具性能以及切削条件等各种因素造成的误差和计量误差。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,3.4.4 数控机床性能及数控功能检验,1.机床性能的检验,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。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,1）主轴系统性能,（1）用手动方式选择高、中、低三个主轴转速，连续进行5次正转和反转的启动和停止动作，检验主轴动作的灵活性和可靠性。同时，观察负载表上的功率显示是否符合要求。,（2）用数据输入方式，主轴从最低一级转速开始运转，逐级提到允许的最高转速，实测各级转速数，允差为设定值的10%，同时观察机床的振动。主轴在长时间高速运转后（一般为2小时）允许温升150C。,（3）连续操作主轴准停装置5次，检查动作的可靠性和灵活性。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,2）进给系统性能,（1）分别对各坐标进行手动操作，检验正、反方向的低、中、高速进给和快速移动后的启动、停止、点动等动作的平衡性和可靠性。,（2）用手动数据输入方式（MDI）测定G00和G01下的各种进给速度，允差5%。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,3）自动换刀（ATC）系统,（1）检查自动换刀系统的可靠性和灵活性，包括在手动操作和自动运行时刀库满负荷条件下（装满各种刀柄）的运动平稳性，以及刀库内刀号选择的准确性等。,（2）根据技术指标，测定自动交换刀具的时间。,4）机床噪声 机床运转时的总噪声不得超过标准（80db）。数控机床由于大量采用电调速装置，主轴箱的齿轮往往不是最大噪声源，而主轴电机的冷却风扇和液压系统的液压泵的噪声等可能成为最大噪声源。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,5）电气装置 在运转试验前后分别作一次绝缘检查，检查按地线质量，确认绝缘的可靠性。,6）数控装置 检查数控柜的各种指示灯，检查纸带阅读机、操作面板、电柜冷却风扇等的动作及功能是否正常可靠。,7）安全装置 检查对操作者的安全性和机床保护功能的可靠性。如各种安全防护罩，机床运动坐标行程极限保护自动停止功能，各种电流电压过载保护和主轴电机过热过负荷时紧急停止功能等。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,8）润滑装置 检查定时定量润滑装置的可靠性，检查润滑油路有无渗漏，到各润滑点的油量分配等功能的可靠性。,9）气、液装置 检查压缩空气和液压油路的密封、调压功能，液压油箱的正常工作情况。,10）附属装置 检查机床各附属装置的工作可靠性。如冷却装置能否正常工作，排屑器的工作质量，冷却防护罩有无泄漏，APC交换工作台工作是否正常，试验带重负载的工作台面自动交换，配置接触式测头的测量装置能否正常工作及有无相应测量程序等。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,2.数控功能的检验,数控功能检验主要内容有：,（1）运动指令功能 检验快速移动指令和直线插补、圆弧插补指令的正确性。,（2）准备功能指令 检验坐标系选择、平面选择、暂停、刀具长度补偿、刀具半径补偿、螺距误差补偿、反向间隙补偿、镜像功能、极坐标功能、自动加减速、固守循环及用户宏程序等指令的准确性。,（3）操作功能 检验回原点、单程序段、程序段跳读、主轴和进给倍率调整、进给保持、紧急停止、主轴和冷却液的起动和停止等功能的准确性。,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,（4）CRT显示功能 检验位置显示、程序显示、各菜单显示以及编辑修改等功能准确性。,数控功能检验的最好办法是编一个考机程序，让机床在空载下自动运行16h或32h。这个考机程序应包括：,下一页,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,（1）主轴传动要包括标称的最低、中间和最高转速在内五种以上速度的正转、反转及停止等运行。,（2）各坐标运动要包括标称的最低、中间和最高进给速度及快速移动，进给移动范围应接近全行程，快速移动距离应在各坐标轴全行程的二分之一以上。,（3）一般自动加工所用的一些功能和代码要尽量用到。,（4）自动换刀应至少交换刀库中三分之二以上的刀号，而且都要装上重量在中等以上的刀柄进行实际交换。,（5）必须使用的特殊功能，如测量功能、APC交换和用户宏程序等。,返回,上一页,3.4 数控机床的验收,用以上这样的程序连续运行，检查机床各项运动、动作的平稳性和可靠性，并且在规定时间内不允许出故障，否则要在修理后重新开始规定时间考核，不允许分段进行累积到规定运行时间。,图3-1 JLBM-1分类编码系统总体结构,返回,表3-1 数控机床的精度,返回,精度项目,普通型,精密型,单轴定位精度/mm,0.01/300或全程,0.005/全程,重复定位精度/mm,0.006,0.003,铣圆精度/mm,0.030.04,0.015,表3-2 刀柄分类,返回,种类,标准,结构特点,备注,型号,拉钉,机械手夹持部位,传递扭矩的键槽,7：24,锥柄,ISO7388,JB3381,GB3837,DIN69871DIN2080BT（日本）VDI（德）,等等,标准,型号,40,45,50,钢球,拉力,施力锥面45,0,各国各厂不尽相同,在机械手夹持部位20，25有的无此键槽,型号为锥柄大端直径舍入值,扩展,型号,20,25,30,35,60,夹爪,拉力,HSK（中空锥度刀柄）,DIN69893,40,45,50,60,不用拉钉,有，按DIN69893制造,在锥度小端,刀柄和拉钉必须与机床主轴拉刀机构和换刀机械手适配,表3-3 特殊刀柄,返回,名称,用途,增速头刀柄,可将小孔加工用刀具的转速提升3,7倍,多轴动力头刀柄,可用以同时加工多个小孔,万能铣头刀柄,可改变刀具轴线和主轴轴线间的夹角,内冷却刀柄,切削液经由刀具内的通孔直达切削点，冲屑冷却,高速磨头刀柄,可进行磨削加工,接触式测头“刀柄”,（三维接触式传感器）,和刀具一样置入刀库，换入主轴后使用各种测量循环程序进行：工件找正，工件零点测定，工件几何尺寸测量，工件几何位置测量，数字化仪、测实物生成加工程序（测头“刀柄”上有电池供电的信号发送器，机床适当部位安装信号接收器）,表3-4 数控车床用刀柄的特点比较,返回,项目,刀块式,圆柱齿条式,定位方式,凸键和轴向键,圆柱，刀柄端面，齿条齿形面,手动更换,不方便，费时,快捷,刚度,好,稍差,和外部刀库自动交换刀具的可能性,尚不能自动松、夹,可自动松、夹,注：有将整个刀库盘进行交换的机床,表3-5 动力刀具的特点,返回,种类,用途,刀具,刀具轴线平行于Z轴,用于主轴锁定后在工件端面上进行各种加工,钻头、丝锥、立铣刀等,利用主轴C轴功能铣螺纹,螺纹铣刀,主轴和自驱刀具轴有固定速比，用“刀”加工六角面,圆周上均布的“飞刀”,利用主轴C轴功能和X轴插补，在工件端面上铣直槽，非同心圆槽,立铣刀,刀具轴线垂直于Z轴,主轴分度后锁定，在工件外圆上钻孔、攻螺纹，铣平面，铣槽,钻头、丝锥、立铣刀，键槽铣刀,利用主轴C功能和Z轴进行插补，在工件圆上铣螺线槽等,立铣刀,刀具轴线与Z轴夹角可调,铣斜面,在斜面上钻孔、攻螺纹孔，铣槽,立铣刀，钻头，丝锥，键槽铣刀,电主轴磨头,内外磨削,内外圆砂轮,接触式测头,用于工件主动测量,表3-6 常用刀库形式及刀库容量,返回,类型,容量/把,说明,直线刀库,8,12,主轴可在X、Y、Z三个坐标上移动，主轴接近刀库，完成取刀放刀不用机械手换刀、可靠,换刀时间较长,卧式机床占用加工空间,圆盘刀库,12,30,多用于立式机床,不用机械手，换刀时主轴Z向升至换刀位,刀库移至主轴下，主轴Z向运动放刀、取刀，刀库再移开,换刀时间为8,15,S,链式刀库,40,120,多用于卧式机床,用机械手换刀,选刀和加工时间重合，机械手双动同时取刀、放刀,换刀时间5,10,S,，最快0.5,1,S,表3-7 新型刀库,返回,类型,容量,说明,弹夹式刀库,可变,机械手换刀，刀库可整体交换，缩短配刀时间，便于进入FMS,格子箱式刀库,可变,大容量刀库,200,机械手换刀，200多把50号锥柄刀具分布在巨大的半球上,表3-8 刀库容量与工件数量的关系,返回,工件种数所占的百分比（%）,18,50,1