数控机床的选用、安装、调试、验收与保养.ppt

第十一章数控机床的选用、安装、调试、验收与保养,11.1 数控机床的选用 11.2 数控机床的安装与调试 11.3 数控机床的验收 11.4 数控机床的常规保养,11.1数控机床的选用,11.1.1确定典型加工工件考虑到数控机床品种繁多，而且每一种机床的性能与使用范围是有限的，只有在一定的条件下，加工一定种类、一定工艺内容的零件才能达到最佳效果，也就是说要求在保证加工质量的前提下，资金投入少，生产周期短。因此，选购数控机床首先必须确定用户所要加工的典型零件。,每一种数控机床都有其最佳加工的典型零件。如卧式加工中心适合于加工箱体、泵体、阀体和壳体类等零件，可以利用数控机床上的回转工作台，能一次安装后即对工件的四个面进行加工；立式加工中心适用于加工箱盖、盖板、法兰、壳体、平面凸轮等板类零件，实现对一个面的加工；模具加工，一般用立、卧主轴转换的数控铣床、数控电火花成型机与数控电火花线切割机床；加工轴类、盘类零件，一般用数控车床；有较高的形状及位置要求的多孔零件，一般用数控钻镗床。,若把卧式加工中心加工的典型零件放在立式加工中心上加工，零件的多面加工则需要更换夹具和调换工艺基准，这就会降低生产效率和加工精度。若把立式加工中心加工的典型零件放在卧式加工中心上加工，则需要增加弯板夹具，这会降低工件加工工艺系统的刚性和工作效率。同类规格的数控机床，一般卧式的价格要比立式的贵80100，所需加工费用也高，因此，把在立式加工中心上加工的典型零件放在卧式加工中心上加工是不经济的。然而，卧式加工中心的工艺性比较广泛，据国外资料统计，在工厂车间的设备配置中，卧式加工中心占6070%，而立式加工中心只占3040%。,11.1.2数控机床规格的选择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。在某些数控机床的用户中，往往认为机床规格要选大不选小，机床规格大一点，小零件照样可以在上面加工。这样做的结果会造成机床投资大幅度增加，机床加工费用增加、生产率下降（大行程机床在加工小零件时空行程等辅助时间将成倍增加）等问题。,选用的工作台面尺寸一般应大于工件的最大轮廓尺寸，以保证工件在其上面能顺利找正及安装，各坐标轴行程应满足加工时进刀、退刀的要求，如典型零件是450mm450mm的箱体，那么应选取工作台面尺寸为500mm500mm的加工中心。工件和夹具的总重量也不能大于工作台的额定负载。主轴电动机功率反映了数控机床的切削效率，也从一个侧面反映了机床在切削时的刚性。现在的加工中心一般都配置了功率较大的直流或交流高速电机，可用于高速切削。但在低速切削中转矩会受到一定限制，这是由于调速电机在低速时功率输出下降而造成的。因此数控机床主轴电动机通常加大规格选用，即同一规格的数控机床和普通机床相比，其主轴电动机的额定功率要比普通机床的大12号，而低速限制主轴转矩要小12挡。当需要加工大直径和加工余量很大的零件时，必须对机床低速转矩进行校核。,用户还要根据典型零件毛坯加工余量大小、所要求的切削能力（单位时间金属切除量）、要求达到的加工精度、能配置什么样的刀具等因素综合考虑选择机床。机床主轴电动机功率的选择最好与使用什么水平的刀具联系起来考虑。目前市场上能买到各类品牌的刀具，但其实际切削效率却相差几倍到几十倍，当然价格相差也很大，因此，根据实际使用刀具时能达到的切削效率来选择主轴电动机功率，是一种实用的做法。另外，对要求加工的典型零件族中，如果只有个别零件要综合考虑加工余量大小、切削能力、加工精度和配置刀具等因素时，也可采用配置附件来满足要求，如立、卧两用万能铣头、带转角的数控刀柄等。,11.1.3数控机床精度的选择数控机床精度的选择应根据典型零件关键部位加工精度的要求来定。例如，根据经验值，一般加工中心的各项精度应选择为零件各项精度的0.50.65倍较为合理。我们知道，虽然影响零件加工精度的因素很多，但主要有两个，即机床因素和工艺因素。在一般情况下，零件的加工精度主要取决于机床。在机床因素中，主要有主轴回转精度、导轨导向精度、各坐标轴间的相互位置精度和机床的热变形特性等。在诸项精度标准中，人们最关心的是定位精度和重复定位精度；对于加工中心和数控铣床，还有一项铣圆精度。根据这三项精度值，可将数控机床分为普通型和精密型。加工中心的精度比较如表111所示。,表111加工中心的精度比较,1)机床定位精度和重复定位精度定位精度是指数控机床工作台或其他运动部件的实际运动位置与指令位置的一致程度，其不一致的差量即为定位误差。引起定位误差的因素包括伺服系统误差、检测系统误差、进给系统误差以及运动部件导轨的几何误差等。定位误差直接影响加工零件的尺寸精度。重复定位精度是指在相同的操作方法和条件下，在完成规定操作次数过程中得到结果的一致程度。重复定位精度一般是呈正态分布的偶然件误差，它会影响批量加工零件的一致性，是一项非常重要的性能指标。,机床定位精度和重复定位精度反映了该轴各运动部件的综合精度，尤其是重复定位精度，它反映了该轴在有效行程内任意定位点的定位稳定性，它是衡量该数控轴能否稳定、可靠工作的基本指标。加工中心数控系统的软件功能比较丰富，它可以对控制轴的螺距误差进行补偿和反向间隙补偿，也可对进给传动链上各环节的系统误差稳定地进行补偿。各轴的积累误差与丝杠螺距积累误差有直接关系，可以用控制系统的螺距补偿功能来补偿。进给传动链中的反向死区(也称为反向失动量)也可用反向间隙补偿功能来补偿。,2)铣圆精度铣圆精度综合反映了机床两轴联动时，伺服运动的特性和控制系统的插补功能。铣圆精度对加工中心和数控铣床来说，它反映了对工件轮廓进行加工(如加工凸轮、模具型腔等)所能达到的最好加工精度。对于大直径的圆柱面和大圆弧面，可在具有这种功能的机床上采用高性能的立铣刀对其进行加工，以达到较好的效果。测定铣圆精度的方法，即采用立铣刀先铣一个标准圆柱试件（中、小型机床的试件直径为200300mm，大型机床则相应增大测试件的直径)，加工完毕后，用圆度仪测量该圆柱的轮廓线，绘出轮廓线的最大包络圆和最小包络圆，其二者的差值即为该圆柱面的铣圆精度。,11.1.4数控系统的选择(1)根据数控机床的类型选择数控系统。一般来说，不同的机型设备适合配置不同型号的数控系统，数控钻、镗、冲压等机床的数控系统只需点位或直线控制系统，而数控车床则需两轴联动的轮廓控制数控系统，数控铣床一般需三轴两联动的轮廓控制数控系统。,(2)根据加工精度的需要选择数控系统。数控机床的加工精度较高，但随着机床精度的提高，机床的制造成本也会大大地提高，因此要恰当地选择机床精度和与之相配套的数控系统。对于精度要求不高的经济型数控机床(尤其是数控钻床、数控冲床)，可采用步进电动机驱动的开环系统，分辨率可达0.01mm；而对于精度要求较高的数控镗铣床，可采用交、直流伺服电动机驱动的半闭环系统，分辨率可达0.001mm；如果零件的加工精度要求很高，则应考虑闭环系统的数控机床，真正做到物尽其用。,(3)根据数控机床的主要使用指标选择数控系统。在可供选择的数控系统中，其性能高低差别很大，一般专业生产厂商都有高档、中档、低档等数控系统供选用，有全功能型、经济型等。例如，日本FANUC公司生产的15型、18型数控系统的最高切削进给速度可达240mmin（脉冲当量为1m），而该公司生产的0型数控系统只能达到24mmin，它们的价格也相差数倍。对于一般中、小型数控机床，目前就其刀具能达到的切削能力，追求过高的运动速度显然是很不合理的，并且会使数控机床的成本大为增加。因此不能片面地追求高水平、新系统、全功能、大容量等，而应对所要求的使用性能和供货价格等因素作综合分析，以追求最佳的性能价格比，选用合适的数控系统。,(4)根据数控机床的性能合理地选择数控系统的功能。一个数控系统具有许多功能，有的属于基本功能，即在选定的数控系统中原已具备的功能；有的属于选择功能，只有当用户特定选择了这些功能之后，才能提供。生产厂商对数控系统的定价往往是具备基本功能的数控系统的价格很便宜，而具备选择功能的数控系统的价格较贵。因此，对于选择功能，一定要根据数控机床的性能需要来选择，如果不加分析地追求太多的选择功能，不但许多功能用不上，而且会大幅度增加数控系统的供货价格。(5)选择数控系统应尽量集中购买少数几家公司的产品。因为每一家公司生产的数控系统都需要有相应的操作者、维修者、维修备件、外联维修网络等一系列技术后勤支持条件，所以相对集中地购买少数几家公司的数控系统对以后长期使用和维修是有利的。,11.1.5自动换刀装置、刀库容量及刀柄的选择自动换刀装置(ATC)的工作质量直接影响到数控机床投入使用的质量，ATC的主要质量指标为换刀时间和故障率。据统计，加工中心有50以上的故障与ATC的状况有关。通常对ATC的投资占整机投资的3050，为了降低总投资，在满足使用需要的前提下，尽量选用结构简单和可靠性高的ATC。,根据典型零件在一次装夹中所需要的刀具数来确定刀库容量。即使是大型加工中心的刀库容量也不宜选得太大，因为刀库容量越大，结构越复杂，整理量也越大，受到人为差错影响的机会增多，刀具管理相应复杂化，会使成本和故障率提高。同一型号的加工中心通常预设有23种不同容量的刀库。例如，卧式加工中心的刀库容量有30、40、60、80把等，立式加工中心的刀库容量有16、20、24、32把等。用户在选择刀库容量时，要反复比较被加工工件的工艺分析资料，对近期数控机床需要进一步适应的发展作出预测，仔细权衡投资与效益的最佳比例，在此基础上再确定所需刀具数量。,在卧式加工中心上一般选用40把左右刀具的刀库容量较为适宜。对于所需刀具数超过刀库容量的复杂工件，可利用将粗、精加工分开进行或插入消除内应力的热处理工序和调换工件装卡工艺基准等手段，将复杂工件分工序分别编制加工程序进行加工，这样每个加工程序所需的刀具数就不会超过刀库容量。如果选用的加工中心准备用于柔性加工单元(FMC)或柔性制造系统(FMS)中，其刀库容量则应相对选取得大一些，甚至需要配置可交换刀库。,主机和ATC选定以后，就应该考虑数控机床中所使用的刀柄和刀具。一般选择数控机床使用的刀柄时应注意如下几个问题：(1)选用整体式刀柄还是选用模块式刀柄。整体式刀柄装夹刀具的工作部分与它在机床上安装定位用的柄部是做成一体的。这种刀柄对机床与零件的变换适应能力较差，因此刀柄的规格品种非常多，以备零件变换或机床变换(主要指机床主轴孔尺寸、机械手抓拿部位尺寸和主轴内拉紧机构尺寸的改变)时选用。但这样会造成用户刀柄储备增多，刀柄利用率变低的弊病。为了克服这一缺点，近年来国内外都在致力于开发模块式工具系统，即工具系统中的每把刀柄都可以通过各种系列化的模块组装而成，针对不同的加工零件或使用的机床，可以有不同的组装方案，从而提高了刀柄的适应能力，提高了这些工具的利用率，属于比较先进的工具系统。,对一些长期使用，不需要拼装的简单刀柄，如在零件外廓上加工用的装面铣刀刀柄、弹簧夹头刀柄及钻夹头刀柄等以配备整体式刀柄为宜。这样刀具刚性，好价格便宜。对于一个只要求镗特定尺寸孔的大批量加工的零件，买整体式镗刀刀柄400元左右就够了，而买几个模块组装成的镗刀刀柄恐怕要近千元。当加工的孔径、孔长常常变化的多品种、小批量零件时，以选用模块式工具系统为宜。这样可以取代大量整体式镗刀刀柄。对于那些数控机床较多(尤其是机床主轴端部、机械手都各不相同)的用户，多选用模块式工具会取得比较明显的经济效益。因为选用整体式刀柄必须对各台机床都进行配置，而采用模块式刀柄各台机床所用的中间模块(接杆)和工作模块(装刀模块)都可以通用。总之，选用哪种工具系统，用户要根据自己的情况认真对待，选择得当可以减少设备投资，提高工具利用率，避免频繁地补充工具，同时也利于工具的管理与维护。,（2)根据机床上典型零件的加工工艺来选择刀柄。加工中心上使用的进行钻、扩、铰、镗孔、铣削及攻螺纹等各种用途的刀柄，总称为工具系统。整体式的TSG工具系统中包括了20种刀柄，其规格达数百种之多。具体到某一台或几台数控机床是没必要买下整个TSG工具系统的，用户只能根据要在这台机床上加工的典型零件的加工工艺来选取。这样选择的结果既能满足加工需要，也不致造成积压，是最经济、最合理的方法。,(3)刀柄配置数量。新机床最初的刀柄配置数量与机床所要加工的零件品种和规格的数量有关，也与零件的复杂程度和机床的负荷有关，一般是所需刀柄的23倍。这是因为要考虑到机床工作的同时，还有一定数量的刀柄正在预调或刀具修磨。只有当机床负荷不足时，才取2倍或少于2倍。一般加工中心的刀库只用来装载正在加工零件所需的刀柄。因为典型零件的复杂程度与刀库容量有一定关系，所以配置数量也大约为刀库容量的23倍。在没有具体确定加工对象以前，想要订一套能满足各种零件要求的刀柄是困难的。例如一台900mm900mm的卧式加工中心，刀库容量为60把，在多年的使用中陆续添置到近200套刀柄，外加少量专用刀柄才能满足通常零件的加工要求。,(4)注意所选刀柄的柄部形式是否正确。为了便于换刀，镗铣类数控机床及加工中心的主轴孔多选定为不自锁的724锥度，但是，刀柄与机床相配的柄部(除锥角以外的部分)并没有完全统一。尽管刀柄已经有了相应的国际标准ISO7388，可在有些国家并未得到贯彻。如有的柄部在724锥度的小端带有圆柱头而另一些就没有。对于自动换刀机床用工具柄部，有几个与国际标准ISO7388不同的国家标准，要切实弄清楚选用的机床应配用符合哪个标准的工具柄部，不能含糊。要知道主轴孔为ISO50号724锥度，可能需要的不一定是ISO7388所规定的柄部，而是日本标准JISB6339所规定的柄部或美国标准ANSASMEB5.50所规定的柄部。,这些柄部由于机械手抓拿槽的形状、位置，拉钉的形状、尺寸或键槽尺寸而都不相同，如果在不弄清楚所选定的主机对刀柄柄部要求的情况下，就去选择刀柄的话，会造成所订购的刀柄都不能用的严重后果。因此，一定要注意刀柄要与机床主轴孔的规格(是30号、40号、45号还是50号)相一致；刀柄抓拿部位要能适应机械手的形态、位置要求；拉钉的形状、尺寸要与主轴里的拉紧机构相匹配。,(5)尽量选用加工效率较高的刀柄和刀具。如在粗镗孔时选用双刃镗刀刀柄代替单刃粗镗刀刀柄，可以取得提高加工效率、减少加工振动的效果；如选用强力弹簧夹头不仅可以夹持直柄刀具，而且可以通过接杆夹持带孔刀具等；又如选用带有724锥柄的焊接螺旋立铣刀或可转位螺旋立铣刀，可以达到较高的刚性，从而增大切削用量等。,(6)复合刀柄的选用。对于一些批量较大(千件以上)的零件，某些工序的刀具可考虑复合在一起成为一把复合刀柄。这样就减少了加工时间和换刀次数。当加工一批零件可因此而减少几十小时的加工时间时，就可以考虑采用专门设计的复合刀柄。一般数控机床的主电机功率较大，机床刚度较好，能够承受较大切削力。在设计专用的复合刀柄时，应尽量采用标准化的刀具模块，这样能有效地减少设计与加工的工作量。,(7)注意单刃钻孔工具的键槽方位。在数控机床上选用单刃镗孔刀具可以避免退刀划伤，但应注意刀尖相对于刀柄上键槽的方位要求。有些机床要求刀尖与键槽方位一致，有些机床则要求与键槽方位垂直。(8)注意刀具与刀柄的配套问题。在TSG工具系统中有许多刀柄是不带刀具的(如面铣刀、丝锥、钻头等)，需要另外去订刀具。选用攻螺纹刀柄时，注意配用的丝锥传动方头的尺寸。现在市面上供应的同一规格的丝锥可能有不同尺寸的方头(新、老标准不同)，如选择不当就装不上去。,11.1.6数控机床选择功能及附件的选择数控机床选择功能及附件选择的基本原则是：全面配置、长远和近期效益综合考虑。对一些价格增加不多，但对使用又带来很多方便的选择功能，应该尽可能配置齐全，附件也应配置成套，以保证数控机床到用户单位后能立即投入生产。切忌将几十万元甚至几百万元购买来的一台数控设备送到用户单位后，因缺少一个几十元或几百元的附件而迟迟不能投入生产。用户选用机床、数控系统及附件时还应从以后便于维修方面考虑，设备生产厂不能选得太多，否则会给以后维护修理带来极大困难。对多台数控机床可以合用的附件(如数控系统的输入/输出装备、刀具机外预调仪等)，要考虑接口的通用和连接尺寸的通用，这样可大大减少设备投资。,11.1.7技术服务与售后服务一台好的数控机床要得到合理使用，发挥其技术和经济效益，必须要有好的技术服务。对一些新的户来说，最困难的不是设备，而是缺乏一支高素质的技术队伍。因此，新用户在选择设备时应考虑到这些设备的操作、程序编制、机械和电气维修人员的培养。实践证明，数控机床的使用并不神秘，只要选择有责任心，肯刻苦钻研的技术人员和有一定金属切削实践经验的技术工人，经过一段时间的培训和专门学习是能在较短时间（半年到一年）内适应机床的操作要求的。对于机床的维修则需要更深层次的培训和经验的积累，才能做到得心应手。另外，在选择机床时，还要考虑机床厂家的售后服务质量和售后服务成本等一系列问题。例如离自己近的厂家售后服务的成本就比离自己远的厂家的低些。,11.2数控机床的安装与调试,11.2.1机床的基础处理和初就位机床到货后应及时开箱检查，核对实物与装箱单及订货合同是否相符，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，如发现有损坏或遗漏问题，应及时与供货厂商联系解决，尤其注意不要超过索赔期限。仔细阅读机床安装说明书，按照说明书的机床基础图或动力机器基础设计规范做好安装基础。在基础养护期满并完成清理工作后，将调整机床水平用的垫铁、垫板逐一摆放到位，然后吊装机床的基础件(或整机)就位，同时将地脚螺栓放进预留孔内，并完成初步找平工作。,11.2.2机床部件的组装在组装前，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；然后准备好连接所需的各类连接零件、螺钉、连接工具等；最后把各部件组装成整机，如将立柱、数控柜、电气柜装在床身上，将刀库机械手装到立柱上，等等。组装时要注意连接面的清洁光整、使原来的定位元件(定位销、定位块等)对号入座，使安装位置恢复到机床拆卸前的状态，以利于下一步精度调试。,部件组装后即进行电缆、油管和气管的连接。机床随机资料中一般都有电气接线图、液压管路图、气路图等，根据这些资料把有关电缆和管路按标记一一接好。连接时要特别注意清洁工作和可靠性接触及密封，并检查有无松动和损坏。电缆接头插座一定要紧固螺钉。连接油管、气管时要特别注意防止异物从接口中进入管路，每个接头都要拧紧，防止各接头处渗漏。电缆、油管和气管连接完毕后，做好各管线的就位固定。对防护罩壳的安装，应保证其整体的外观质量。最后把机床各配套附件安装到位，如主轴恒温油箱、冷却水箱和排屑器等。,11.2.3数控系统的连接(1)外部电缆的连接。数控系统外部电缆的连接是指数控装置与MDICRT单元、强电柜、机床操作面板、进给伺服电机和主轴电机动力线、反馈信号线等的连接，最后还要进行数控机床的地线连接。这些连接必须符合随机提供的连接手册的规定。数控机床地线的连接十分重要，良好的接地不仅对设备和人身安全十分重要，而且能减小电气干扰，保证机床的正常运行。地线一般都采用辐射式接地法，即把数控柜中的信号地、强电地、机床地等连接到公共接地点上，公共接地点再与大地相连。数控柜与强电柜之间的接地电缆要足够粗，截面积要在5.5mm2以上。地线必须与大地接触良好，接地电阻一般要求小于47。,(2)电源线的连接。数控系统电源线的连接是指数控柜电源变压器输入电缆的连接和伺服变压器绕组抽头的连接。对于进口的数控系统或数控机床更要注意电源线的连接，由于各国供电制式不尽一致，国外机床生产厂家为了适应各国不同的供电情况，无论是数控系统的电源变压器，还是伺服变压器都有多个抽头，因此必须根据我国供电的具体情况，正确地连接。,11.2.4通电试车机床通电试车一般采用各部件分别供电试验，再各部件全面供电试验的方法。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，并检查安全装置是否起作用，能否正常工作，能否达到额定的工作指标。例如启动液压系统时，先检查液压泵电动机转向是否正确，系统压力是否可以形成，液压元件能否正常工作，等等。总之，根据机床说明书检查机床主要部件，看其功能是否正常齐全，使机床各部件都能操作运动；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，如机械手、刀库与主机换刀位置的校正，APC托盘站与机床工作台交换位置的找正等。这些工作完成后，就可以用快干水泥灌注主机和各附件的地脚螺栓，将各预留孔灌平，等水泥完全干固以后，就可以进行下一步工作了。,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，但为了预防万一，应在接通电源的同时，做好按压急停按钮的准备，以便随时切断电源。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，通过数字显示器的显示值检查机床部件移动方向是否正确，如方向相反，则应将电动机动力线及检测信号线反接才行。然后检查各轴移动距离是否与移动指令相符，如不相符，应检查有关指令、反馈参数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，并使它们碰到超越开关，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。机床基准点是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以及每次返回基准点的位置是否完全一致。,11.2.5机床精度和功能的调试(1)在已经固化的地基上精确调整主床身的水平，在找正水平后移动床身上各运动部件（立柱、溜板、工作台等），观察在各坐标全行程内机床的水平变化情况，并相应调整机床几何精度在允差的范围内。使用的检测工具主要有精密水平仪、标准方尺、平尺、平行光管和千分表等。在调整中一般以调整垫铁为主，必要时可稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮，一般来说，只要机床质量稳定，通过调试都可以调整到机床的出厂精度。,（2）对于带刀库机械手的加工中心，必须精确校验其换刀位置和换刀动作。让机床自动运动到刀具交换位置（可用G28Y0Z0，或G30Y0Z0等程序段），然后用手动方式进行换刀动作的单段操作，调整装刀机械手和卸刀机械手相对于刀库的位置，在调整中使用校对心棒进行检测，有误差时一般可以根据该刀库机械手的结构特点调整相应环节。例如机械手的行程、转角大小，移动机械手支座和刀库位置，必要时还可以修改换刀位置点（改变数控系统中参考点的设定参数）。调整完毕后紧固各调整螺钉及刀库地脚螺柱，然后装上几把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。近年来在一些中、小型加工中心上使用的快速换刀机构中采用凸轮式结构的较多，这类结构几乎已没有多少可调整的环节，它们在制造厂装配合适后搬运到用户场地的变化可能性也较小，可靠性较高。,（3）对于带APC交换工作台的机床，应将工作台移动到交换位置，再调整托盘站与交换台面的相对位置，使工作台自动交换时的动作平稳、可靠、正确。然后在工作台面上装7080的允许负载，进行多次承载自动交换动作，达到正确无误后紧固各有关螺钉。(4)检查数控系统中参数设定值是否符合随机资料中规定的数据，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，各种运动方式(手动、点动、MDI、自动等)、主轴挂挡指令及各级转速指令等是否正确无误。,(5)检查机床辅助功能及附件的正常工作，例如照明灯、冷却防护罩和各种护板是否完整；切削液箱注满冷却液后，喷管能否正常喷出切削液；在用冷却防护罩条件下是否有切削液外漏；排屑器能否正常工作；主轴箱的恒温油箱是否起作用等。,11.2.6试运行数控机床在带有一定负载的条件下，经过较长时间的自动运行，比较全面地检查机床功能及工作可靠性称为数控机床的试运行。试运行的时间，一般采用每天运行8小时，连续运行23天；或运行24小时，连续运行12天。试运行中采用的程序叫考机程序，可以采用随箱技术文件中的考机程序，也可自行编制一个考机程序。一般考机程序中应包括主要数控系统的功能使用，自动换刀（取刀库中23以上刀具），主轴最高、最低及常用的转速，快速及常用的进给速度，工作台面的自动交换和主要的M指令等。试运行时刀库应插满刀柄，刀柄质量应接近规定质量，交换工作台面上应加有负载。在试运行时间内除操作失误引起的故障外，不允许机床有其他故障出现，否则表明机床的安装调试存在问题。,11.3数控机床的验收,11.3.1数控机床外观的检查机床外观的检查是指不使用检测仪器而凭借直观进行的各种检查。其中包括机床油漆的质量，防护罩是否完好，工作台面有无磕碰划伤，电线和油气管安装是否规范，MDICRT单元、位置显示单元、纸带阅读机、各印刷电路板有无污染，所有连接电缆、屏蔽线有无破损，输入变压器、伺服用电源变压器、输入单元、直流电源单元等的接线端子是否拧紧，电缆连接器上的紧固螺钉是否拧紧，各印刷电路板是否插接到位，插接件上的紧固螺钉是否有松动等。由于紧固和插接原因而产生的接触不良，会引起各种各样难以查找的故障。,11.3.2数控机床精度的验收1数控机床几何精度验收数控机床的几何精度是综合反映该设备的关键零部件和组装后的几何形状误差。数控机床的几何精度检查和普通机床的几何精度检查基本类似，使用的检测工具和方法也相似，但检测要求较高。以下列出一台普通立式加工中心的几何精度检测内容：(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。,2.数控机床定位精度验收数控机床定位精度是表明所测量的机床各运动部件在数控装置控制下，运动所能达到的精度。因此，根据实测的定位精度数值，可以判断出机床自动加工过程中能达到的最好的工件加工精度。机床定位精度的主要检测内容如下：(1)直线运动定位精度(包括X、Y、Z、U、V、W轴)；(2)直线运动重复定位精度；(3)直线运动轴机械原点的返回精度；(4)直线运动失动量(反向间隙)的测定；,(5)回转运动定位精度（转台A、B、C轴）；(6)回转运动的重复定位精度；(7)回转运动轴机械原点的返回精度；(8)回转运动失动量（反向间隙）的测定。,3.数控机床切削精度验收切削精度的检查实质是对机床的几何精度和定位精度在加工条件下的一项综合考核。进行切削精度检查的加工，可以是单项加工或加工一个标准的综合性试件。国内多以单项加工为主，而对于数控车床常以车削一个包含多种功能的棒料试件为主，包括圆柱面、锥面、球面、螺纹面等。,对加工中心这类以镗铣为主的切削机床，主要单项精度有以下几项：(1)镗孔精度；(2)端铣刀铣削平面精度(XOY平面)；(3)镗孔的孔距精度和孔径分散度；（4)直角的直线铣削精度；(5)斜线铣削精度；(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90铣四方加工精度。,11.3.3数控机床性能及数控功能的检验数控机床性能和数控功能直接反映了数控机床的各个性能指标，它们的好坏将影响到机床运行的可靠性和正确性，因此对该指标的检验要全面、细致。现以一台立式加工中心为例说明一些主要要检查的项目。1.主轴系统性能检查（1）用手动方式选择高、中、低三种主轴转速，连续进行5次正转和反转的启动和停止动作，试验主轴动作的灵活性和可靠性。,（2）用数据输入方式，逐步从主轴的最低转速到最高转速，进行变速和启动，实测各种转速值，一般允差为设定值的10或5。同时观察主轴在各种转速时有没有异常噪音，观察主轴在高速时的主轴箱振动情况及主轴在长时间高速运转后(一般为2小时)的温度变化情况。现在有一些全功能加工中心的主轴箱配置了恒温油箱，对主轴箱的容易发热部位用制冷以后的润滑油冷却，对这类机床，只验证制冷油箱的工作可靠性和制冷油箱制冷量是否能大于主轴箱发热量。对一些没有恒温油箱的主轴箱，做连续运转检验很有必要，可以判断主轴箱长期工作的稳定性。,（3）主轴准停装置连续操作5次，检验其动作的可靠性和灵活性。(4)一些主轴附加功能的检验，如主轴刚性攻丝功能、主轴刀柄内冷却功能和主轴扭矩自测定功能(用于适应控制要求)等。,2.进给系统性能检查(1)分别对各运动坐标进行手动操作，检验正、反方向的低、中、高速进给和快速驱动的启动、停止、点动等动作的平稳性和可靠性。(2)用数据输入方式测定在G00和G01方式下的各种进给速度，并验证操作面板上的倍率开关是否起作用。,3.自动换刀装置(ATC)检查(1)检查自动换刀动作的可靠性和灵活性，包括手动操作及自动运行时刀库满负载条件下(装满各种刀柄)运动的平稳性、机械抓取最大允许重量刀柄的可靠性及刀库内刀号选择的准确性等。检验时，应检查ATC操作面板各手动按钮的功能，逐一呼叫刀库上各刀号，如有可能逐一分解操纵自动换刀各单段动作，则检查各单段动作质量(动作快速、平稳无明显撞击、到位准确等)。（2）检验自动换刀的时间，包括刀具纯交换时间和离开工件到接触工件的时间，应符合机床说明书规定。,4.机床噪音检查检验数控机床试运转噪声，不得超过80dB。数控机床的主轴部件一般采用了电气调速装置，主轴部件已不是数控机床的主要噪声源，而主轴电动机的风扇噪声、液压系统的油泵噪声等可能成为数控机床的主要噪声。5.机床电气装置检查在运转试验前后分别进行一次绝缘检查，检查机床电柜接地线质量和绝缘的可靠性，电柜内部清洁和通气散热条件。,6.数控装置检查检查数控装置的各种指示灯、操作面板、电柜冷却风扇等功能和动作的正确性和可靠性，数控装置的密封性，数控装置与伺服驱动单元的连接电缆的可靠性以及数控系统主要使用功能的准确和可靠性。,7.安全保护措施和装置检查数控机床作为一种高度自动化的机床，必须有严密的安全保护措施。安全保护在机床上分两大类：一类是极限保护，如安全防护罩、机床各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、主轴电机过热超负荷紧急停止功能等；另一类是为了防止机床上各运动部件互相干涉而设定的限制条件，如加工中心的机械手伸向主轴装卸刀具时，对带动主轴箱的Z轴绝对不允许有移动指令，卧式机床上为防止主轴箱降得太低时撞到工作台面，设定了Y轴和Z轴干涉区保护，即该区域都在行程范围内，单轴移动可以进入该区域，但不允许两轴同时进入此区。保护的措施可以有机械限位(如限位挡块、锁紧螺钉)、电气限位(以限位开关为主)、软件限位(在软件参数上设定限位参数)。,8.润滑装置检查数控机床各机械部件的润滑分为脂润滑和定时定点的注油润滑。脂润滑部位如主轴前轴承、滚珠丝杠螺母副的丝杠与螺母。这类润滑一般在机床出厂一年以后才考虑清洗更换。机床验收时主要检查自动润滑油路工作的可靠性，包括定时润滑是否能按时工作，关键润滑点是否能定量出油，油量分配是否均匀，检查润滑油路各接头处有无渗漏等。,9.气、液装置检查检验机床压缩空气源、气路有无泄漏及其工作的可靠性，如气压太低时有无报警显示，气压表和油水分离装置是否完好等。液压装置的检查包括检验液压系统油路密封的可靠性，检验液压油箱的正常工作情况等。,10.附属装置检查检验机床各附属装置工作的可靠性，如排屑器的工作质量，冷却防护罩在大流量冷却液冲淋时有无泄漏，APC交换工作台工作是否正常，在工作台上加额定负载后自动交换是否可靠等。,11.4数控机床的常规保养,11.4.1数控机床的日常保养坚持做好数控机床的日常保养工作，可以有效地提高元器件的使用寿命，延长机械零部件的磨损周期，避免产生或及时消除事故隐患，使机床保持良好的运行状况。不同型号数控机床日常保养的内容和要求各不相同，对于具体机床可以按照说明书的具体要求进行保养，数控机床基本上都包括下述几个方面的维护保养内容。（1）保持良好的润滑状态。要定期检查、清洗自动润滑系统，及时添加或更换油液油脂，使主轴、丝杠和导轨等各运动部位始终保持良好润滑状态，以减缓机械磨损速度。,（2）对机械精度的检查调整，保持各运动部件之间的形状和位置偏差在允许范围内，其中包括对换刀系统、工作台交换系统、丝杠反向间隙等的检查与调整。（3）对直流电机碳刷的检查、清扫和更换，以及对各插接件有无松动的检查等。（4）机床和环境清洁卫生。如果数控机床的使用环境不好，会直接影响到机床的正常运行。如纸带阅读机感光元件受到粉尘污染，就有可能产生读数错误；电路板太脏，可能产生短路故障；油水过滤器、空气过滤网太脏，会出现压力不足、散热不好并造成故障。因此必须对数控机床定期进行维护保养。,11.4.2使用数控机床应注意的问题数控机床的整个加工过程都是由数控系统按照编制的程序来完成的，如果出现稳定性、可靠性和准确性方面的问题，一般排除故障的过程不太容易。因此，除了要求掌握数控机床的性能及精心操作外，还要注意消除各种不利的影响因素，以保证机床能够充分发挥出生产效率高、加工精度好和质量稳定的优越性。,（1）数控机床的使用环境。数控机床要避免阳光的直接照射，不能安装在潮湿、粉尘过多或污染严重的场所，否则会造成电子元件技术性能下降，电器接触不良或电路短路故障。数控机床要远离振动大的设备，对于高精密的机床要采取专门的防振措施。在有条件的情况下，将数控机床置于空调环境下使用，其故障率会明显降低。,（2）数控机床的电源要求。由于我国的供电条件普遍比较差，电源波动幅度时常超过10%，在交流电源上往往叠加有高频杂波信号，以及幅度很大的瞬间干扰信号，很容易破坏机内的程序或参数，影响机床的正常运行。在条件许可的情况下，对数控机床采取专线供电或增设电源稳压设备，以减少供电质量的影响和电气干扰。,（3）数控机床的操作规程。操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施，操作者必须按操作规程的要求进行操作。要明确规定开机、关机的顺序和注意事项，例如开机后首先要手动或用程序指令让各轴回参考点，顺序为先Z、X、Y轴（数控铣床）再其他轴（数控车床是先X轴再Z轴）。在机床正常运行时不允许开关电气柜门，不得随意按动“急停”和“复位”按钮，不得随意修改参数。,（4）机床发生故障。出现故障要保留现场，维修人员要认真了解故障前后经过，做好故障发生原因和处理的记录，查找出故障后及时排除，以减少停机时间。（5）数控机床不宜长期封存。购买的数控机床要尽快投入使用，尤其在保修期内要尽可能提高机床利用率，使故障隐患和薄弱环节充分暴露出来，及时保修节省维修费用。数控机床闲置会使电子元器件受潮，加快其技术性能下降或损坏。长期不使用的数控机床要每周通电12次，每次空运行1小时左右，以防止机床电器元件受潮，并能及时发现有无电池报警信号，避免系统软件的参数丢失。,