数控机床的选用、验收与维护.ppt
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1、第2章 数控机床的选用、验收与维护,2.1数控机床的选用,数控机床选用的前期准备数控机床设备选用规划的调研、论证和制定在这一部分就是依据企业发展对新设备的技术要求，并根据企业现有的设备状况、技术力量、经济实力来综合选用方案。,首先要清楚企业对新产品开发、质量升级、新工艺和新材料的应用等方面的需求目标，并详细了解数控机床的使用范围和加工特点其次就是结合企业现有状况确定机床设备数控化的途径大修或改装数控系统 经济型数控机床 全功能型,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
2、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。,做好设备市场调查，进行有关资料的收集、分析和整理市场调查的内容包括机床的各种技术规格、型号、功能、产地、价格和售后服务等。做好选购前的各种计划和准备文件设备投资计划和实施方案；设备招标文件的制定；运输、安装、调试以及有关数据的分析和确认；签署验收和交付使用各种文件做好人员准备数控机床操作工、编程和维修人员,选用数控机床时应该注意的几个问题,确定典型的加工工件卧式加工中心适于加工箱体类零件立式加工中心适于加工单面加工的零件企业在确定典型工件时，首先要
3、掌握添置设备部门的技术要求，将零件加工细化成工序单位，然后把这些工序成组划分归类，依此来确定哪些工件的哪些工序需要用数控机床来加工。确定比较满意的典型工件之后，再来挑选合适的加工机床。,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2-1所示。,图2-1 JLBM-1分类编码系统总体结构,数控机床规格的选择,数控
4、机床的规格主要是几个数控坐标的行程范围和主轴电机功率，这些规格要根据选定的典型工件进行确定。机床的3个基本直线坐标行程反映机床允许的加工空间范围，这个范围一般应稍大于被加工工件的轮廓尺寸，以便留出安装夹具所需的空间。同样工作台的大小和各方向的行程范围又有一定的比例关系。,主轴电机功率反映了数控机床的切削效率和切削刚度。用户要根据自己的典型工件的工艺得出毛坯余量的大小，然后据此得出切削能力和电动机的功率，再由精度要求和刀具要求来具体确定机床。对少量特殊工件仅靠3个直线坐标加工的数控机床还是不能满足要求，要另外增加回转坐标（A、B、C）或附加坐标（U、V、W）,数控机床精度的选择加工中心的精度等级
5、 精度项目 普通型 精密型单轴定位精度（mm）0.01/300或全长 0.005/全长单轴重复定位精度（mm）0.006 0.003铣圆精度（mm）0.030.04 0.02,定位精度和重复定位精度综合反映了该轴各运动零部件的综合精度。其中重复定位精度是衡量该轴能否稳定可靠工作的基本指标，它反映的是该控制轴在行程内任意定位点的定位稳定性。因此，在选择机床精度时要特别着眼于机床的重复定位精度。,数控系统的选择数控系统的选择要以数控机床的类型为依据。根据数控机床的设计指标选择数控系统根据数控机床的性能选择数控系统在选购数控系统时要考虑周全,（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
6、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。（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。,工时节拍的估算对于典型零件，按照工艺分析，初步确定工艺路线，并归纳要在数控机床上加工的工序内容，根据准备给机床配备的刀具情况确定确定切削用量，并计算每道工序的切削时间和相应的辅助时间。为了整个加工过程的平衡，可以在算出所占工时和
7、节拍之后，适当的调整机床的加工工序数量。典型零件在该机床上的年产量也是机床选择的一个重要因素。,自动换刀装置的选择自动换刀装置是加工中心、车削中心和带交换冲头数控冲床的基本特征，尤其对于加工中心，自动换刀装置的质量直接关系到整机的质量。刀库容量是根据,自动换刀装置的选择自动换刀装置是加工中心、车削中心和带交换冲头数控机床的基本特征，尤其对于加工中心，自动换刀装置的质量直接关系到整机的质量。两个参数：刀库容量、换刀时间,驱动电动机的选择机床的驱动电动机包括进给伺服电动机和主轴电动机两大类，要合理选择容量。机床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
8、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。技术服务好的技术服务是使数控机床能被合理使用的根本保障。,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投资大，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。,表3-2 刀柄分类,表3-3 特殊刀柄,（2
9、）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。,表3-4 数控车床用刀柄的特点比较,表3-5 动力刀具的特点,表3-6 常用刀库形式及刀库容量,表3-7 新型刀库,（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
10、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。,表3-8 刀库容量与工件数量的关系,2.2 数控机床的安装,2.2.1 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
11、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。,2.2 数控机床的安装,2.2.2 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。,2.2 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。
12、（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。,2.2 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%，,2.2 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
13、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。,图3-2 相序测量,2.2 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
14、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。,2.2 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。,2.2 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
15、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。,2.2 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。,2.2
16、 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。,2.2 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。,2.3 数控机床
17、的调试,2.3.1 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。,2.3 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
18、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。,2.3 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。,2.3 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，
19、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。,2.3 数控机床的调试,2.3.2 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。,2.3 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
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