项目1：数控系统连接 (1)讲解

1数控机床故障诊断与维修淄博职业学院智能制造学院赵仁瀚任务1FANUC数控系统认识任务2任务3数控系统硬件综合连接数控机床电气控制系统连接任务1FANUC数控系统认识机床试运转的项目、顺序机床的性能判断试运转程序编写“1+X”数控维护与维修试点工作说明会41.空运行试验包括主运动和进给运动系统的空运行试验。其试验应:按国家标准进行。下面以立式加工中心为例介绍如下:由于数控机床的功能很多，为了保证其在使用中长期自动运行，其在安装调试结束后，必须对其工作可靠性进行检验。一般分为空运行试验和负荷试验。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会51.空运行试验(1)机床的主运动机构应从最低转速起，在转速2000r/min处开始,每隔15分钟升高1000r/min,直至最高转速，在此最高转速下不得少于1小时。在靠近主轴定心轴承处测量温度和温升，其温度不应超过40℃，温升不应超过15℃。在各级速度运转时运转应平稳，工作机构应正常、可靠。(2)对直线坐标上的运动部件，分别用低、中、高进给速度和快速进行空运转试验其运动应平衡、可靠、高速无振动，低速无爬行现象。(3)机床主传动的空运转效率（不包括主电动机空载功率）不应超过电机额定功率的8%。(4)测量整机的噪声，声压级不应超过83dB（A）。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会62.机床功能试验机床的功能试验手动功能试验自动功能试验“1+X”数控维护与维修试点工作说明会72.机床功能试验(1)手动功能试验——用手动或数控手动方式操作机床各部进行试验。1)对各运动部件，在低、中、高速状态下，分别进行2次紧急停止功能试验。2)对主轴连续进行不少于5次的锁刀、松刀和吹气的动作试验。3)用中速连续对主轴进行10次的正、反转的起动、停止（包括制动）和定向操作试验。4)对各直线坐标上的运动部件，用中等进给速度连续进行10次的正、反向的起动、停止的操作试验。5)对刀库以任选方式进行换刀试验。6)对机床数字控制的装置进行空运转试验。7)对各直线坐标,在低、中、高速状态下，分别进行2次坐标的软件极限设定试验。8)对各直线坐标,在低、中、高速状态下，分别进行2次坐标极限开关试验。9)对机床的安全、保险、防护装置进行必要的试验。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会810)对机床的液压、润滑、冷却系统进行试验。11)对机床的各附属装置进行试验。12)检查机床相关参数是否与机床设计要求一致。(2)自动功能试验——自动功能试验是指用数控程序操作机床各部件进行试验。1)对各运动部件，在低、中、高速状态下，分别进行2次紧急停止功能试验。2)用中速连续对主轴进行10次的正、反转的起动、停止（包括制动）和定向操作试验。3)对各直线坐标上的运动部件，用中等进给速度连续进行正、反向的起动、停止增量进给方式的操作试验。4)对刀库总容量中包括最大重量刀具在内的每把刀具以任选方式进行不少于3次的自动换刀试验。5)对机床所具备的定位，程序的暂停、急停等各种指令，有关部件、刀具的夹紧、松开以及冷却、气动和润滑系统的气动停止等数控功能逐一进行试验。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会96)对各直线坐标,在低、中、高速状态下，分别进行2次坐标的软件极限设定试验。7)对各直线坐标,在低、中、高速状态下，分别进行2次坐标极限开关试验。8)检验机床的在线加工功能。9)检验机床所用到的固定循环。3.按合格证标准一次交检几何精度（任务2详细讲述）4.机床负荷试验（重切），在实际工作中，此项验收内容为抽检项目。1)机床承载工件最大重量的运转试验2)机床主传动系统最大切削抗力的试验3)机床主传动系统达到的最大功率、最大扭矩试验4)机床刚性攻丝试验“1+X”数控维护与维修试点工作说明会105.机床连续空运转试验连续空运转程序中应包括下列内容：(1)对无级变速的主轴速度至少应包括低、中、高在内的5种以上正转、反转、停止和定位。(2)坐标上的运动部件应包括低、中、高进给速度和快速的正负方向运行，运行应在接近全程范围内。并可选任意点进行定位。(3)刀库中各刀位上的刀具不少于2次的换刀动作试验，动作应灵活、可靠。(4)对机床坐标联动，数控功能逐一进行试验，其功能应可靠。(5)有夹紧机构的运动部件应分别在各自全部运动范围内的任意工作位置上（一般3-5个位置）进行夹紧试验。(6)机床具有的其他各种数控功能试验。(7)如程序内有暂停指令，暂停时间不应超过30s。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会11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,气液装置及附属装置等性能。数控机床性能和数控功能直接反映数控机床各项性能指标，并影响数控机床运行的正确性和可靠性。1.主轴性能2.各进给轴的检查3.换刀装置的检查。4.限位、机械零点检查5.其它附助装置检查“1+X”数控维护与维修试点工作说明会12试运行中使用的程序成为考机程序，可以直接采用机床厂调试时的考机程序或自行编制一个考机程序。考机程序可包括以下内容：1.主轴转动2.各坐标运动3.功能和代码要尽量用到4.自动换刀5.必须使用的特殊功能6.用考机程序连续运行，检查机床各项运动、动作的平稳性和可靠性“1+X”数控维护与维修试点工作说明会13数控设备的试运转任务实施：立式加工中心试运转程序编写任务2数控设备几何精度检验数控机床几何精度检验项目立式加工中心几何精度检验“1+X”数控维护与维修试点工作说明会15数控机床的几何精度检测主要包括：直线运动的直线度、平行度、垂直度；回转运动的轴向窜动及径向跳动；主轴与工作台的位置精度等。机床的几何精度会复映到零件上去，主要的共性几何精度分类如下：“1+X”数控维护与维修试点工作说明会161.部件自身精度检测项目

(1)床身水平

(2)工作台面平面度

(3)主轴精度

(4)X、Y、Z轴导轨直线度2.部件间相互位置精度(1)X、Y、Z三个轴移动方向相互垂直度(2)主轴旋转中心线和三个移动轴的关系(3)主轴旋转轴线与工作台面关系“1+X”数控维护与维修试点工作说明会171.立式加工中心几何精度检验立式（即：垂直Z轴）加工中心（或数控铣床、数控镗床等）的几何精度检验。本部分适用于基本上具有三个数控轴线，即三个线性轴线（X、Y和Z）至2000mm的立式加工中心。本部分仅适用于机床的几何精度检验，不适用于机床的运动精度检验。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会18X轴轴线运动的直线度——a.在Z-X垂直平面内允差值：X≤5000.01X＞500～8000.015X＞800～12500.02X＞1250～20000.025任意300测量长度上为0.007“1+X”数控维护与维修试点工作说明会19X轴轴线运动的直线度——b.在X-Y水平面内使用平尺或钢丝或直线度反射器都应置于工作台上，如主轴能锁紧，则指示器或显微镜或干涉仪可装在主轴上，否则检验工具应装在机床的主轴箱上。测量线应尽可能靠近工作台的中央。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会20Y轴轴线运动的直线度——a)在Y-Z垂直平面内允差值：Y≤5000.01Y＞500～8000.015Y＞800～12500.02Y＞1250～20000.025任意300测量长度上为0.007“1+X”数控维护与维修试点工作说明会21Y轴轴线运动的直线度——b)在X-Y水平面内平尺或钢丝或直线度反射器都应置于工作台上，如主轴能锁紧，则指示器或显微镜或干涉仪可装在主轴上，否则检验工具应装在机床的主轴箱上。测量线应尽可能靠近工作台的中央。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会22Z轴轴线运动的直线度——a)在平行于X轴轴线的Z-X垂直平面内允差值：Z≤5000.01Z＞500～8000.015Z＞800～12500.02Z＞1250～20000.025任意300测量长度上为0.007“1+X”数控维护与维修试点工作说明会23Z轴轴线运动的直线度——b)在平行于Y轴轴线的Y-Z垂直平面内角尺或钢丝或直线度反射器都应置于工作台中央，如主轴能锁紧，则指示器或显微镜或干涉仪可装在主轴上，否则检验工具应装在机床的主轴箱上。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会24Z轴轴线运动和X轴轴线运动的垂直度步骤1：平尺或平板应平行于X轴线放置。步骤2：应通过直立在平尺或平板上的角尺检查Z轴线。如主轴能锁紧,则指示器可装在主轴上,否则指示器应装在机床的主轴箱上。应记录角度α的值(小于、等于或大于90°),用于参考和可能进行的修正。允差值：0.02/500“1+X”数控维护与维修试点工作说明会25Z轴轴线运动和Y轴轴线运动的垂直度步骤1：平尺或平板应平行于Y轴线放置。步骤2：应通过直立在平尺或平板上的角尺检查Z轴线。如主轴能锁紧.则指示器可装在主轴上,否则指示器应装在机床的主轴箱上。应记录角度α的值(小于、等于或大于90°),用于参考和可能进行的修正。允差值：0.02/500“1+X”数控维护与维修试点工作说明会26Y轴轴线运动和X轴轴线运动的垂直度步骤1：平尺或平板应平行于X轴线(或Y轴线)放置。步骤2：应通过放置在工作台上并一边紧靠平尺的角尺检验Y轴线(或X轴线)。也可以不用平尺来进行本检验.将角尺的一边平行一条轴线,在角尺的另一边上检查第二条轴线。如主轴能锁紧.则指示器可装在主轴上,否则指示器应装在机床的主轴箱上。应记录角度α的值(小于、等于或大于90°).用于参考和可能进行的修正。允差值：0.02/500“1+X”数控维护与维修试点工作说明会27主轴轴向窜动应在机床的所有工作主轴上进行检验。当使用非预加负荷轴承时.应施加轴向力。允差值：0.005“1+X”数控维护与维修试点工作说明会28主轴锥孔轴线的径向跳动。——a：靠近主轴端部、b：距主轴轴端部300mm处应在机床的所有工作主轴上进行检验,应至少旋转两整圈进行检验。注：分别旋转检棒90度、180度、270度后重新插入主轴锥孔，在每个位置分别检测。取４次检测的平均值即为主轴锥孔轴线的径向跳动误差。允差值：a:0.007b:0.015“1+X”数控维护与维修试点工作说明会29主轴轴线和Z轴轴线运动的平行度——a)在平行于Y轴轴线的Y-Z垂直平面内允差值：300测量长度上为0.015“1+X”数控维护与维修试点工作说明会30主轴轴线和Z轴轴线运动的平行度——b)在平行于X轴轴线的Z-X垂直平面内

X轴线置于行程的中间位置。对于a):如果可能,Y轴线锁紧。对于b):如果可能.X轴线锁紧。注：旋转主轴180度，重复测量一次，取两次读数的算术平均值为最终测量值。允差值：300测量长度上为0.015“1+X”数控维护与维修试点工作说明会31主轴轴线和X轴轴线运动的垂直度如果可能Z轴线锁紧。平尺应平行于X轴线放置。此垂直度偏差也能从检验项目推出.其相关偏差之和不超过这里所示的公差。应记录角度α的值(小于,等于或大于90°),用于参考和可能进行的修正。允差值：300测量长度上为0.015“1+X”数控维护与维修试点工作说明会32主轴轴线和Y轴轴线运动的垂直度如果可能,Z轴线锁紧。角尺测量边应平行于Y轴线放置.或在测量中应考虑该平行度偏差。此垂直度偏差也能从检验项日推出.其相关偏差之和不超过这里所示的公差。应记录角度α的值(小于、等于或大于90°),用于参考和可能进行的修正。允差值：300测量长度上为0.015“1+X”数控维护与维修试点工作说明会33工作台面的平面度如果可能,Z轴线锁紧。角尺测量边应平行于Y轴线放置.或在测量中应考虑该平行度偏差。此垂直度偏差也能从检验项日推出.其相关偏差之和不超过这里所示的公差。应记录角度α的值(小于、等于或大于90°),用于参考和可能进行的修正。允差值：L≤5000.020500<1≤8000.025800<L≤12500.0301250<1≤20000.040任意300测量长度上为0.012“1+X”数控维护与维修试点工作说明会34工作台面和X轴轴线运动间的平行度如果可能Y轴线锁紧。指示器测头近似地置于刀具的工作位置,可在平行于工作台面放置的平尺上进行测量。如主轴能锁紧,则指示器可装在主轴上,否则指示器应装在机床的主轴箱上。允差值：X≤5000.02X＞500～8000.025X＞800～12500.03X＞1250～20000.04“1+X”数控维护与维修试点工作说明会35工作台面和Y轴轴线运动间的平行度如果可能X轴线和Z轴线锁紧。指示器测头近似地置于刀具的工作位置,可在平行于工作台面放置的平尺上进行测量。如主轴能锁紧,则指示器可装在主轴上.否则指示器应装在机床的主轴箱上。允差值：Y≤5000.02Y＞500～8000.025Y＞800～12500.03Y＞1250～20000.04“1+X”数控维护与维修试点工作说明会36工作台面和Z轴轴线运动间的垂直度——a）在平行于X轴轴线的Z-X垂直平面内允差值：0.02/500“1+X”数控维护与维修试点工作说明会37工作台面和Z轴轴线运动间的垂直度——b）在平行于Y轴轴线的Y-Z垂直平面内

a）如果可能，X轴轴线锁紧。b）如果可能，Y轴轴线锁紧。角尺或圆柱形角尺置于工作台中央。如主轴能锁紧,则指示器可装在主轴上,否则指示器应装在机床的主轴箱上。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会38工作台基准T型槽和x轴线运动间的平行度如果可能Y轴线锁紧。如主轴能锁紧.则指示器可装在主轴上.否则指示器应装在机床的主轴箱上。如果有定位孔时,应使用两个与该孔配合且突出部分具有相同直径的标准销。平尺应紧靠它们放置。允差值：0.025/500“1+X”数控维护与维修试点工作说明会39数控设备几何精度检验任务实施：数控设备几何精度检验任务3数控设备切削加工精度检验孔加工循环指令旋转指令试切件图纸图纸加工精度分析“1+X”数控维护与维修试点工作说明会41固定循环指令返回方式——刀具返回指令G98/G99“1+X”数控维护与维修试点工作说明会42钻孔循环G81和G82G81钻孔指令格式：G81X_Y_Z_R_F_K_；

X_Y_:孔位置数据

Z_:加工的孔深

R_:R点的位置值

F_:切削进给速度

K_:重复次数（仅限需要重复时）G81指令主要用于中心钻加工定位孔和一般孔加工，孔深小于5倍直径的孔，如图所示。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会43钻孔循环G81和G82G82钻孔指令格式：G82X_Y_Z_R_P_F_K_；

X_Y_:孔位置数据

Z_:加工的孔深

R_:R点的位置值

P_:孔底的暂停时间

F_:切削进给速度

K_:重复次数G82与G81指令的区别是在孔底有进给暂停，孔底平整、光滑，适用于盲孔，锪孔加工。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会44钻孔循环G81和G82钻孔过程如下：动作1：钻头在安全平面内快速定位到孔中心（初始点）；动作2：钻头沿Z轴快速移动到R点；动作3：钻孔加工；动作4：孔底暂停（G83有此动作，G81无此工作）；工作5：快速回退到安全平面或R点平面。G81指令主要用于中心钻加工定位孔和一般孔加工，孔深小于5倍直径的孔，G82与G81指令的区别是在孔底有进给暂停，孔底平整、光滑，适用于盲孔，锪孔加工。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会45深孔钻削循环G73和Ｇ83G73深孔钻削指令格式：G73X_Y_Z_R_Q_F_K_；

X_Y_:孔位置值

Z_:加工的孔深

R_:R点位置值

Q_:每次下刀的切削深度

F_:切削进给速度

K_:重复次数（仅限需要重复时）注意高速深孔钻削循环沿Z轴方向进行间歇进给，金属碎屑很容易从孔中清除，可以设定较小的退刀量，这就使得钻孔能有效进行。在参数(No.5114)中设退刀量d。刀具以快速移动的方式收回。在指定G73之前，利用辅助功能（M代码）使主轴旋转。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会46深孔钻削循环G73和Ｇ83G83深孔钻削指令格式：G83X_Y_Z_R_Q_F_K_;

X_Y_:孔位置数据

Z_:加工的孔深

R_:R点的位置值

Q_:每次的切削量

F_:切削进给速度

K_:重复次数注意:Q是每次的切削量，始终以增量值来指定。在第2次以后的切削进给中，在加工到其紧之前的位置d，由快速移动改变切削进给。d是设定返回上次钻孔高度的空行程量,其数值设在参数5115中。Q指令值为正值。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会47深孔钻削循环G73和G83深孔钻过程如下：动作1：钻头在安全平面内快速定位到孔中心（初始点）；动作2：钻头沿Z轴快速移动到R点；动作3：钻孔加工，深度为Q；动作4：退刀，退刀量为d（G73）或退回R点平面（G83）；动作5：重复（3）、（4）直至要求的加工深度。动作6：快速回退到安全平面或R点平面。深度大于5倍孔径的孔为深孔，深孔加工不利于排屑和散热，故采用间歇进给，每次进给深度为Q，G83每次进刀Q后快速返回到R面，更有利于小孔深孔加工中的排屑，“1+X”数控维护与维修试点工作说明会48镗孔循环G85和G86G85镗孔固定循环指令格式：G85X_Y_Z_R_F_；X_Y_:孔位置数据

Z_:镗孔的深度

R_:R点的位置值

F_:切削进给速度“1+X”数控维护与维修试点工作说明会49镗孔循环G85和G86G86镗孔固定循环指令格式：G86X_Y_Z_R_F_K_；X_Y_:孔位置数据

Z_:镗孔的深度

R_:R点的位置值

F_:切削进给速度

K_:重复次数G86指令除了在孔底位置主轴停止并以快速进给向上提升外，其余与G85相同。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会50镗孔循环G85和G86镗孔过程如下：动作1：镗刀在安全平面内快速定位到孔中心（初始点）；动作2：镗刀沿Z轴快速移动到R点；动作3：镗孔加工；动作4：主轴停（G86有此动作，G85无此工作）；动作5：镗刀快速回退到安全平面或R点平面。“1+X”数控维护与维修试点工作说明会51精镗孔循环G76G76精镗孔固定循环指令格式:G76X_Y_Z_R_Q_P_F_K_;X_Y_:孔位置数据

Z_:镗孔的深度

R_:R点的坐标值

Q_:孔底的偏移量

P_:孔底的暂停时间

F_:切削进给速度

K_:重复次数（仅限需要重复时）与G85的区别是，G76在孔底有三个动作：进给暂停、主轴准停（主轴定向）、刀具沿刀尖的反向移动Q值，然后快速退出，当镗刀退回到R点或安全平面时，刀具中心即回复原来位置，且主轴恢复转动。Q值一定是正值，偏移方向可用参数设定选择＋X，＋Y，－X及－Y的任何一个。指定Q值时不能太大，以避免碰撞工件。如图所示。（a）循环动作（b）Q值孔底动作“1+X”数控维护与维修试点工作说明会52精镗孔循环G76镗孔过程如下：动作1：镗刀在安全平面内快速定位到孔中心（初始点）；动作2：镗刀沿Z轴快速移动到R点；动作3：镗孔加工；动作4：主轴停（G86有此动作，G85无此工作）；动作5：镗刀快速回退到安全平面或R点平面。

（a）循环动作（b）Q值孔底动作“1+X”数控维护与维修试点工作说明会53旋转指令G68、G69旋转指令G68格式：G68X____Y____R____说明：以给定点(X，Y)为旋转中心，将图形旋转R角。如果省略