数控设备维护与装调 课件 情境4 数控机床的装调与精度检测

任务4.1数控机床的安装调试修德创新致远塑能情境4数控机床的装调与精度检测工作目标1.能描述数控机床安装、调试的步骤和常用的方法；2.能根据数控机床调试验收的国家标准及行业标准对机床进行调试；3.能根据数控机床调试验收的基本流程对新机床或维修的机床进行调试和验收；4.能排除零件平面的加工精度超差故障；5.能在完成任务过程中培养安全意识，锻炼职业素养，诚实守信，有团队意识，工匠精神，培养爱岗敬业和爱国情怀。任务描述

某企业一台数控铣床，配有FANUC0iMate数控系统,设备正常使用三年后搬进新厂房，在加工零件时，出现零件平面的加工精度超差的故障现象，机床没有任何报警，如图所示。请根据故障现象，按照“检查——计划——诊断——维修——试机”五步故障维修工作法排除故障。一、数控机床的安装相关知识（一）数控机床本体的安装注意事项如下：（1）机床拆箱后首先找到随机的文件资料，找出机床装箱单，按照装箱单清点各包装箱内零部件、电缆、资料等是否齐全。（2）机床各部件组装前，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。（3）连接时特别要注意清洁工作和可靠的接触及密封，并检查有无松动和损坏。电缆插上后一定拧紧紧固螺钉，保证接触可靠。油管、气管连接中要特别防止异物从接口中进入管路，造成整个液压系统故障，管路连接时每个接头都要拧紧。电缆和管路连接完毕后，要做好各管线的就位固定、防护罩壳的安装，保证外观整齐。一、数控机床的安装（二）数控系统的连接（1）控系统的开箱检查。（2）外部电缆的连接。（3）数控系统电源线的连接。（4）设定的确认。（5）输入电源电压、频率及相序的确认。（6）确认直流电源单元的电压输出端是否对地短路。（7）接通数控柜电源，检查各输出电压。（8）确认数控系统中各参数的设定。（9）确认数控系统与机床侧的接口。二、数控机床的调试（一）数控机床通电试验按数控机床说明书要求给机床润滑，润滑点灌注规定的油液和油脂，清洗液压油箱及过滤器，灌入规定标号的液压油，接通外界输入的气源。机床通电操作可以是一次各部分全面供电，也可以是各部分分别供电，然后再做总供电试验。二、数控机床的调试（二）数控机床安装调整机床的按照水平的调平应该符合一下要求：（1）机床应以床身导轨作为安装水平的检验基础，并用水平仪和桥板或专用检具在床身导轨两端、接缝处和立柱连接处按导轨纵向和横向进行测量。（2）将水平仪按床身的纵向和横向放在工作台上或溜板上，并移动工作台或溜板，在规定的位置进行测量。（3）以机床的工作台或溜板为安装水平检验的基础，并用水平仪按机床纵向和横向放置在工作台或溜板上进行测量，但工作台或溜板不应移动位置。（4）以水平仪在床身导轨纵向等距离移动测量，并将水平仪读数依次排列在坐标纸上画垂直平面内直线度偏差曲线，其安装水平仪以偏差曲线两端点连线的斜率作为该机床的纵向安装水平。其横向安装水平应以横向水平仪的读数值计。（5）将水平仪放在设备技术文件规定的位置上进行测量。二、数控机床的调试（三）加工中心换刀装置运行

让机床自动运动到刀具交换位置（可用G28Y0Z0或G30YOZ0等程序），用手动方式调整装刀机械手和卸刀机械手相对主轴的位置。在调整中采用一个校对心棒进行检测，有误差时可调整机械手的行程，移动机械手支座和刀库位置等，必要时还可以修改换刀位置点的设定（改变数控系统内的参数设定）。调整完毕后，紧固各调整螺钉及刀库地脚螺栓，然后装上几把接近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。

带APC交换工作台的机床要把工作台运动到交换位置，调整托盘站与交换台面的相对位置，达到工作台自动换刀时动作平稳、可靠、准确。然后在工作台面上装70%～80%的允许负载，进行多次自动交换动作，达到准确无误后再紧固各有关螺钉。二、数控机床的调试（四）数控机床试运行数控机床安装调试完毕后，要求整机在带有一定负载条件下经一段较长时间的自动运行，较全面地检查机床功能及工作可靠性。运行时间尚无统一的规定，一般采用每天运行8小时，连续运行2～3天；或24小时连续运行1～2天.这个过程称为安装后的试运行。三、数控机床的验收（一）机床外观检查在对数控机床做详细检查验收以前，对数控柜的外观进行检查验收，应包括一下几个方面。（1）外表检查：用肉眼检查数控柜中的各单元是否破损、污染，连接电缆捆绑是否有破损，屏蔽层是否有剥落现象。（2）数控柜内部件紧固情况检查：包括螺钉紧固检查、连接器紧固检查和印制电路板的紧固检查。（3）伺服电动机的外表检查：特别是对带有脉冲编码器的伺服电动机的外壳应做认真检查，尤其是它的后端。三、数控机床的验收（二）机床性能及NC功能试验现以一台立式加工中心为例说明一些主要的检查项目。（1）主轴系统性能；（2）进给系统性能；（3）自动换刀系统；（4）机床噪声；（5）电气装置；（6）数字控制装置；（7）安全装置；（8）润滑装置；（9）气、液装置；（10）附属装置；（11）数控机能；（12）连续无再和运转。三、数控机床的验收（三）机床几何精度检查数控机床的几何精度综合反映该设备的关键机械零部件和组装后的几何形状误差。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）向X坐标方向移动时工作台面的平行度；（4）向Y坐标方向移动时工作台面的平行度；（5）向X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度；（6）主轴的轴向圆跳动；（7）主轴孔的径向圆跳动；（8）主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴线的平行度；（9）主轴回转中心线对工作台面的垂直度；（10）主轴箱在Z坐标方向移动的直线度。三、数控机床的验收（四）机床定位精度检查它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。定位精度主要检查内容如下。（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）回转轴原点的返回精度；（8）回转运动失动量测定。三、数控机床的验收（五）机床切削精度检查机床切削精度检查实质是对机床的几何精度和定位精度在切削和加工条件下的一项综合考核。国内多以单项加工为主。对于加工中心主要单项精度如下。（1）镗孔精度；（2）端面铣刀铣削平面的精度（XY平面）；（3）镗孔的孔距精度和孔径分散度；（4）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（针对卧式机床）；（8）水平转台回转90º铣四方加工精度（针对卧式机床）。任务分析

数控机床的安装调试很重要，这个环节决定了一台数控机床能否正常使用、加工精度的好坏以及使用寿命的长短等问题。水平是机床各项精度的基础，尤其是高精度的机床水平更为重要。机床的水平对产品的一致性，重复性，可靠性，再现性，可更换（维修）性等有很大的影响。在安装调试时水平对机床的影响很大：（1）机床水平没有调整到规定范围，机床因受重力的影响，从微观上看，机床的导轨产生扭曲，导致X，Y轴的垂直度受到影响，若偏差较大则会影响到加工方和圆的精度。（2）由于导轨的变形，工作台被迫发生微量变形，导致主轴与工作台的垂直度超差，最终影响平面的加工精度。（4）在水平超差较大情况下使用机床，会加剧导轨丝杆等运动件的磨损，不但加工精度无法保证，还会影响机床使用寿命。数控机床完成就位和安装后，为了取得机床的静态稳定性，通常要在基础上先用水平仪进行安装水平的调整，这同时也是机床几何精度检验和工作精度检验的前提条件。任务实施以“零件平面的加工精度超差故障维修”任务为例，按照“检查——计划——诊断——维修——试机”五步故障维修工作法排除故障。1.检查（1）机床搬进新厂房三年前曾经多次采用相同的程序和切削参数在此设备上加工过此产品，加工零件的加工精度符合要求。（2）查看机床原始资料，设备验收时各项精度合格。（3）查看此台设备使用日志和故障记录单，发现没搬运新厂房时没有出现过此类故障。但设备使用三年后搬运新地点有过机床精度的校验。任务实施2.计划根据对数控机床现场检查情况，进行团队会议，并填写工作单中的计划单、决策单和实施单。初步制订一下排除故障方案：（1）三年前曾经多次采用相同的程序和切削参数在此设备上加工过此产品，加工零件的加工精度符合要求。（2）设备验收时，各项几何精度均符合验收标准，可以排除机床的制造误差、安装误差和调整误差引起的精度超差。但设备使用三年后搬运新地点有过机床精度的校验。（3）根据以上分析，故障原因是零件平面的加工精度方面。故障诊断主要应对此设备进行水平精度的重新调试上面。任务实施3.诊断

根据诊断思路，进行现场诊断，对此设备进行水平调试，步骤如下：（1）选用检验工具精密水平仪。（2）将工作台置于导轨行程的中间位置，将两水平仪分别沿X和Y坐标轴置于工作台中央，调整机床垫铁的高度，使水平仪水泡处于读数中间位置，完成数控铣床的静态调整。（3）分别沿X和Y坐标轴全行程移动工作台，观察水平仪读数的变化，调整机床垫铁的高度，使工作台沿X和Y坐标轴全行程移动时水平仪读数的变化范围小于两格或者处于标准范围内。任务实施4.维修利用维修工具和水平仪对数控机床重新进行水平调试，具体调平过程如下表4-1-1所示。任务实施5.试机重新输入程序和切削参数在此设备上加工此产品，加工零件的加工精度符合要求，故障排除。THANKS！修德创新致远塑能任务4.2数控机床精度检测修德创新致远塑能情境4数控机床的装调与精度检测工作目标1.能描述ISO、GB标准中常见数控机床几何精度检测项目；2.能根据数控铣床和加工中心的验收标准对数控机床进行检测；3.能利用常用检测工具检测数控机床几何精度；4.能解决加工零件精度超差的故障现象；5.能在完成任务过程中培养安全意识，创新意识，锻炼职业素养，诚实守信，有团队意识，工匠精神，培养爱岗敬业和爱国情怀。任务描述

某企业一台数控铣床，配FANUC0iMate数控系统,设备正常使用五年后搬进新厂房，在加工零件时，出现加工零件相邻面垂直度超差的故障现象，机床没有任何报警，如图所示。请按照“检查——计划——诊断——维修——试机”五步故障维修工作法排除故障。一、认识和使用工量具相关知识（一）常用工具一、认识和使用工量具（二）量具和检具一、认识和使用工量具（二）量具和检具一、认识和使用工量具（二）量具和检具二、数控铣床和加工中心几何精度的检测1.机床调平检测工具：精密水平仪（框式或调试）。检测方法：二、数控铣床和加工中心几何精度的检测2.工作台的平面度检测检测工具：百分表、平尺、可调量块、等高块和精密水平仪。检测方法：二、数控铣床和加工中心几何精度的检测3.主轴锥孔轴线的径向圆跳动检测工具：检验棒、百分表、表架。检测方法：二、数控铣床和加工中心几何精度的检测4.主轴轴线对工作台面的垂直度检测工具：平尺、可调量块、百分表、表架。检测方法：二、数控铣床和加工中心几何精度的检测5.主轴竖直方向移动对工作台面的垂直度检测工具：等高块、平尺、角尺、百分表。检测方法：二、数控铣床和加工中心几何精度的检测6.主轴套筒竖直方向移动对工作台面的垂直度检测工具：等高块、平尺、角尺、百分表。检测方法：二、数控铣床和加工中心几何精度的检测7.工作台沿X轴方向或Y轴方向移动对工作台面的平行度检测工具：等高块、平尺、百分表。检测方法：二、数控铣床和加工中心几何精度的检测8.工作台沿X轴方向移动对工作台T形槽的平行度检测工具：百分表。检测方法：二、数控铣床和加工中心几何精度的检测9.工作台沿X轴方向移动对Y轴方向移动的工作垂直度检测工具：角尺、百分表。检测方法：任务分析加工零件相邻面垂直度超差的故障现象可能有以下原因引起。（1）编程过程中刀具半径补偿的不合理运用、操作过程中不合理的定位装夹、加工过程中工件的轻微松动。（2）加工过程中工件毛坯加工余量的不均匀性、刀具的磨钝、工艺系统的刚性不足。丝杆磨损、联轴器松动、螺母座松动引起事先设置好的螺补、反向间歇等参数与现实不匹配。（3）机床及加工工艺系统的几何误差过大。由于操作师傅经多次采用相同的程序和切削参数在此设备上加工过此产品，加工零件加工精度符合要求，并经过参数等调整还是出现此类问题。因此，应该对数控机床几何精度垂直度进行检验判断。任务实施以“零件相邻面垂直度超差维修”任务为例，按照“检查——计划——诊断——维修——试机”五步故障维修工作法排除故障。1.检查（1）机床搬进新厂房5年前曾经多次采用相同的程序和切削参数在此设备上加工过此产品，加工零件的加工精度符合要求。（2）查看机床原始资料，设