數控設備維護與裝調 課件 情境4 數控機床的裝調與精度檢測

任務4.1數控機床的安裝調試修德創(chuàng)新致遠塑能情境4數控機床的裝調與精度檢測工作目標1.能描述數控機床安裝、調試的步驟和常用的方法；2.能根據數控機床調試驗收的國家標準及行業(yè)標準對機床進行調試；3.能根據數控機床調試驗收的基本流程對新機床或維修的機床進行調試和驗收；4.能排除零件平面的加工精度超差故障；5.能在完成任務過程中培養(yǎng)安全意識，鍛煉職業(yè)素養(yǎng)，誠實守信，有團隊意識，工匠精神，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)和愛國情懷。任務描述

某企業(yè)一臺數控銑床，配有FANUC0iMate數控系統(tǒng),設備正常使用三年后搬進新廠房，在加工零件時，出現(xiàn)零件平面的加工精度超差的故障現(xiàn)象，機床沒有任何報警，如圖所示。請根據故障現(xiàn)象，按照“檢查——計劃——診斷——維修——試機”五步故障維修工作法排除故障。一、數控機床的安裝相關知識（一）數控機床本體的安裝注意事項如下：（1）機床拆箱后首先找到隨機的文件資料，找出機床裝箱單，按照裝箱單清點各包裝箱內零部件、電纜、資料等是否齊全。（2）機床各部件組裝前，首先去除安裝連接面、導軌和各運動面上的防銹涂料，做好各部件外表清潔工作。（3）連接時特別要注意清潔工作和可靠的接觸及密封，并檢查有無松動和損壞。電纜插上后一定擰緊緊固螺釘，保證接觸可靠。油管、氣管連接中要特別防止異物從接口中進入管路，造成整個液壓系統(tǒng)故障，管路連接時每個接頭都要擰緊。電纜和管路連接完畢后，要做好各管線的就位固定、防護罩殼的安裝，保證外觀整齊。一、數控機床的安裝（二）數控系統(tǒng)的連接（1）控系統(tǒng)的開箱檢查。（2）外部電纜的連接。（3）數控系統(tǒng)電源線的連接。（4）設定的確認。（5）輸入電源電壓、頻率及相序的確認。（6）確認直流電源單元的電壓輸出端是否對地短路。（7）接通數控柜電源，檢查各輸出電壓。（8）確認數控系統(tǒng)中各參數的設定。（9）確認數控系統(tǒng)與機床側的接口。二、數控機床的調試（一）數控機床通電試驗按數控機床說明書要求給機床潤滑，潤滑點灌注規(guī)定的油液和油脂，清洗液壓油箱及過濾器，灌入規(guī)定標號的液壓油，接通外界輸入的氣源。機床通電操作可以是一次各部分全面供電，也可以是各部分分別供電，然后再做總供電試驗。二、數控機床的調試（二）數控機床安裝調整機床的按照水平的調平應該符合一下要求：（1）機床應以床身導軌作為安裝水平的檢驗基礎，并用水平儀和橋板或專用檢具在床身導軌兩端、接縫處和立柱連接處按導軌縱向和橫向進行測量。（2）將水平儀按床身的縱向和橫向放在工作臺上或溜板上，并移動工作臺或溜板，在規(guī)定的位置進行測量。（3）以機床的工作臺或溜板為安裝水平檢驗的基礎，并用水平儀按機床縱向和橫向放置在工作臺或溜板上進行測量，但工作臺或溜板不應移動位置。（4）以水平儀在床身導軌縱向等距離移動測量，并將水平儀讀數依次排列在坐標紙上畫垂直平面內直線度偏差曲線，其安裝水平儀以偏差曲線兩端點連線的斜率作為該機床的縱向安裝水平。其橫向安裝水平應以橫向水平儀的讀數值計。（5）將水平儀放在設備技術文件規(guī)定的位置上進行測量。二、數控機床的調試（三）加工中心換刀裝置運行

讓機床自動運動到刀具交換位置（可用G28Y0Z0或G30YOZ0等程序），用手動方式調整裝刀機械手和卸刀機械手相對主軸的位置。在調整中采用一個校對心棒進行檢測，有誤差時可調整機械手的行程，移動機械手支座和刀庫位置等，必要時還可以修改換刀位置點的設定（改變數控系統(tǒng)內的參數設定）。調整完畢后，緊固各調整螺釘及刀庫地腳螺栓，然后裝上幾把接近規(guī)定允許重量的刀柄，進行多次從刀庫到主軸的往復自動交換，要求動作準確無誤，不撞擊、不掉刀。

帶APC交換工作臺的機床要把工作臺運動到交換位置，調整托盤站與交換臺面的相對位置，達到工作臺自動換刀時動作平穩(wěn)、可靠、準確。然后在工作臺面上裝70%～80%的允許負載，進行多次自動交換動作，達到準確無誤后再緊固各有關螺釘。二、數控機床的調試（四）數控機床試運行數控機床安裝調試完畢后，要求整機在帶有一定負載條件下經一段較長時間的自動運行，較全面地檢查機床功能及工作可靠性。運行時間尚無統(tǒng)一的規(guī)定，一般采用每天運行8小時，連續(xù)運行2～3天；或24小時連續(xù)運行1～2天.這個過程稱為安裝后的試運行。三、數控機床的驗收（一）機床外觀檢查在對數控機床做詳細檢查驗收以前，對數控柜的外觀進行檢查驗收，應包括一下幾個方面。（1）外表檢查：用肉眼檢查數控柜中的各單元是否破損、污染，連接電纜捆綁是否有破損，屏蔽層是否有剝落現(xiàn)象。（2）數控柜內部件緊固情況檢查：包括螺釘緊固檢查、連接器緊固檢查和印制電路板的緊固檢查。（3）伺服電動機的外表檢查：特別是對帶有脈沖編碼器的伺服電動機的外殼應做認真檢查，尤其是它的后端。三、數控機床的驗收（二）機床性能及NC功能試驗現(xiàn)以一臺立式加工中心為例說明一些主要的檢查項目。（1）主軸系統(tǒng)性能；（2）進給系統(tǒng)性能；（3）自動換刀系統(tǒng)；（4）機床噪聲；（5）電氣裝置；（6）數字控制裝置；（7）安全裝置；（8）潤滑裝置；（9）氣、液裝置；（10）附屬裝置；（11）數控機能；（12）連續(xù)無再和運轉。三、數控機床的驗收（三）機床幾何精度檢查數控機床的幾何精度綜合反映該設備的關鍵機械零部件和組裝后的幾何形狀誤差。以下列出一臺普通立式加工中心的幾何精度檢測內容。（1）工作臺面的平面度；（2）各坐標方向移動的相互垂直度；（3）向X坐標方向移動時工作臺面的平行度；（4）向Y坐標方向移動時工作臺面的平行度；（5）向X坐標方向移動時工作臺面T形槽側面的平行度；（6）主軸的軸向圓跳動；（7）主軸孔的徑向圓跳動；（8）主軸箱沿Z坐標方向移動時主軸軸線的平行度；（9）主軸回轉中心線對工作臺面的垂直度；（10）主軸箱在Z坐標方向移動的直線度。三、數控機床的驗收（四）機床定位精度檢查它表明所測量的機床各運動部件在數控裝置控制下運動所能達到的精度。定位精度主要檢查內容如下。（1）直線運動定位精度（包括X、Y、Z、U、V、W軸）；（2）直線運動重復定位精度；（3）直線運動軸機械原點的返回精度。（4）直線運動失動量的測定；（5）回轉運動定位精度（轉臺A、B、C軸）；（6）回轉運動的重復定位精度；（7）回轉軸原點的返回精度；（8）回轉運動失動量測定。三、數控機床的驗收（五）機床切削精度檢查機床切削精度檢查實質是對機床的幾何精度和定位精度在切削和加工條件下的一項綜合考核。國內多以單項加工為主。對于加工中心主要單項精度如下。（1）鏜孔精度；（2）端面銑刀銑削平面的精度（XY平面）；（3）鏜孔的孔距精度和孔徑分散度；（4）直線銑削精度；（5）斜線銑削精度；（6）圓弧銑削精度；（7）箱體掉頭鏜孔同軸度（針對臥式機床）；（8）水平轉臺回轉90o銑四方加工精度（針對臥式機床）。任務分析

數控機床的安裝調試很重要，這個環(huán)節(jié)決定了一臺數控機床能否正常使用、加工精度的好壞以及使用壽命的長短等問題。水平是機床各項精度的基礎，尤其是高精度的機床水平更為重要。機床的水平對產品的一致性，重復性，可靠性，再現(xiàn)性，可更換（維修）性等有很大的影響。在安裝調試時水平對機床的影響很大：（1）機床水平沒有調整到規(guī)定范圍，機床因受重力的影響，從微觀上看，機床的導軌產生扭曲，導致X，Y軸的垂直度受到影響，若偏差較大則會影響到加工方和圓的精度。（2）由于導軌的變形，工作臺被迫發(fā)生微量變形，導致主軸與工作臺的垂直度超差，最終影響平面的加工精度。（4）在水平超差較大情況下使用機床，會加劇導軌絲桿等運動件的磨損，不但加工精度無法保證，還會影響機床使用壽命。數控機床完成就位和安裝后，為了取得機床的靜態(tài)穩(wěn)定性，通常要在基礎上先用水平儀進行安裝水平的調整，這同時也是機床幾何精度檢驗和工作精度檢驗的前提條件。任務實施以“零件平面的加工精度超差故障維修”任務為例，按照“檢查——計劃——診斷——維修——試機”五步故障維修工作法排除故障。1.檢查（1）機床搬進新廠房三年前曾經多次采用相同的程序和切削參數在此設備上加工過此產品，加工零件的加工精度符合要求。（2）查看機床原始資料，設備驗收時各項精度合格。（3）查看此臺設備使用日志和故障記錄單，發(fā)現(xiàn)沒搬運新廠房時沒有出現(xiàn)過此類故障。但設備使用三年后搬運新地點有過機床精度的校驗。任務實施2.計劃根據對數控機床現(xiàn)場檢查情況，進行團隊會議，并填寫工作單中的計劃單、決策單和實施單。初步制訂一下排除故障方案：（1）三年前曾經多次采用相同的程序和切削參數在此設備上加工過此產品，加工零件的加工精度符合要求。（2）設備驗收時，各項幾何精度均符合驗收標準，可以排除機床的制造誤差、安裝誤差和調整誤差引起的精度超差。但設備使用三年后搬運新地點有過機床精度的校驗。（3）根據以上分析，故障原因是零件平面的加工精度方面。故障診斷主要應對此設備進行水平精度的重新調試上面。任務實施3.診斷

根據診斷思路，進行現(xiàn)場診斷，對此設備進行水平調試，步驟如下：（1）選用檢驗工具精密水平儀。（2）將工作臺置于導軌行程的中間位置，將兩水平儀分別沿X和Y坐標軸置于工作臺中央，調整機床墊鐵的高度，使水平儀水泡處于讀數中間位置，完成數控銑床的靜態(tài)調整。（3）分別沿X和Y坐標軸全行程移動工作臺，觀察水平儀讀數的變化，調整機床墊鐵的高度，使工作臺沿X和Y坐標軸全行程移動時水平儀讀數的變化范圍小于兩格或者處于標準范圍內。任務實施4.維修利用維修工具和水平儀對數控機床重新進行水平調試，具體調平過程如下表4-1-1所示。任務實施5.試機重新輸入程序和切削參數在此設備上加工此產品，加工零件的加工精度符合要求，故障排除。THANKS！修德創(chuàng)新致遠塑能任務4.2數控機床精度檢測修德創(chuàng)新致遠塑能情境4數控機床的裝調與精度檢測工作目標1.能描述ISO、GB標準中常見數控機床幾何精度檢測項目；2.能根據數控銑床和加工中心的驗收標準對數控機床進行檢測；3.能利用常用檢測工具檢測數控機床幾何精度；4.能解決加工零件精度超差的故障現(xiàn)象；5.能在完成任務過程中培養(yǎng)安全意識，創(chuàng)新意識，鍛煉職業(yè)素養(yǎng)，誠實守信，有團隊意識，工匠精神，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)和愛國情懷。任務描述

某企業(yè)一臺數控銑床，配FANUC0iMate數控系統(tǒng),設備正常使用五年后搬進新廠房，在加工零件時，出現(xiàn)加工零件相鄰面垂直度超差的故障現(xiàn)象，機床沒有任何報警，如圖所示。請按照“檢查——計劃——診斷——維修——試機”五步故障維修工作法排除故障。一、認識和使用工量具相關知識（一）常用工具一、認識和使用工量具（二）量具和檢具一、認識和使用工量具（二）量具和檢具一、認識和使用工量具（二）量具和檢具二、數控銑床和加工中心幾何精度的檢測1.機床調平檢測工具：精密水平儀（框式或調試）。檢測方法：二、數控銑床和加工中心幾何精度的檢測2.工作臺的平面度檢測檢測工具：百分表、平尺、可調量塊、等高塊和精密水平儀。檢測方法：二、數控銑床和加工中心幾何精度的檢測3.主軸錐孔軸線的徑向圓跳動檢測工具：檢驗棒、百分表、表架。檢測方法：二、數控銑床和加工中心幾何精度的檢測4.主軸軸線對工作臺面的垂直度檢測工具：平尺、可調量塊、百分表、表架。檢測方法：二、數控銑床和加工中心幾何精度的檢測5.主軸豎直方向移動對工作臺面的垂直度檢測工具：等高塊、平尺、角尺、百分表。檢測方法：二、數控銑床和加工中心幾何精度的檢測6.主軸套筒豎直方向移動對工作臺面的垂直度檢測工具：等高塊、平尺、角尺、百分表。檢測方法：二、數控銑床和加工中心幾何精度的檢測7.工作臺沿X軸方向或Y軸方向移動對工作臺面的平行度檢測工具：等高塊、平尺、百分表。檢測方法：二、數控銑床和加工中心幾何精度的檢測8.工作臺沿X軸方向移動對工作臺T形槽的平行度檢測工具：百分表。檢測方法：二、數控銑床和加工中心幾何精度的檢測9.工作臺沿X軸方向移動對Y軸方向移動的工作垂直度檢測工具：角尺、百分表。檢測方法：任務分析加工零件相鄰面垂直度超差的故障現(xiàn)象可能有以下原因引起。（1）編程過程中刀具半徑補償的不合理運用、操作過程中不合理的定位裝夾、加工過程中工件的輕微松動。（2）加工過程中工件毛坯加工余量的不均勻性、刀具的磨鈍、工藝系統(tǒng)的剛性不足。絲桿磨損、聯(lián)軸器松動、螺母座松動引起事先設置好的螺補、反向間歇等參數與現(xiàn)實不匹配。（3）機床及加工工藝系統(tǒng)的幾何誤差過大。由于操作師傅經多次采用相同的程序和切削參數在此設備上加工過此產品，加工零件加工精度符合要求，并經過參數等調整還是出現(xiàn)此類問題。因此，應該對數控機床幾何精度垂直度進行檢驗判斷。任務實施以“零件相鄰面垂直度超差維修”任務為例，按照“檢查——計劃——診斷——維修——試機”五步故障維修工作法排除故障。1.檢查（1）機床搬進新廠房5年前曾經多次采用相同的程序和切削參數在此設備上加工過此產品，加工零件的加工精度符合要求。（2）查看機床原始資料，設