數(shù)控機床的調(diào)試驗收與維護

第九章數(shù)控機床的調(diào)試驗收與維護1.第九章數(shù)控機床的調(diào)試驗收及與維護

9.1數(shù)控機床的調(diào)試與驗收9.2數(shù)控機床的管理與維護9.3數(shù)控機床故障診斷及維修常用儀器2023/12/82.9.1數(shù)控機床的調(diào)試與驗收9.1.1數(shù)控機床調(diào)試驗收的必要性與常用標(biāo)準(zhǔn)1.數(shù)控機床調(diào)試驗收的必要性新機床檢驗的主要目的是為了判別機床是否符合其技術(shù)指標(biāo)，判別機床能否按照預(yù)定的目標(biāo)精密地加工零件。只有通過對機床的幾何精度和位置精度進行檢驗，才能反映出機床本身的制造精度。在這兩項精度檢驗合格的基礎(chǔ)上，然后再進行零件加工檢驗，以此來考核機床的加工性能。對于安置在生產(chǎn)線上的新機床，還需通過對工序能力和生產(chǎn)節(jié)拍的考核來評判機床的工作能力。2.數(shù)控設(shè)備調(diào)試驗收的常見標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機床調(diào)試驗收應(yīng)當(dāng)遵循一定的規(guī)范進行，數(shù)控機床驗收的標(biāo)準(zhǔn)有很多，通常按性質(zhì)可以分為兩大類。

1）通用類標(biāo)準(zhǔn)

2）產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)。

2023/12/83.9.1.2數(shù)控機床的總體安裝1．環(huán)境條件2．供電系統(tǒng)及電網(wǎng)電壓3．?dāng)?shù)控機床初就位4．?dāng)?shù)控機床連接部件組裝完成后，進行電纜、油管和氣管的連接。連接時要特別注意清潔工作和可靠的接觸與密封，并要隨時檢查有無松動與損壞。電纜插上后，一定要擰緊緊固螺釘，保證接觸可靠。在油管與氣管的連接中要特別防止異物從接口進入管路，造成整個液壓系統(tǒng)故障。管路連接時，每個接頭都要擰緊，否則試車時，尤其是在大的分油器上如果有一根管子滲漏油，往往需要拆下一批管子，返工的工作量很大。2023/12/84.9.1.3數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)整1．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的開箱檢查檢查包括系統(tǒng)本體和與之配套的進給速度控制單元和伺服電動機，主軸控制單元和主軸電動機。還應(yīng)檢查數(shù)控柜內(nèi)各插件有無松動。2．外部電纜的連接外部電纜連接是數(shù)控裝置與外部MDI/CRT單元、強電柜、機床操作面板、進給伺服電動機動力線與反饋線、主軸電動機動力線與反饋信號線的連接及脈沖發(fā)生器等的連接。3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)電源線的連接應(yīng)在切斷數(shù)控柜電源開關(guān)的情況下連接數(shù)控柜電源變壓器的輸入電纜。檢查電源變壓器與伺服變壓器的繞組抽頭連接是否正確，尤其是進口的數(shù)控設(shè)備與數(shù)控機床更要注意這一點。

2023/12/85.4．設(shè)定確認(rèn)1）確認(rèn)控制部分印制電路板上的設(shè)定2）確認(rèn)速度控制單元印制電路板上的設(shè)定3）確認(rèn)主軸控制單元印制電路板上的設(shè)定5．輸入電源電壓、頻率及相序的確認(rèn)（1）檢查確認(rèn)變壓器的容量是否滿足控制單元和伺服系統(tǒng)的電能消耗。（2）檢查電源電壓波動范圍是否在數(shù)控系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)。（3）對于采用晶閘管控制元件的速度控制單元和主軸控制單元的供電電源，一定要檢查相序。62023/12/86.6．確認(rèn)直流電源單元電壓輸出端對地是否短路7．接通數(shù)控柜電源，檢查各輸出電壓8．確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)各種參數(shù)的設(shè)定9．確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)與機床側(cè)的接口完成以上步驟，可以認(rèn)為數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)調(diào)整完畢，具備了與機床聯(lián)機通電試車的條件。此時，可以切斷數(shù)控系統(tǒng)電源，連接電動機的動力線，恢復(fù)報警的設(shè)定。72023/12/87.9.1.4數(shù)控機床的開機調(diào)試步驟

1．通電前的外觀檢測第1步：機床電器檢測第2步：CNC電箱檢查第3步：接線質(zhì)量的檢測第4步：電磁閥檢查第5步：限位開關(guān)檢測第6步：操作面板上按鈕及開關(guān)檢查第7步：地線檢查第8步：電源相序檢查2023/12/88.2．機床接通電源第9步：接通機床總電源第10步：測量強電各部分電壓第11步：觀察有無漏油現(xiàn)象2023/12/89.3．CNC接通電源第12步：接通CNC電箱的電源第13步：檢查CNC電箱各級電壓第14步：核對MDI參數(shù)第15步：各坐標(biāo)點動正反操作第16步：回零操作試驗第17步：手動變速試驗第18步：手動導(dǎo)軌潤滑試驗第19步：快進試驗2023/12/810.4．手動輸入數(shù)據(jù)（MDI）試驗第20步：MDI主軸變擋方式試驗第21步：選刀試驗第22步：功能試驗第23步：切螺紋功能試驗第24步：循環(huán)功能5．編輯功能與自動功能試驗第25步：編輯功能（EDIT）試驗第26步：自動功能檢驗6．外圍設(shè)備實驗第27步：外圍設(shè)備的PPR實驗第28步：外圍設(shè)備的READER輸入實驗至此，開機調(diào)試完畢。數(shù)控機床驗收流程如圖9.1

所示。2023/12/811.9.1.5數(shù)控機床的調(diào)整與驗收

（1）精調(diào)床身的水平，找正水平后移動床身的各運動部件（立柱、溜板和工作臺等）觀察各坐標(biāo)全行程內(nèi)機床的水平變化，并相應(yīng)調(diào)整機床幾何精度。（2）調(diào)整機械手與主軸、刀庫的相對位置。（3）帶APC交換工作臺的機床要調(diào)整托盤站與交換臺面的校對位置。（4）檢查數(shù)控系統(tǒng)和PLC裝置中參數(shù)設(shè)定值是否符合隨機資料中規(guī)定數(shù)據(jù)，試驗各主要操作功能、安全措施、常用指令執(zhí)行情況等。（5）檢查輔助功能及附件的正常工作機床調(diào)整完成后，要進行機床的精度檢驗，精度檢驗包含機床的幾何精度、定位精度、切削精度。

2023/12/812.（1）機床的幾何精度檢驗機床的幾何精度是綜合反映該設(shè)備的關(guān)鍵機械零部件和組裝后的幾何形狀誤差。其檢測項目主要有：①X、Y、Z軸的相互垂直度。②主軸回轉(zhuǎn)軸線對工作臺面的平行度。③主軸在Z軸方向移動的直線度。④主軸軸向及徑向圓跳動。（2）機床的定位精度檢驗數(shù)控機床的定位精度是測量機床各坐標(biāo)軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下所能達到的位置精度。其內(nèi)容有：①各進給軸直線運動精度。②直線運動重復(fù)定位精度。③直線運動軸機械回零點的返回精度。④刀架回轉(zhuǎn)精度。132023/12/813.（3）機床的切削精度檢驗機床的切削精度檢驗，又稱為動態(tài)精度檢驗，其實質(zhì)是對機床的幾何精度和定位精度在切削時的綜合檢驗。其內(nèi)容可分為單項切削精度檢驗和綜合試件檢驗。①單項切削精度檢驗：包括直線切削精度、平面切削精度、圓弧的圓度、圓柱度、尾座套筒軸線對溜板移動的平行度、螺紋檢測等。②綜合試件檢驗：根據(jù)單項切削精度檢驗的內(nèi)容，設(shè)計一個具有包括大部分單項切削內(nèi)容的工件進行試切加工，來確定機床的切削精度。142023/12/814.9.2數(shù)控機床的管理與維護9.2.1數(shù)控機床的維修管理1．維修管理內(nèi)容（1）選擇合理的維修方式（2）建立專業(yè)維修組織和維修協(xié)作網(wǎng)（3）備件國產(chǎn)化2023/12/815.2．?dāng)?shù)控機床維修的安全規(guī)程（1）維修前的準(zhǔn)備工作

①機床發(fā)生故障后，維修人員應(yīng)立即到現(xiàn)場檢查需維修的內(nèi)容。

②根據(jù)檢查情況制定維修計劃，確定維修的工作范圍、操作步驟、所需時間和維修費用等。

③若需與其他部門配合，應(yīng)事先聯(lián)系好。

④準(zhǔn)備好維修用的消耗備件，如密封圈、軸承、潤滑脂、機油等。

⑤所需儀器和工具應(yīng)處于良好的工作狀態(tài)。2023/12/816.（2）維修過程中的注意事項機械方面：①在醒目地方樹立“機床正在維修”的標(biāo)志。②保證有足夠的場地；使用適當(dāng)?shù)膬x器和工具。③不得將工具或零件放在機床的滑動面上。④裝卸超過20kg以上重物，應(yīng)2人以上搬抬或用吊車裝卸。⑤鏟車或吊車必須由具有操作合格證的人操作，起吊工作必須由專門人員指揮。⑥按規(guī)定使用鋼絲繩，以適應(yīng)所搬物的重量。⑦如果與他人合作，一定要征得同意后方可進行。⑧高處作業(yè)需采用梯子或站臺；工作場地應(yīng)提供良好的照明。⑨只能使用規(guī)定的液壓油、潤滑油或其他性能相同的產(chǎn)品。2023/12/817.電氣方面：①電氣維修必須由專門負(fù)責(zé)電氣維修的人承擔(dān)。②維修期間，如果接通電源可能出現(xiàn)事故，則必須使電源開關(guān)處于OFF位置，并在電源開關(guān)上方樹立“不許通電”的標(biāo)志。③不得用濕手操作電氣線路及開關(guān)等。④不得隨意更改電路或其他調(diào)整用電位置。⑤通電測試時，注意何處高壓危險。⑥不得使電氣裝置受到?jīng)_擊和震動，不得向連接器件部分加以強力。⑦一定要使用規(guī)定的熔斷器和電線。2023/12/818.(3)維修工作完成后的注意事項①再次檢查維修的各部件，確保機床能正常工作。②處理好無用的零件和廢油。③機床外觀及場地清理完畢后，將機床交給操作者予以驗收。④記錄好維修工作的各環(huán)節(jié)和處理結(jié)果。2023/12/819.3．機械部件的維護1)主傳動鏈的維護2）滾珠絲杠螺母副的維護3）刀庫及換刀機械手的維護4）液壓系統(tǒng)維護5）啟動系統(tǒng)維護202023/12/820.4．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的維護1）嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護制度2)應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門3）定時清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)4）經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控體統(tǒng)的電網(wǎng)電壓5）定期更換存儲器用電池6）數(shù)控系統(tǒng)長期不使用時的維護7）備用電路板的維護8）做好維修前的準(zhǔn)備工作212023/12/821.9.2.2數(shù)控機床維護與保養(yǎng)的點檢管理

數(shù)控機床的點檢是開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測和故障診斷工作的基礎(chǔ)，主要包括下列內(nèi)容：（1）定點：確定一臺數(shù)控機床有多少個維護點。只要把這些維護點“看住”，有了故障就會及時發(fā)現(xiàn)。（2）定標(biāo)：對每個維護點要逐個制訂標(biāo)準(zhǔn)，例如間隙、溫度、壓力、流量、松緊度等，都要有明確的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，只要不超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)就不算故障。（3）定期：多長時間檢查一次，要定出檢查周期。有的點可能每班要檢查幾次，有的點可能一個或者幾個月檢查一次，要根據(jù)具體情況確定。（4）定項：每個維護點檢查哪些項目也要有明確規(guī)定。每個點可能要檢查一項，也可能檢查幾項。2023/12/822.（5）定人：由誰進行檢查，是操作者、維修人員還是技術(shù)人員。（6）定法：是人工觀察還是用儀器測量，是采用普通儀器還是精密儀器。（7）檢查：是在生產(chǎn)運行中檢查還是停機檢查；是解體檢查還是不解體檢查。（8）記錄：檢查要詳細做紀(jì)錄并按規(guī)定格式填寫清楚。（9）處理：檢查中間能處理的要及時處理，并記錄處理結(jié)果。不能處理的，要及時報告有關(guān)人員，但任何人、任何時間處理都要填寫處理記錄。（10）分析：檢查記錄和處理記錄都要定期進行系統(tǒng)分析。找出薄弱“維護點”即故障率高的點或損失大的環(huán)節(jié)，提出意見，交設(shè)計人員進行改進設(shè)計。2023/12/823.數(shù)控機床的點檢可分為日常點檢和專職點檢兩個層次。日常點檢負(fù)責(zé)對機床的一般部件進行點檢、處理和檢查機床在運行過程中出現(xiàn)的故障，由機床操作人員進行。專職點檢負(fù)責(zé)對機床的關(guān)鍵部位和重要部件按周期進行重點點檢和設(shè)備狀態(tài)檢測和故障診斷制定點檢計劃，做好診斷記錄，分析維修結(jié)果，提出改善設(shè)備維護管理的建議，由專職維修人員進行。從點檢的要求和內(nèi)容上看，點檢可分為專職點檢、日常點檢和生產(chǎn)點檢三個層次,數(shù)控機床點檢維修過程如圖9.2所示。機加車間大宇加工中心日常點檢卡如表9-1所示，數(shù)控車床維護與保養(yǎng)一覽如表9-2所示。2023/12/824.9.3數(shù)控機床故障診斷及維修常用儀器9.3.1數(shù)控機床維修常用工具1．拆卸及裝配工具(1)單頭鉤形扳手(2)端面帶槽或孔的圓螺母扳手(3)彈性擋圈裝拆用鉗子(4)彈性手錘(5)拉帶錐度平鍵工具(6)拉帶內(nèi)螺紋的小軸、圓錐銷工具(俗稱撥銷器)(7)拉卸工具(8)拉開口銷扳手和銷子沖頭。2023/12/825.2．常用的機械維修工具(1)尺：分為平尺、刀口尺和90°角尺。(2)墊鐵：面為90°的墊鐵、角度面為55°的墊鐵和水平儀墊鐵。(3)檢驗棒：有帶標(biāo)準(zhǔn)錐柄檢驗棒、圓柱檢驗棒和專用檢驗棒。(4)杠桿千分尺：當(dāng)零件的幾何形狀精度要求較高時，使用杠桿千分尺可滿足其測量要求，其測量精度可達0.001mm。(5)萬能角度尺：用來測量工件內(nèi)外角度的量具，按其游標(biāo)讀數(shù)值可分為2′和5′兩種，按其尺身的形狀分為圓形和扇形兩種。2023/12/826.9.3.2數(shù)控機床故障診斷與維修常用儀表1．百分表百分表用于測量零件相互之間的平行度、軸線與導(dǎo)軌的平行度、導(dǎo)軌的直線度、工作臺臺面平面度以及主軸的端面圓跳動、徑向圓跳動和軸向竄動。2．杠桿百分表杠桿百分表用于受空間限制的工件，如內(nèi)孔跳動、鍵槽等。使用時應(yīng)注意使測量運動方向與測頭中心垂直，以免產(chǎn)生測量誤差。3．千分表及杠桿千分表千分表及杠桿千分表的工作原理與百分表和杠桿百分表一樣，只是分度值不同，常用于精密機床的修理。4．比較儀比較儀可分為扭簧比較儀與杠桿齒輪比較儀。扭簧比較儀特別適用于精度要求較高的跳動量的測量。

2023/12/827.5．水平儀用來測量導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度、工作臺臺面的平面度以及零件相互之間的垂直度、平行度等，水平儀按其工作原理可分為水準(zhǔn)式水平儀和電子水平儀。水準(zhǔn)式水平儀有條式水平儀、框式水平儀和合像水平儀三種結(jié)構(gòu)形式。6．光學(xué)平直儀在機械維修中，常用來檢查床身導(dǎo)軌在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的直線度、檢驗用平板的平面度。7．經(jīng)緯儀常用于數(shù)控銑床和加工中心的水平轉(zhuǎn)臺和萬能轉(zhuǎn)臺的分度精度的精確測量，通常與平行光管組成光學(xué)系統(tǒng)來使用。8．轉(zhuǎn)速表轉(zhuǎn)速表常用于測量伺服電動機的轉(zhuǎn)速，是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)之一，常用的轉(zhuǎn)速表有離心式轉(zhuǎn)速表和數(shù)字式轉(zhuǎn)速表等。轉(zhuǎn)速表外形如圖9.3

所示。9．萬用表10．相序表11．邏輯測試筆282023/12/828.9.3.3數(shù)控機床故障診斷與維修常用儀器1．測振儀器它將測振傳感器輸出的微弱信號放大、變換、積分、檢波后，在儀器儀表或顯示屏上直接顯示被測設(shè)備的振動值大小。測振儀外形如圖9.4所示。

2．故障檢測系統(tǒng)如圖9.5是某公司開發(fā)的故障檢測系統(tǒng)，其實時振動分析故障診斷軟件可以通過振動分析診斷設(shè)備機械類故障，交流感應(yīng)電機診斷專家系統(tǒng)借助電流頻譜自動診斷交流感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子故障及動態(tài)偏心故障，動平衡軟件則幫助失衡轉(zhuǎn)子實現(xiàn)現(xiàn)場動平衡。2023/12/829.3．紅外測溫儀紅外測溫是利用紅外輻射原理，將對物體表面溫度的測量轉(zhuǎn)換成對其輻射功率的測量，采用紅外探測器和相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)接收被測物不可見的紅外輻射能量，并將其變成便于檢測的其他能量形式予以顯示和記錄，紅外測溫儀外形如圖9.6所示。

4．激光干涉儀激光干涉儀可以對機床、三坐標(biāo)測量機及各種定位裝置進行高精度的(位置和幾何)精度校正，可完成各項參數(shù)的測量，如線形位置精度、重復(fù)定位精度、角度、直線度、垂直度、平行度及平面度等。其外形見圖9.7。

2023/12/830.5．短路追蹤儀短路故障追蹤儀可以快速找出電路板上的任何短路點，如焊錫短路、總線短路、電源短路、多層線路板短路、芯片及電解電容器內(nèi)部短路、非完全短路等。短路追蹤儀外形見圖9.8。6．示波器主要用于模擬電路的測量。它可顯示頻率相位、電壓幅值，雙頻示波器可以比較信號相位關(guān)系，可以測量測速發(fā)電動機的輸出信號，其頻帶寬度在5MHz以上，兩個通道。調(diào)整光柵編碼器的前置信號處理電路，進行CRT顯示器電路的維修。示波器外形見圖9.9。2023/12/831.7．PLC編程器不少數(shù)控系統(tǒng)的PLC控制器必須使用專用的編程器才能對其進行編輯、調(diào)試、監(jiān)控和檢查，如SIEMENS的PG710、PG750、PG685，OMRON的GPC01-GPC04等。這些編程器可以對PLC程序進行編輯和修改，監(jiān)視輸入和輸出狀態(tài)及定時器、移位寄存器的變化值。在運行狀態(tài)下修改定時器和計數(shù)器的設(shè)置值，可強制內(nèi)部輸出，對定時器、計數(shù)器和移位寄存器進行置位和復(fù)位等。帶有圖形功能的編程器還可顯示PLC梯形圖。2023/12/832.8．?dāng)?shù)域測試儀器主要用來對數(shù)控系統(tǒng)的故障進行診斷，常用的數(shù)域測試儀器有：（1）邏輯分析儀，按多線示波器的思路發(fā)展而成，但它在測量幅度上已按數(shù)字電路的高低電平進行了“1”和“0”的量化，在時間軸上也按時鐘頻率進行了數(shù)字量化。因此可以測得一系列的數(shù)字信息，再配以存儲器及相應(yīng)的觸發(fā)機構(gòu)或數(shù)字識別器，使多通道上同時出現(xiàn)的一組數(shù)字信息與測量者所規(guī)定的觸發(fā)字相符合時，觸發(fā)邏輯分析儀，以便將需要分析的信息存儲下來。外形見圖9.10。

2023/12/833.（2）微機計算機開發(fā)系統(tǒng)在微機開發(fā)系統(tǒng)的控制下對被測系統(tǒng)中的CPU（中央處理單元）進行實時仿真，從而取得對被測系統(tǒng)實時控制。（3）特征分析儀它可從被測系統(tǒng)中取得4個信號，即啟動、停止、時鐘和數(shù)據(jù)信號，使被測電路在一定信號的激勵下運行起來。其中時鐘信號決定進行同步測量的速率。因此，可將一對信號“鎖定”在窗口上，觀察數(shù)據(jù)信號波形特征。特征分析儀外形見圖9.11。2023/12/834.（4）故障檢測儀這種新的數(shù)據(jù)監(jiān)測儀器根據(jù)各自出發(fā)點不同，具有不同的結(jié)構(gòu)和測試方法。（5）IC在線測試儀這是一種使用通用微機技術(shù)的新型數(shù)字集成電路在線測試儀器。它的主要特點是能對電路板上的芯片直接進行功能、狀態(tài)和外特性測試，確認(rèn)其邏輯功能是否失效。IC在線測試儀外形如圖9.12所示。

2023/12/835.2023/12/836.2023/12/837圖9.2數(shù)控機床點檢維修過程示意圖37.圖9.4測振儀外形（a）筆式測振儀（b）便攜式測振儀（c）袖珍式測振儀2023/12/83838.圖9.5故障檢測系統(tǒng)外形2023/12/83939.圖9.6紅外測溫儀外形2023/12/84040.圖9.7激光干涉儀的外形英國雷尼紹激光干涉儀微型激光干涉儀2023/12/84141.圖9.8短路追蹤儀外形2023/12/84242.圖9.9示波器外形2023/12/84343.圖9.10邏輯分析儀外形2023/12/84444.圖9.11特征分