1、2021-11-131第九章第九章 數控機床的調試驗收及與維護數控機床的調試驗收及與維護9 9.1 .1 數控機床的調試與驗收數控機床的調試與驗收9 9.2 .2 數控機床的管理與維護數控機床的管理與維護9 9.3 .3 數控機床故障診斷及維修常用儀器數控機床故障診斷及維修常用儀器第1頁/共51頁2021-11-1329.1 9.1 數控機床的調試與驗收數控機床的調試與驗收 9.1.1 9.1.1 數控機床調試驗收的必要性與常用標準數控機床調試驗收的必要性與常用標準 1.數控機床調試驗收的必要性 新機床檢驗的主要目的是為了判別機床是否符合其技術指標，判別機床能否按照預定的目標精密地加工零件。只

2、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。對于安置在生產線上的新機床，還需通過對工序能力和生產節拍的考核來評判機床的工作能力。 2.數控設備調試驗收的常見標準 數控機床調試驗收應當遵循一定的規范進行，數控機床驗收的標準有很多，通常按性質可以分為兩大類。 1）通用類標準 2）產品類標準。 第2頁/共51頁2021-11-1339.1.2 9.1.2 數控機床的總體安裝數控機床的總體安裝 1環境條件 2供電系統及電網電壓 3數控機床初就位 4數控機床連接 部件組裝完成后，進行電纜、油管和氣

3、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。第3頁/共51頁2021-11-134 9.1.3 9.1.3 數控系統的連接與調整數控系統的連接與調整 1數控系統的開箱檢查 檢查包括系統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。還應檢查數控柜內各插件有無松動。 2外部電纜的連接 外部電纜連接

4、是數控裝置與外部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生器等的連接。 3數控系統電源線的連接 應在切斷數控柜電源開關的情況下連接數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，尤其是進口的數控設備與數控機床更要注意這一點。 第4頁/共51頁4設定確認 1）確認控制部分印制電路板上的設定 2）確認速度控制單元印制電路板上的設定 3）確認主軸控制單元印制電路板上的設定5輸入電源電壓、頻率及相序的確認 （1）檢查確認變壓器的容量是否滿足控制單元和伺服系統的電能消耗。 （2）檢查電源電壓波動范圍

5、是否在數控系統允許的范圍內。 （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。52021-11-13第5頁/共51頁 6確認直流電源單元電壓輸出端對地是否短路 7接通數控柜電源，檢查各輸出電壓 8確認數控系統內各種參數的設定 9確認數控系統與機床側的接口 完成以上步驟，可以認為數控系統已經調整完畢，具備了與機床聯機通電試車的條件。此時，可以切斷數控系統電源，連接電動機的動力線，恢復報警的設定。62021-11-13第6頁/共51頁2021-11-1379.1.4 9.1.4 數控機床的開機調試步驟數控機床的開機調試步驟 1通電前的外觀檢測 第1步：機床電器檢

6、測 第2步：CNC電箱檢查 第3步：接線質量的檢測 第4步：電磁閥檢查 第5步：限位開關檢測 第6步：操作面板上按鈕及開關檢查 第7步：地線檢查 第8步：電源相序檢查第7頁/共51頁2021-11-1382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：觀察有無漏油現象第8頁/共51頁3CNC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參數第15步：各坐標點動正反操作第16步：回零操作試驗第17步：手動變速試驗第18步：手動導軌潤滑試驗第19步：快進試驗2021-11-139第9頁/共51頁4手動輸入數據（MDI）試驗

7、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外圍設備實驗第27步：外圍設備的PPR實驗第28步：外圍設備的READER輸入實驗至此，開機調試完畢。數控機床驗收流程如圖9.1 所示。2021-11-1310第10頁/共51頁2021-11-1311 9.1.5 9.1.5 數控機床的調整與驗收數控機床的調整與驗收 （1）精調床身的水平，找正水平后移動床身的各運動部件 （立柱、溜板和工作臺等）觀察各坐標全行程內機床的水平變化，并相應調整機床幾何精度。

8、（2）調整機械手與主軸、刀庫的相對位置。 （3）帶APC交換工作臺的機床要調整托盤站與交換臺面的校對位置。 （4）檢查數控系統和PLC裝置中參數設定值是否符合隨機資料中規定數據，試驗各主要操作功能、安全措施、常用指令執行情況等。 （5）檢查輔助功能及附件的正常工作 機床調整完成后，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。 第11頁/共51頁 （1）機床的幾何精度檢驗 機床的幾何精度是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。其檢測項目主要有： X、Y、Z 軸的相互垂直度。 主軸回轉軸線對工作臺面的平行度。 主軸在Z 軸方向移動的直線度。 主軸軸向及徑向

9、圓跳動。 （2）機床的定位精度檢驗 數控機床的定位精度是測量機床各坐標軸在數控系統控制下所能達到的位置精度。其內容有： 各進給軸直線運動精度。 直線運動重復定位精度。 直線運動軸機械回零點的返回精度。 刀架回轉精度。122021-11-13第12頁/共51頁 （3）機床的切削精度檢驗 機床的切削精度檢驗，又稱為動態精度檢驗，其實質是對機床的幾何精度和定位精度在切削時的綜合檢驗。其內容可分為單項切削精度檢驗和綜合試件檢驗。 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。 綜合試件檢驗：根據單項切削精度檢驗的內容，設計一個具有包括

10、大部分單項切削內容的工件進行試切加工，來確定機床的切削精度。132021-11-13第13頁/共51頁9.2 9.2 數控機床的管理與維護數控機床的管理與維護 9.2.1 9.2.1 數控機床的維修管理數控機床的維修管理 1維修管理內容 （1）選擇合理的維修方式 （2）建立專業維修組織和維修協作網 （3）備件國產化2021-11-1314第14頁/共51頁2021-11-13152數控機床維修的安全規程（1）維修前的準備工作 機床發生故障后，維修人員應立即到現場檢查需維修的內容。 根據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。 若需與其他部門配合，應事先聯系好。

11、 準備好維修用的消耗備件，如密封圈、軸承、潤滑脂、機油等。 所需儀器和工具應處于良好的工作狀態。第15頁/共51頁2021-11-1316（2）維修過程中的注意事項機械方面： 在醒目地方樹立“機床正在維修”的標志。 保證有足夠的場地；使用適當的儀器和工具。 不得將工具或零件放在機床的滑動面上。 裝卸超過20kg以上重物，應2人以上搬抬或用吊車裝卸。 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。 按規定使用鋼絲繩，以適應所搬物的重量。 如果與他人合作，一定要征得同意后方可進行。 高處作業需采用梯子或站臺；工作場地應提供良好的照明。 只能使用規定的液壓油、潤滑油或其他性能相

12、同的產品。第16頁/共51頁2021-11-1317電氣方面： 電氣維修必須由專門負責電氣維修的人承擔。 維修期間，如果接通電源可能出現事故，則必須使電源開關處于OFF位置，并在電源開關上方樹立“不許通電”的標志。 不得用濕手操作電氣線路及開關等。 不得隨意更改電路或其他調整用電位置。 通電測試時，注意何處高壓危險。 不得使電氣裝置受到沖擊和震動，不得向連接器件部分加以強力。 一定要使用規定的熔斷器和電線。第17頁/共51頁2021-11-1318(3)維修工作完成后的注意事項 再次檢查維修的各部件，確保機床能正常工作。 處理好無用的零件和廢油。 機床外觀及場地清理完畢后，將機床交給操作者予以

13、驗收。 記錄好維修工作的各環節和處理結果。第18頁/共51頁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）液壓系統維護5）啟動系統維護192021-11-13第19頁/共51頁4數控系統的維護1）嚴格遵守操作規程和日常維護制度2)應盡量少開數控柜和強電柜的門 3）定時清掃數控柜的散熱通風系統4）經常監視數控體統的電網電壓5）定期更換存儲器用電池6）數控系統長期不使用時的維護7）備用電路板的維護8）做好維修前的準備工作202021-11-13第20頁/共51頁 9.2.2 9.2.2 數控機床維護與保養的點檢管理數控機床維護與保養的點檢管理 數控機床的點

14、檢是開展狀態監測和故障診斷工作的基礎，主要包括下列內容： （1）定點：確定一臺數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現。 （2）定標：對每個維護點要逐個制訂標準，例如間隙、溫度、壓力、流量、松緊度等，都要有明確的數量標準，只要不超過規定標準就不算故障。 （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定。每個點可能要檢查一項，也可能檢查幾項。2021-11-1321第21頁/共51頁2021-11-1322 （5）定人：由誰進行檢查，是操

15、作者、維修人員還是技術人員。 （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：檢查要詳細做紀錄并按規定格式填寫清楚。 （9）處理：檢查中間能處理的要及時處理，并記錄處理結果。不能處理的，要及時報告有關人員，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分析。找出薄弱“維護點”即故障率高的點或損失大的環節，提出意見，交設計人員進行改進設計。第22頁/共51頁 數控機床的點檢可分為日常點檢和專職點檢兩個層次。日常點檢負責對機床的一般部件進行點檢、處理和

16、檢查機床在運行過程中出現的故障，由機床操作人員進行。專職點檢負責對機床的關鍵部位和重要部件按周期進行重點點檢和設備狀態檢測和故障診斷制定點檢計劃，做好診斷記錄，分析維修結果，提出改善設備維護管理的建議，由專職維修人員進行。 從點檢的要求和內容上看，點檢可分為專職點檢、日常點檢和生產點檢三個層次,數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，數控車床維護與保養一覽如表9-2所示。2021-11-1323第23頁/共51頁9.3 9.3 數控機床故障診斷及維修常用儀器數控機床故障診斷及維修常用儀器 9.3.1 9.3.1 數控機床維修常用工具數控機床維修常用工具

17、 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。2021-11-1324第24頁/共51頁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：有帶標準錐柄檢驗棒、圓柱檢驗棒和專用檢驗棒。(4)杠桿千分尺：當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：用來測量工件內外角

18、度的量具，按其游標讀數值可分為2和5兩種，按其尺身的形狀分為圓形和扇形兩種。2021-11-1325第25頁/共51頁 9.3.2 9.3.2 數控機床故障診斷與維修常用儀表數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、軸線與導軌的平行度、導軌的直線度、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，如內孔跳動、鍵槽等。使用時應注意使測量運動方向與測頭中心垂直，以免產生測量誤差。 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

19、 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。 2021-11-1326第26頁/共51頁 5水平儀 用來測量導軌在垂直面內的直線度、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式水平儀和電子水平儀。水準式水平儀有條式水平儀、框式水平儀和合像水平儀三種結構形式。 6光學平直儀 在機械維修中，常用來檢查床身導軌在水平面內和垂直面內的直線度、檢驗用平板的平面度。 7經緯儀 常用于數控銑床和加工中心的水平轉臺和萬能轉臺的分度精度的精確測量，通常與平行光管組成光學系統來使用。 8轉速表 轉速表常用于測量伺服電動機的轉速，

20、是檢查伺服調速系統的重要依據之一，常用的轉速表有離心式轉速表和數字式轉速表等。轉速表外形如圖9.3 所示。 9萬用表 10相序表 11邏輯測試筆272021-11-13第27頁/共51頁 9.3.3 9.3.3 數控機床故障診斷與維修常用儀器數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 如圖9.5是某公司開發的故障檢測系統，其實時振動分析故障診斷軟件可以通過振動分析診斷設備機械類故障，交流感應電機診斷專家系統借助電流頻譜自動診斷交流感應電機轉子故障及

21、動態偏心故障，動平衡軟件則幫助失衡轉子實現現場動平衡。2021-11-1328第28頁/共51頁 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換成對其輻射功率的測量，采用紅外探測器和相應的光學系統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，可完成各項參數的測量，如線形位置精度、重復定位精度、角度、直線度、垂直度、平行度及平面度等。其外形見圖9.7。2021-11-1329 第29頁/共51頁 5短路追蹤儀 短

22、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系，可以測量測速發電動機的輸出信號，其頻帶寬度在5MHz 以上，兩個通道。調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。 2021-11-1330第30頁/共51頁 7PLC編程器 不少數控系統的PLC控制器必須使用專用的編程器才能對其進行編輯、調試、監控和檢查，如SIEMENS的PG710、PG750、P

23、G685，OMRON的GPC01-GPC04等。這些編程器可以對PLC程序進行編輯和修改，監視輸入和輸出狀態及定時器、移位寄存器的變化值。在運行狀態下修改定時器和計數器的設置值，可強制內部輸出，對定時器、計數器和移位寄存器進行置位和復位等。帶有圖形功能的編程器還可顯示PLC梯形圖。2021-11-1331第31頁/共51頁 8數域測試儀器 主要用來對數控系統的故障進行診斷，常用的數域測試儀器有： （1）邏輯分析儀， 按多線示波器的思路發展而成，但它在測量幅度上已按數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字量化。因此可以測得一系列的數字信息，再配以存儲器及相應

24、的觸發機構或數字識別器，使多通道上同時出現的一組數字信息與測量者所規定的觸發字相符合時，觸發邏輯分析儀，以便將需要分析的信息存儲下來。外形見圖9.10。 2021-11-1332第32頁/共51頁 （2）微機計算機開發系統 在微機開發系統的控制下對被測系統中的CPU（中央處理單元）進行實時仿真，從而取得對被測系統實時控制。 （3）特征分析儀 它可從被測系統中取得4 個信號，即啟動、停止、時鐘和數據信號，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，觀察數據信號波形特征。特征分析儀外形見圖9.11。2021-11-13第33頁/共5

25、1頁 （4）故障檢測儀 這種新的數據監測儀器根據各自出發點不同，具有不同的結構和測試方法。 （5）IC在線測試儀 這是一種使用通用微機技術的新型數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、狀態和外特性測試，確認其邏輯功能是否失效。IC在線測試儀外形如圖9.12所示。 2021-11-1334 第34頁/共51頁2021-11-1335第35頁/共51頁2021-11-1336圖9.2 數控機床點檢維修過程示意圖第36頁/共51頁圖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2021-11-1337第37頁/共51頁圖9.5 故障檢測系統外形2021-11-1338第38頁/共51頁圖9.6紅外測溫儀外形2021-11-1339第39頁/共51頁圖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2021-11-1340第40頁/共51頁圖9.8 短路追蹤儀外形2021-11-1341第41頁/共51頁圖9.9 示波器外形2021-11-1342第42頁/共51頁圖9.10 邏輯分析儀外形2021-11-1343第43頁/共51頁圖9.11 特征分析儀外形2021-11-1344第44頁/共51頁圖9.12 IC在