《数控机床原理、结构与维修 第7章 数控机床的选用、安装和验收课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床原理、结构与维修 第7章 数控机床的选用、安装和验收课件（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数控机床原理、结构与维修,主编 张平亮,第7章数控机床的选用、安装和验收,7.1数控机床的选用7.2数控机床的安装、调试和运行7.3数控机床的验收,7.1 数控机床的选用,本节的主要内容： 1、典型零件的确定与机床类型的选择 2、数控机床规格的选择 3、数控机床精度的选择 4、数控机床所配备的数控系统的选择 5、数控机床的附件及工具的选用,7.1数控机床的选用,学习的目的与要求： 1、了解典型零件的确定与机床类型的选择 2、熟悉数控机床规格和精度所包含的主要内容 3、了解数控机床常见的控制系统和常用的附件、工具 重点与难点 1、理解数控机床重要精度（定位精度、重复定位精度、 铣圆度精度）等精度
2、指标 2、数控机床规格、机械结构的类型的选择 3、数控系统及功能的选择 4、机床的生产厂家及品牌的选择,7.1数控机床的选用,1、典型零件的确定与机床的选择 1）、箱体类零件（箱体、泵体、壳体）-卧式铣床、卧式镗床、卧式加工中心、多轴的数控卧式加工中心等 2）、板类零件（箱盖、壳体、平板凸轮）-立式铣床、立式加工中心、多轴的立式加工中心等 3）、轴类零件-数控车床、数控车削中心、数控外圆磨床等 4)、小深通孔、细长窄槽、直角内轮廓-数控线切割、数控电火花机床等特种加工设备,7.1数控机床的选用,2、数控机床的规格的选择 1)、工作行程范围及工作台的大小 2)、数控车床主轴的回转直径和夹持工件的
3、范围 3)、主电机变速类型、最大与最小速度功率和恒力矩的大小 4)、机床的的床身结构和导轨的类型 5)、进给电机的力矩、最大进给速度 6)、主轴和进给传动中轴承的类型、安装方法,7.1数控机床的选用,3、数控机床的精度 1）、定位精度 数控机床工作台或其他远动部件，实际远动位置与指令位置的一致程度，其不一致的差量即为定位误差。 2）、重复定位精度 指在相同的操作方法和条件下，在完成规定操作次数过程中得到结果的一致程度。,7.1数控机床的选用,3)、铣圆精度 (1)、铣圆精度综合反映了机床两轴联动时，伺服运动特性和控制系统的插补功能。对加工中心和数控铣床来说，铣圆精度反映工件轮廓加工（凸轮、模具
4、型腔）所能达到的最好加工精度。 (2)、测定铣圆精度的方法：用立铣刀先铣一个标准圆柱试件，中小型机床的试件直径为200300mm，大型机床则相应增大测试件的直径,7.1数控机床的选用,表7-1加工中心的精度比较,7.1数控机床的选用,4、数控系统的选择 1)、根据数控机床类型选择相应的数控系统 2)、根据加工精度的需要选择数控系统数控机床的加工精度较 高，但随着机床精度的提高，机床的制造成本也会大大地提高，因此要恰当地选择机床精度和与之相配套的数控系统。 3)、根据数控机床的设计指标选择数控系统在可供选择的数控系统中，其性能高低差别很大。 4)、根据数控机床的性能选择数控系统功能一个数控系统具
5、有许多功能可供选择。 。,7.1数控机床的选用,5)、选择数控系统应尽量集中购买少数几家公司的产品因为每一家公司生产的数控系统都需要有相应的操作者、维修者、维修备件、外联维修网络等一系列技术后勤支持条件，所以相对集中地购买少数几家公司的数控系统对以后长期使用和维修是有利的 6)、订购数控系统时要考虑周全订购时应把所需的系统功能一起考虑，不能遗漏，对于那些价格增加不多，但对使用会带来方便的功能，应当配置齐全，保证机床到位后可立即投入生产使用，切忌因漏订了一些功能而使机床功能降低或无法使用。,7.1数控机床的选用,5、数控机床驱动电动机的选择1)、进给驱动伺服电动机的选择原则上应根据负载条件来选择
6、伺服电动机。(1）、当机床做空载运行时，在整个速度范围内，加在伺服电动机轴上的负载转矩应在电动机连续额定转矩范围之内，即应在转矩速度特性曲线的连续工作区。(2)、最大负载转矩、加载周期以及过载时间都应在提供的特性曲线的允许范围以内。,7.1数控机床的选用,（3)、电动机在加速或减速过程的转矩应在加减速区(或间断工作区)之内。（4)、对要求频繁起动、制动以及周期性变化的负载，必须检查它在一个周期中的转矩均方根值，应小于电动机的连续额定转矩。（5)、加在电动机轴上的负载惯量大小对电动机的灵敏度和整个伺服系统精度惯量达到甚至超过转子惯量的3倍时，会使灵敏度和响应时间受到很大影响，甚至会使伺服放大器不
7、能在正常调节范围内工作，所以对这类惯量应避免使用。,7.1数控机床的选用,2)、主轴电动机的选择（1)、所选电动机应能满足机床设计的切削功率的要求。（2)、根据要求的主轴加减速时间计算出的电动机功率不应超过电动机的最大输出功 （3)、在要求主轴频繁起动、制动的场合，必须计算出平均功率，其值不能超过电动机连续额定输出功率。,7.1数控机床的选用,（4)、在要求恒表面速度控制的场合，则恒表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率这两者之和应在电动机能够提供的功率范围之内。6.自动换刀装备(ATC)、自动交换工作台(APC)和刀 柄的选择配置 1)、ATC的选择自动换刀装置(ATC)的工作质量直接影响
8、到数控机床投入使用的质量，ATC的主要质量指标为换刀时间和故障率。 （1)、刀柄型号。 （2)、换刀时间。 （3)、刀库容量。,7.1数控机床的选用,（4)最大刀具质量。 2)、APC自动交换工作台自动交换工作台是在主机上配置的附件，配置的数量有2、4、6、10个等，除双交换工作台以外，主要用柔性制造单元配置。 3)、刀柄和刀具的选择在主机和自动换刀装置(ATC)确定后，要选择所需的刀柄和刀具(刃具)。（1)选用整体式刀柄还是选用模块式刀柄。（2)根据机床上典型零件的加工工艺来选择刀柄。（3)刀柄配置数量。,7.1数控机床的选用,（4)注意所选刀柄的柄部形式是否正确。（5)尽量选用加工效率较高
9、的刀柄和刀具。（6)复合刀柄的选用。 （7)注意单刃钻孔工具的键槽方位。（8)注意刀具与刀柄的配套问题。7.数控机床选择功能及附件的选择8.技术服务,7.2数控机床的安装、调试和运行,图7-1数控机床的安装、调试工作内容及步骤,7.2.1数控机床的安装,7.2数控机床的安装、调试和运行,对于小型数控机床，这项工作比较简单，机床到位固定好地脚螺栓后，应可以联接机床总电源线，调整机床水平。大、中型数控机床的安装比较复杂，一般都是解体后分别装箱运输的，到用户后要进行组装和重新调试。现以组装数控机床为例介绍安装过程。1.数控机床的基础处理和初就位2.机床部件的组装3.机床电源的检查(1)电源电压和频率
10、的确认检查电源输入电压是否与机床设定相匹配，频率转换开关是否置于相应位置。(2)电源电压波动范围的确认检查电源电压波动是否在数控系统允许范围内，否则需要配置相应功率的交流稳压电源。,7.2数控机床的安装、调试和运行,(3)输入电源相序的确认检查伺服变压器原边中间抽头和电源变压器副边抽头的相序是否正确，否则接通电源时会烧断速度控制单元的熔丝。(4)检查直流电源输出端对地是否短路数控系统内部的直流稳压单元提供+5V、24V等输出端电压，如有短路现象则会烧坏直流稳压电源，通电前要用万用表测量输出端对地的阻值，如发现短路必须查清原因并予以排除。(5)检查直流电源输出电压用数控柜中的风扇是否旋转来判断其
11、电源是否接通。(6)检查各熔断器电源主线路、各电路板和电路单元都有熔断器装置。4.数控系统的联接,7.2数控机床的安装、调试和运行,(1)外部电缆的联接数控系统外部电缆的联接是指数控装置与MDICRT单元、强电柜、机床操作面板、进给伺服电动机和主轴电动机动力线、反馈信号线的联接等，这些联接必须符合随机提供的联接手册的规定。(2)电源线的联接数控系统电源线的联接是指数控柜电源变压器输入电缆的联接和伺服变压器绕组抽头的联接。5.参数的设定和确认(1)短接棒的设定在数控系统的印制电路板上有许多待联接的短路点，可以根据需要用短接棒进行设定，用以适应各种型号机床的不同要求。1)控制部分印制电路板上的设定
12、。2)速度控制单元电路板上的设定。,7.2数控机床的安装、调试和运行,3)主轴控制单元电路板上的设定。(2)参数的设定数控系统的许多参数(包括可编程序控制器参数)能够根据实际需要重新设定，以使机床获得最佳的性能和最方便的状态。(3)确认数控系统与机床间的接口完成上述步骤，可以认为数控系统已经调整完毕，具备了机床联机通电试机的条件。6.通电试机7.2.2数控机床的调试和运行1.数控机床精度和功能调试2.机床运行试验,7.3数控机床的验收,7.3.1数控机床外观的检查机床外观的检查，是指机床出厂经运输部门运送到用户后，在进行实地安装前进行的一种直观性检查。它包括对机床各种防护罩、油漆质量、照明、电
13、线和气、油管走线的固定防护等进行检查；对数控柜、操作控制面板的外观检查。通过检查可以及早发现问题，分清责任，避免不必要的损失。7.3.2数控机床精度的验收1.机床的几何精度检查1)工作台面的平面度误差。2)各坐标方向移动的相互垂直度误差。3)X，Y坐标方向移动时工作台面的平行度误差。4)X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度误差。,7.3数控机床的验收,5)主轴的轴向窜动误差。6)主轴孔的径向圆跳动误差。7)主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度误差。8)主轴回转轴心线对工作台面的垂直度误差。9)主轴箱在Z坐标方向移动的直线度误差。2.机床定位精度的检查1)直线运动定位精度(包括X、Y
14、、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)直线运动矢动量(反向间隙)的测定。5)回转运动定位精度(转台A、B、C轴)。6)回转运动重复定位精度。,7.3数控机床的验收,7)回转轴原点的返回精度。8)回转运动矢动量(反向间隙)的测定。3.机床切削精度的检查1)镗孔精度。2)面铣刀铣削平面的精度(X-Y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。1)箱体调头镗孔的同轴度误差。2)水平转台回转90铣四方加工精度。4.机床性能及数控系统性能检查,7.3数控机床的验收,(1)主轴系统性能的检查用手动方式选择高、
15、中、低三个主轴转速，连续进行5次正、反转的起动和停止动作，试验主轴动作的灵活性和可靠性。(2)进给系统性能的检查分别对各坐标进行手动操作，试验正、反向的低、中、高速进给和快速移动的起动、停止、点动等动作的平衡性和可靠性。(3)自动换刀系统的检查检查自动换刀的可靠性和灵活性，包括手动操作及自动运行时刀库装满各种刀柄条件下的运行平稳性，机械手抓取最大允许质量刀柄的可靠性，刀库内刀号选择的准确性等。(4)机床噪声的检查机床空运转时总噪声不得超过标准规定的80dB。,7.3数控机床的验收,(5)电气装置的绝缘检查在机床运转试验前、后要分别进行一次绝缘检查，检查接地线的质量，确认绝缘的可靠性。(6)数字
16、控制装置的检查检查数控柜的各种指示灯，检查纸带阅读机、操作面板、电气柜冷却风扇和密封性等动作及功能是否正常可靠。(7)安全装置的检查检查对操作者的安全性和机床保护功能的可靠性。(8)润滑装置的检查检查定时定量润滑装置的可靠性，检查润滑油路有无渗漏，到各润滑点的油量分配等功能和可靠性。(9)气、液装置的检查检查压缩空气和液压油路的密封、调压功能及液压油箱的正常工作情况。,7.3数控机床的验收,(10)附属装置的检查检查机床各附属装置机能的工作可靠性，如切削液装置能否正常工作，排屑器的工作质量，冷却防护罩有无泄漏，APC交换工作台工作是否正常，试验带重负载的工作台面自动交换，配置接触式测头的测量装置能否正常及有无相应的测量程序等。(11)数控系统使用功能的检查按照机床数控系统说明书，用手动或自动编程的检查方法，逐项检查系统主要的使用功能。(12)连续无载荷运转机床长时间连续运行(一般为816h)是检查整台机床自动实现各种功能可靠性的有效办法。主轴的转动要包括机床标称的最低、中间及最高转速在内五种以上速度的正、反转及停止等运动。,7.3数控机床的验收
