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1、数控机床维修授课人： 1.2 数控机床的验收 在数控机床到达用户方，完成初次的调试验收工作后，并不 意味着调试工作的彻底结束。在实际的生产企业中，常常采用这 样的设备管理方法：安装调试完成后，设备投入生产加工中，只 有等到设备加工精度达不到最初的要求时，才发现问题停工进行 相应的再调试。这样造成很多企业无法接受这类的停工造成的损 失。所以在日常的工作中，用户往往会忽视了以下几方面的问题 ：1、新机通过运输环节到达现场，由于运输过程中产生的振动和变 形，其水平基准与出厂检验时的状态已完全两样，此时机床的性 能与几何精度与其在出厂检验时的精度产生偏差。2、即使不计运输环节的影响，机床水平的调整也会
2、对相关的几何 精度项目产生影响。3、气压、温度、湿度等外部条件发生改变，也会对位置精度产生 影响。这些问题都会对机床的性能、几何精度、位置精度造成影响 ，故机床安装调试后的验收必不可少。验收的主要目的是为了判别机床是否符合其技术 指标，判别机床能否按照预定的目标精密地加工零 件。验收流程分为以下几个环节： 一、开箱检验和外观检查检验的主要内容是： 装箱单； 核对应有的随机操作、维修说明书、图样资料、合格证等技术文件 ； 按合同规定，对照装箱单 清点附件、备件、工具数量、 规格及完好情况； 检查主机、数控柜、操作台等有无明显的碰撞损伤、变形、受潮、锈蚀，并逐项如实填写“设备开箱验收登记卡”存档。
3、 二、 机床性能及数控功能的检验 1机床性能的检验（1）主轴系统性能 可做低、中、高速运转。主轴定心轴承处测量温度和温升 。 主轴转速和进给量的实际偏差，不应超过标牌指示值2 +6。 机床主传动系统的空运转功率（不包括主电机的空载功率） 不应超过设计文件的规定。 对主轴连续进行不少于5次的锁刀、松刀和吹气动作试验，动 作应灵活、可靠、准确。 用中速连续对主轴进行10次的正、反转的起动、停止（包括 制动）和定向操作试验，动作应灵活、可靠。 无级变速的主轴至少应在低、中、高的转速范围内，有级变 速的主轴应在各级转速进行变速操作试验，动作应灵活、可靠 。（2）进给系统性能分别对各坐标进行手动操作，检
4、验正、反方向的低、 中、高速的进给运动的起动、停止、点动等动作的平稳 性和可靠性，并检查回原点的准确性和可靠性。软、硬 限位是否可靠。软限位：通过手动操作限制运动，超过位置而停止。硬限位：电器强制控制。如限位开关（3）自动换刀（ATC）系统换刀的可靠性和灵活性及换刀时间（4）机床噪声总噪声不得超过标准（80dB）（5）数控装置各种指示灯可靠性（6）安全装置电压过载保护，行程极限保护等安全性（7）气、液装置压缩空气和液压油路的密封等工作情况（8）附属装置 2数控功能的检验 指令功能：指令的功能实现及准确性 操作功能：检验回原点、进给倍率、急停等功能准确性 CRT显示功能：显示位置、程序、菜单能及
5、编辑等功能准确性检验的最好办法是自编一个考机程序，空载运行16小时 三、 机床精度的检验 几何精度、定位精度和切削精度。1机床几何精度的检验（静态精度检验） 数控机床的几何精度是综合反映该机床的各关键零部件及其组装后的几何形状的误差、坐标轴相互垂直度、台面平行度，主轴轴向、径向跳动。 机床几何精度检验的常用检测工具：精密水平仪精密方箱直角尺平行尺平行光管千分表测微仪高精度检验棒 注意：机床几何精度检测必须在机床精调之后一次完成，不允许调整一项检 测一项，因为几何精度有些项目是相互联系相互影响的。 2机床定位精度的检验 机床定位精度是指机床的移动部件，沿某一数控坐 标轴方向移动一段距离时，实际值
6、与给定值的接近程度 。主要检测以下内容：定位精度主要检测以下内容： 各直线运动轴的定位精度和重复定位精度； 直线运动各轴机械原点的复归精度； 直线运动各轴的反向误差（直线运动失动量）； 回转运动（回转工作台）的定位精度和重复定位 精度； 回转运动的反向误差； 回转轴原点复归精度。（1）直线运动定位精度检验 在机床和工作台空载条件下进行。用激光干涉仪测量定位精度 。（2）直线运动重复定位精度检验 靠近各坐标行程中点及两端的任意三个位置进行测量 。（3）直线运动的原点返回精度检验 与重复定位精度相同。（4）直线运动的反向误差检验 各机械运动传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映。 （5）回转工
7、作台的定位精度检验 对0、90、180、270等几个直角等分点作重点测量 。 （6）回转工作台的重复分度精度检验 在正、反方向转动下进行检测。 （7）回转工作台的原点复归精度检验3机床切削精度的检验数控机床切削精度是一项综合精度，反映了机床的几何精度 和定位精度等各种因素造成的误差和计量误差。 切削精度检验可分为： 单项加工精度检验 加工一个标准的综合性试件精度检验对数控车床切削精度的检验外圆车削（直径、圆度）端面车削（平面度）螺纹车削（螺纹误差）卧式加工中心切削精度检验内容： 镗孔精度-圆度、圆柱度 端铣刀铣平面精度-平面度、阶梯差 端端铣刀铣侧面精度-垂直度、平行度 镗孔孔距精度X轴方向、
8、 Y轴方向、对角线方向、 孔径偏差 立铣刀铣四周面精度直线度、平行度、厚度差、 垂直度 6）两轴联动铣削直线精度直线度、平行度、垂直度 7）立铣刀铣削圆弧精度圆度4分析数控机床几何精度与定位精度对切削精度的影响 要保证切削精度，就必须要求机床的几何精度和定位精度的实际误差要比允差小。 小结：了解数控机床的安装、调试过程了解数控机床的验收项目熟悉一台数控车床从安装到验收的过程熟悉数车的基本结构，认识电气柜内的电气元件找出电气柜以下元件：全数字交流伺服驱动变频器隔离变压器控制变压器制动电阻分断器断路器继电器三相交流灭弧器数控车床的维修实作课项目内容：第2章 数控机床机械结构2.1 数控车床结构2.
9、2 滚珠丝杠和滚动导轨2.3 加工中心结构2.4数 控 铣 床 结 构2.5数控机床伺服系统2.1 数控车床结构数控机床的组成部件大致可以分为机械和电气控制两部分，机械部分通常称之为机床本体，它由主运动系统、进给系统、自动换刀系统和支撑系统所组成。 数控车床组成 1主轴（床头箱） 2. 进给传动系统 3转塔刀架 4刀架滑板 5尾座 6床身 7底座一、主轴组件图2.7 CK6136数控车床主轴组件 1，2，3，4，5均为角接触球轴承 二、进给传动系统部件1、数控机床进给传动系统布置形式水平布置和垂直布置水平布置时和普通机床布置形式相同，大多采用滚珠丝杠取代滑动丝 杠。布置形式有： 一端装推力轴承
10、 两端装推力轴承 一端装推力轴承、另一端装深沟球轴承 两端装推力轴承及深沟球轴承 数控机床与普通机床进给传动系统结构布置的不同之处：数控机床进给传动链首端件是伺服电动机 传动机构大多采用滚珠丝杠取代滑动丝杠 垂直布置的进给传动系统结构中，设置有制动装置 齿轮副采用了消除齿轮啮合间隙结构2、 数控机床伺服系统 伺服系统是以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，是一种位置随动系统。数控机床的伺服系统有两种，即进给伺服系统与主轴伺服系统。 （1）、 数控机床对伺服系统的要求a进给调速范围宽 最高转速与最低转速之比。 b位置精度高 保证数控机床的定位精度和进给跟踪精度。闭环伺服系统的分辨率可以达
11、到1m，数控装置的分辨率可以达0.1m 。c速度响应快d低速大转矩 伺服驱动系统在低速进给时，要有大的输出转矩。 (2)、直流伺服电机分类及特点直流伺服电动机 小惯量直流电动机 转动惯量小 机电时间常数小 低速平稳，无爬行现象，换向性能好 宽调速直流伺服电动机 又叫大惯量直流电动机，调速范围宽，可直接驱动滚珠丝杠， 减少了传动损失及传动误差，提高了传动精度 低速性能好，转矩大，可和机床丝杠直接连接 转子惯量大 过载性能好 用永久磁铁作为磁极，提高了电机效率，在重切削过载情 况下，加减速特性好 缺点：尺寸较大，容量和使用环境受限，电刷和整流子要经常 维修图 永磁式直流宽调速伺服电动机 交 流 伺
12、 服 电动机 是近年发发展起来的新型伺服电电机。克服了直流电电 机电电刷和整流子易于磨损，需经常维护，要经经常维维修 ，尺寸较较大，容量和使用环环境受到限制；换向时换向 器会产生火花， 直流电机结构复杂，制造困难等缺点 ， 交流电机的输出功率可比直流电机提高1070 。此外，交流电机的容量可比直流电机做得大。 永磁式交流伺服电机结构：永磁式交流伺服电机由定子、转子和检测元件三部分组 成。如下图所示。 永磁式伺服电机的性能 永磁式伺服电机的性能可用转矩速度特性曲线描述。 高可靠性。 主要损耗在定子绕组与铁心上，故散热容易，便于安装时采 取热保护措施；而直流电机损耗主要在转子上，散热困难。 转子惯
13、量小，其结构允许高速工作。 体积小、质量轻。图4.26 永磁交流伺服电机横截面 2.2 滚珠丝杠和滚动导轨滚珠丝杠副可以将旋转运动变为直线运动 。 2.2.1 滚珠丝杠副 1滚珠丝杠螺母副的特点：传动效率高 传动灵敏，不易产生爬行 随动精度和定位精度高 同步性好 传动具有可逆性 磨损小，使用寿命长 施加预紧后，可消除轴向间隙，反向时无空程，轴向运动精度和刚 度高图2.28 滚珠丝杠副 1反向器；2螺母；3丝杠；4滚珠2滚珠丝杠副结构特征 单圆弧型面如图 （a）所示 双圆弧型面如图 （b）所示 （a）单圆弧 （b）双圆弧 图 螺纹滚道型面3、滚珠丝杠螺母副的结构形式 外循环 内循环 常用的滚珠循
14、环方式有外循环和内循环两类。 图 外循环示意图 （a）螺旋槽式：1套筒；2螺母；3滚珠；4挡珠器；5丝杠 （b）插管式：1弯管；2压板；3丝杠；4滚珠；5滚道图 内循环示意图 1凸键；2、3反向键4、滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法垫片调整法 螺母调整法 齿差式调整法双螺母垫片调隙式结构 图2.32 双螺母垫片调隙式结构 双螺母螺纹调隙式结构 图2.33 双螺母螺纹调隙式结构 1、2锁紧螺母 双螺母齿差调隙式结构 图2.34 双螺母齿差调隙式结构 2.5.2 滚动导轨 数控机床上常用的滚动导轨有下面介绍的两种。 1滚动导轨块 2直线滚动导轨 直线滚动导轨是一种导轨和滑块配套使用的滚动导轨 。
