數(shù)控機床選用

一、數(shù)控機床的選用1、 確定加工工件：每一種機床都有其最佳加工的典型零件。2、 機床規(guī)格的選擇：應(yīng)根據(jù)被加工典型工件大小尺寸選用相應(yīng)規(guī)格的數(shù)控機床。主要規(guī)格：工作臺尺寸、各個數(shù)控坐標軸的行程范圍的主軸電動機功率。選用工作臺尺寸應(yīng)保證工件在上面能順利裝夾，被加工工件的加工尺寸應(yīng)有各坐標有效行程內(nèi)。機床承載力。3、 機床精度的選擇：選擇機床精度等級應(yīng)根據(jù)被加工工件關(guān)鍵部位加工精度的要求來確定批量生的零件實際加工出的精度值一般為機床定位精度的1.5?2倍。數(shù)控機床精度：1）直線定位精度和重復(fù)定位精度（反映了該軸在全行程內(nèi)任意點定位穩(wěn)定性，衡量該項控制軸能否穩(wěn)定工作的基本指標）綜合反映了該軸各運動部件的綜合精度；2）銑圓精度是綜合評價數(shù)控機床有關(guān)數(shù)控軸的伺服跟隨運動特性和數(shù)控系統(tǒng)插補功能的指標。（測量銑圓精度的方法是用一把精加工立銑刀銑削一個標準的圓柱試件，中小型機床圓柱試件的直徑一般在^200?中300啞左右。將銑削后加工得到的標準圓柱試件放到圓度儀上，測出加工圓柱的輪廓線，取出最大包絡(luò)圓和最小包絡(luò)圓，兩者的半徑差即為其精度。）中脈沖當量的概念：按不同精度等級的數(shù)控機床的要求，脈沖當量通常為0.01?0.0005啞/脈沖。一般中小小型數(shù)控機床（非精密型）的加精度值約為脈沖當量的10倍，因此數(shù)機床的加工精度通常為0.1?0.005mm。一般情況下定位精度通常是加工精度的1/2?1/3,因此數(shù)控機床的定位精度通常為0.05?0.0025mm。而重復(fù)定位精度通常是定位精度的1/2?1/3，因此數(shù)控機床的重復(fù)定位精度通常為0.025?0.001mm。對于較大尺寸的零件加工的數(shù)控機床一般注重定位精度，而對中小型零件在考核加工尺寸的一致性時一般更注重重復(fù)定位精度。4、 自動換刀裝置（ATC）和刀庫容量的選擇ATC的工件質(zhì)量主要表現(xiàn)為換刀時間和故障率。5、 數(shù)控系統(tǒng)的選用第二節(jié)加工中心的安裝工藝論證一一機床訂購一一機床預(yù)驗收——運抵工廠一一最終驗收一一交付使用一、 機床安裝前的準備工作根據(jù)機床安裝地基圖、安裝技術(shù)要求及整機用電量等有關(guān)資料，并結(jié)合有關(guān)國家要求做好機床安裝基準。要求：1）電網(wǎng)電壓波動應(yīng)在+10%?-15%之間，否則應(yīng)調(diào)電網(wǎng)電壓或配配置穩(wěn)壓器；2） 遠離各種干擾源，其距離大于500m；3） 不在太陽直射地方，環(huán)境溫度應(yīng)符合機床說明書，不能放在有粉塵的車間。二、 機床的初就位1、 檢查包裝箱是否完好無損，如有應(yīng)通知發(fā)貨單位，會同運輸部門查明原因分清責任，必要時還需商查部門協(xié)調(diào)解決。2、 拆箱后首先找出隨機文件資料，按其裝箱單一一清點。實物與裝箱單是否相符。若合同規(guī)定由制造廠安裝調(diào)試，應(yīng)及時通知制造廠來進行完成此項工作。3、 拼裝成整機：：先將機床各個部件在地基上分別就位，找正安裝基準面。清潔各導(dǎo)軌，上潤滑油；機床各零部件按圖樣分別安裝到主機上；組裝時時原來的定位銷、定位塊等定位元件；電纜、油管和氣管的連接（過程中注意）和就位固定；三、數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)整1、 數(shù)控系統(tǒng)的開箱檢查檢查內(nèi)容：系統(tǒng)本體和與之配套的進給速度控制單元和伺服電機、主軸控制單元和主軸電機。檢查它們的包裝是否完整無損，實物與訂單是否相符；數(shù)控柜內(nèi)各插件有無體松動，接觸是否良好。2、 數(shù)控系統(tǒng)的連接范圍?CNC與電源的聯(lián)接；ICNC與CRT/MDI面板連接；CNC與位置編碼器的連接；CNC與手搖脈沖發(fā)生器連接；CNC與I/O驅(qū)動的連接；CNC與盒式軟磁帶的連接；CNC與伺服驅(qū)動裝置的連接；CNC與主驅(qū)動器的連接；3、信號規(guī)定、信號地址表及信號明細表（1）輸入信號和規(guī)定針對數(shù)控系統(tǒng)與機床之間的往來信號1）直流電流輸入信號A該信號是從機床送到數(shù)控系統(tǒng)的信號。信號特點：A信號來至按鈕、限位開關(guān)、繼電器觸點或接近開關(guān)。B機床側(cè)的觸點容量大于30VDC，16mA。當電路斷開時，觸點漏電流小于1mA（26.4V電壓）；當電路閉合時觸點間電壓降小于2V（8.5mA電流）。C接收器的輸出信號相對于輸入信號的延遲時間為2?22ms。2）直流電流輸入信號B該信號是從機床以高高速傳送到數(shù)控系統(tǒng)的信號。信號特點：觸點容量、漏電規(guī)定同上，而接收器輸出信號相對于輸入信號的延遲時間最大為2ms。（2）輸出信號規(guī)定1）繼電器輸出信號A這種信號是由數(shù)控系統(tǒng)送到機床的信號，用于指示燈顯示、驅(qū)動繼電器。2）直流電流輸出信號B該信號是由數(shù)控系統(tǒng)傳輸?shù)綑C床的機床的信號，用于驅(qū)動機床側(cè)繼電器和指示燈顯示等。（3）信號地址表及明細信號明細將數(shù)控系統(tǒng)使用的信號按項目代號、信號名稱、符號信信號種類列成一覽表。4、數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)整按下列步驟進行：（1）檢查控制單元與伺服系統(tǒng)的外觀 檢查MDI/CRT單元、手動操作面板、PCB板和速度控制單元有無松動和破損。檢查電纜線及連接器是否緊固，有無破損。（2）檢查螺釘緊固端子的連接 檢查電源輸入單元及電源單元端子板、輸入變壓器及伺服變壓器的端子等連接是否正確和緊固。（3）外部電纜的連接外部電纜連接是指數(shù)控裝置與外部MDI/CRT單元、強電柜、機床操作面板、進給伺服電機動力線與反饋線、主軸動力線與反饋線的連接與手搖脈沖發(fā)生器等的連接。這些連接是否符合規(guī)定，數(shù)控柜和強電柜是否等電位接地。采用一點接地法即輻射式接地法，要求數(shù)控柜的信號地、強電地、機床地等連接到公共的接地點。電纜截面積5?5?14皿2一般要求地電陰小于4?7）（4）數(shù)控系統(tǒng)電源線的連接切斷數(shù)控柜電源開關(guān)時，檢查數(shù)控柜電源變壓器輸入電纜。檢查電源變壓器和伺服變壓器的繞陰抽頭連接是來吧正確。（5） 檢查連接器和印刷電路電路板插頭螺釘是否緊固、插座和插頭是否吻合，電路板安裝是否牢固。（6）設(shè)定的確認 設(shè)定確定的內(nèi)容隨數(shù)控系統(tǒng)而異，一般有以下三個方面：1） 確定控制部分印刷線路上的設(shè)定。主要是確認主板、ROM板、連接單元、附件軸控制板以及旋轉(zhuǎn)變壓器或感應(yīng)同步器控制板上的設(shè)定。（這些設(shè)定與機床返回基準確點的方法、速度反饋用檢測元件、檢測增益調(diào)節(jié)及分度精度調(diào)節(jié)有關(guān)。）2） 確認速度控制單元印制線路板上的設(shè)定。在直流速度控制單元或是交流控制單元上都有許多設(shè)定，用于選擇檢測元件種類回路增益以及各種報警等。3） 確定主軸印制線路板上的設(shè)定。無論是直流或交流控制單元上，殫有一些用于選擇主軸電機電流極限和主軸轉(zhuǎn)速等的設(shè)定點。但數(shù)字式交流主軸控制單元上已用數(shù)字式代替短路棒的設(shè)定，故只能在通電時才能進行設(shè)定和確認。（7） 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(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)的允許范圍之內(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單元，一定要檢查相序。檢查相序有兩種方法一種是用相序表測量，當相序正確時，相序表順時針轉(zhuǎn)動；另一種是用雙線示波器來觀察二相之間的溫柔形，二相波形在相位上差120。（8）確認直流電源單元的電壓輸出端是否對地短路 可用萬用表確認。（9） 接通數(shù)控柜電源、檢查各輸出電壓在接通電源之前，為了確保安全，可將電動機動力線斷開。接通電源之后，首先檢查數(shù)控柜中各個風扇上否旋轉(zhuǎn)，借此可確認電源是否接通。檢查各印制線路板上的電壓是否正常。（10） 速度控制單元的調(diào)整確認伺服漂移、調(diào)整到位極限和位置偏移極限，一般脈沖編碼器偏置電梯形計設(shè)置在50%。過流報警調(diào)整、電流極限設(shè)定、增益均按規(guī)定調(diào)整電位計。（11） 確認機床側(cè)接口通過診斷來確定（隨機的梯形圖）。（12）確認參數(shù)和設(shè)定數(shù)據(jù) 隨機的參數(shù)表是重要資料，應(yīng)妥善保管。四、通電試車通電起的準備：清洗、潤滑、粗調(diào)幾何精度第一次通電的過程：一次全部接通或部分接通注意事項：安全問題、機床運行狀態(tài)通電正常后，檢查內(nèi)容：手動進給、主軸、手輪。限位開關(guān)，回零動作第三節(jié) 加工中心的精度檢驗加工中心的檢驗驗收工作是一項工作量大而復(fù)雜，試驗和檢驗技術(shù)要求高的工作。它要用各種檢測儀器和手段對機床的機、電、液、氣各部分及整機進行綜合性能及性能的檢測，包括單項進行剛度和熱變形等一系列機床試驗，最后得出對該機床的綜合評價。------目前此項工作必須由國家指定的幾個機床檢測中心進行，才能得出權(quán)威性的結(jié)論意見。這類檢測驗收工作只適合于新型機床樣機和行業(yè)產(chǎn)品評比檢驗。一般用戶其驗收工作：主要是根據(jù)機床出廠檢驗合格證上規(guī)定的驗收條件及實際提供的檢驗手段來部分地或全部地測定機床合格證上的各項技術(shù)指標。如各項數(shù)據(jù)符合要求，用戶將數(shù)據(jù)列入該設(shè)備進廠的原始資料，以信為今后維修時的技術(shù)指標依據(jù)。一、機床幾何精度的檢驗機床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。與普通機床基本相似，使用的檢具與方法也很相似，只是檢測要求更高。檢測前提：1）地基基本穩(wěn)定、地腳螺栓處于緊壓狀態(tài)下進行。（由于地基可能隨時間而京華，一般要求機床使用半年后再復(fù)校一次幾何精度）2）機床接通電源后，在預(yù)熱狀態(tài)下，機床各坐標軸往復(fù)運動幾次，主軸按主等轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)十分鐘后進行。常用的檢具：精密水平儀、精密方箱、直角尺、光學準直儀、千分表、測微儀及高精度主軸心棒等。檢具一定比所測的幾何精度高一個等級。加工中心幾何精度檢測項目有：各坐標方向移動的相互垂直度工作臺面的平面度X\Y坐標方向上移動時工作臺的平行度X坐標方向上移動時工作臺T型槽側(cè)面的平行度主軸的軸向竄動主軸孔的徑向跳動主軸沿Z坐標方向移動時主軸軸心的平行度主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺面的垂直度主軸箱在Z坐標方向移動的直線度序列檢測內(nèi)容檢測方法允許誤差/mm1主軸箱沿Z軸方向移動的直線X軸方向JWUl0.04/1000Z軸方向Z-X面內(nèi)Z軸方向0.01/5002工作臺沿X軸方向移動的直線度X軸方向0.04/1000Z軸方向Z-X軸內(nèi)X軸方向J?L工L-^=L4-J~0.01/5003主軸箱沿Y軸方向移動的直線度X-Y平面0.01/500Y-Z平面

4工作臺面表面的直線度X方向0.015/500Z方向甲牛0.015/5005X軸移動工作臺面的平行度rl甲=0.02/5006Z軸移動工作臺面的平行度二—rh? 0.02/5007X軸移動時工作臺邊界與定位器基準面的平行度Mr0.015/3008各坐標軸之間的垂直度aX和Y軸0.015/300bY和X軸-0.015/300

cX和Z軸TKdJz—尸#i——0.015/3009回轉(zhuǎn)工作臺表面的振動對—0.02/50010主軸軸向跳動0.00511主軸孔徑跳動靠主軸端——0.01離主軸端300啞處0.0212主軸中心線對工作臺面的平行度aY-Z平面內(nèi)0.015/300bX-Z平面內(nèi)13回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)90°的垂直度患0.01在機床幾何精度檢測中，有一些幾何精度項目是相互聯(lián)系的，因此，對數(shù)控機床的各項幾何精度檢測工作應(yīng)在精調(diào)后一氣呵成，不允許檢測一項調(diào)整一項，否則會造成由于調(diào)整后一項幾何精度而把已檢測合格的前一項精度破壞。在檢測工作中要注意盡可能消除檢測工具和檢測方法的誤差。二、機床定位精度定位精度是：測量機床各坐標軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下所能達到的位置精度。檢測工具：雙頻激光干涉儀、測微儀和成組塊規(guī)、標準長度刻度尺、光學讀數(shù)顯微鏡及雙頻激光干涉儀等。（測微儀和成組塊規(guī)，標準長度刻線尺和光學讀數(shù)顯微鏡及雙頻激光干涉儀等。標準長度測量以雙頻激光干涉儀為準?；剞D(zhuǎn)運動檢測工具有：360齒精確分度的標準轉(zhuǎn)臺或角度多面體、高精度圓光柵及平行光管等。）

（檢驗內(nèi)容：1、直線軸的定位精度及重復(fù)定位精度2、直線軸的回零精度3、直線軸的反向誤差4、回轉(zhuǎn)運動的定位精度及重復(fù)定位精度5、回轉(zhuǎn)運動軸的回零精度6回轉(zhuǎn)運動的反向誤差）1.直線運動定位精度檢測直線運動定位精度一般都在機床和工作臺空載條件下進行。常用檢測方法如圖7-3所示。對機床所測的每個坐標軸在全行程內(nèi)，視機床規(guī)格，分每20rm-n,50mm或loomm間距正向和反向快速移動定位，在每個位置上測出實際移動距離和理論移動距離之差。?)b)?)b)圖7-4圖7-4定位精度曲線用標準尺進行比較測量，如圖7-3斷示勺檢測精度與檢測技度f巧有關(guān)，較好的情況下可控制到0.004碗105陶00，而激光舵徵量，測量精度可較標準尺檢測方法提高一倍。2、直線運動重復(fù)定位精度的檢測重復(fù)定位精度是反映軸運動穩(wěn)定性的一個基本指標。機動精度的穩(wěn)定性決定著加工零件質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。直線運動重復(fù)定位精度的測量可選擇行程的中間和兩端的任意三個位置作為目標位置，每個位置用快速移動定位，在相同條件下，從正向和反向進行五次定位，測量出實際位置與目標位置之差。如各測量點標準偏差最大值為S ，則重復(fù)jmax定位精度為R=6Sjmax3.直線運動原點復(fù)歸精度的檢測數(shù)控機床每個坐標軸都要有精確的定位起點，此點即為坐標軸的原點或參考點

O,指令移動距商（?次停止）為提高原點返回精度，各種數(shù)控機床對坐標軸原點的復(fù)歸采取了一系列措施，如降速回原點、參考點偏移量補償?shù)取Ｍ瑫r，每次機床關(guān)機之后，重新開機都要進行原點復(fù)歸，以保證機床的原點位置精度一致。因此，坐標原點的位置精度必然比其他定位點精度要高。對每個直線軸，從七個位置進行原點復(fù)歸，測量出其停止位置的數(shù)值，以測定值與理論值的最大差值為原點的復(fù)歸精度。O,指令移動距商（?次停止）6、回轉(zhuǎn)工作臺重復(fù)分度精度的檢測測量方法是在回轉(zhuǎn)臺的一周內(nèi)任選三個位置正、反轉(zhuǎn)重復(fù)定位三次，實測值與理論值之差的最大值為重復(fù)分度精度。對數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，以每30取一個測量點作為目標位置正、反轉(zhuǎn)進行五次快速定位。如各測量點標準偏差最大值為Sjmax則重復(fù)定位精度為R=6S.max。7.數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺失動量的檢測數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的失動量，又稱數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的反向差，測量方法與回轉(zhuǎn)工作臺的定max位精度測量方法一樣。如正向位置平均偏差為G.T，反向位置平均偏差為QJ，則反向偏差B=|Qf-Q。max8.回轉(zhuǎn)工作臺原點復(fù)歸精度的檢測回轉(zhuǎn)工作臺原點復(fù)歸的作用同直線運動原點復(fù)歸的作用一樣。復(fù)歸時，從七個任意位置分別進行一次原點復(fù)歸，測定其停止位置的數(shù)值，以測定值與理論值的最大差值為原點復(fù)歸精度。三、機床切削精度檢驗定義：是一項綜合精度，不僅反映機床的幾何精度和定位精度，同時還包括了試件的材料、環(huán)境溫度、刀具性能已急切削條件等各種因素造成的誤差和計量誤差。條件：保證切削精度，必須要求機床的幾何精度和定位精度的實際誤差要比允差小。切削精度檢驗可分為：單項加工精度檢驗和加工一個標準的綜合性試件兩種。單項精度檢驗序號檢驗內(nèi)容檢測方法允許誤差/mm1鏜孔精度圓度0.01圓柱度0.01/1002端銑刀銑平面精度平面度 0.01

階梯差0.013端銑刀銑側(cè)面精度垂直度0.01平行度0.014鏜孔孔距精度X軸方向Y軸方向煎_ 一Y [__200_ i~X"0.02對角線方向0.03孔徑偏差0.015立銑刀銑削周邊面精度直線度IJ_HL順」L]彳0.01/300平行度0.02/200厚度差0.03垂直度0.02/3006兩軸聯(lián)動幼削直線精度直線度氣—一牛|_」」O_1111 1'0.015/300平行度0.03/300垂直度0.03/300鏜孔精度試件上的孔先粗鏜一次，然后按單邊余量小于0.02啞進行一次精鏜，檢測孔全長上各載面的圓試度、圓柱度和表面粗糙度?？己藱C床主軸的運動精度及低速走刀時的平穩(wěn)性。鏜孔的同軸度得用轉(zhuǎn)臺180分度，在對邊各鏜一個孔，檢驗兩孔的同軸度，這項指標主要用來考核分度精度及主軸對加工平面的垂直度。鏜孔的也距精度和孔徑分散度 孔距精度反映了機床機床定位精度及反動量在工件上影響，為此，精鏜刀頭必須保證加工100個孔以后的磨損量小0.01^，用這樣的刀具加工，其切削數(shù)據(jù)才能真實反映出機床的加工精度。直線銑削精度使X、Y軸分別進給，用立銑刀側(cè)刃精度銑工件周邊。考核機床X、Y向?qū)к壍倪\動幾何精度。斜線銑削精度用G01指令X、Y軸聯(lián)動，用立銑床刀側(cè)刃精銑工作同邊。考核X、Y軸的直線插補品質(zhì)，當兩軸的直線插補功能可兩軸的伺服特性不一致時，便會加工工件的直線度、對邊平行度等精度超差，有時即使幾項精度不超差，但加工面上出現(xiàn)有規(guī)律的波紋，這種條紋在兩直線邊上呈現(xiàn)一邊密一邊稀的狀態(tài)，這是兩軸聯(lián)動時，其中一軸進給速度示均勻造成的。圓弧銑削精度立銑刀側(cè)刃精度銑外圓表面，要求銑刀從外圓切向進刀，切向切出，銑圓過程中連續(xù)不中斷。測量圓試件時，常發(fā)現(xiàn)如圖7-7所示兩半圓錯位的圖形，這種情況一般是由一坐標方向或兩坐標方向反向失動量引起的；出現(xiàn)斜橢圓，如圖7-7,是由于兩坐標實際系統(tǒng)增益不一致造成的，盡管在控制系統(tǒng)上兩坐標系統(tǒng)增益設(shè)置成完全一樣，但由于機械部分結(jié)構(gòu)、裝配質(zhì)量和負載民政部不同，也會造成差異；出現(xiàn)圓周上的鋸齒行條紋，如圖7-7其原因與銑斜四方出現(xiàn)條紋的原因類似。床運過載重切削切削負載大于主軸功率120獺斯0%的情況理，機床應(yīng)不變形，主軸運轉(zhuǎn)要保證切削精度必須保證機贏定位精度和幾何精度實際數(shù)值要比允差的高。2、綜合試件檢驗以立式加工中心為例(JB/T8771-1998)(1)試件的數(shù)量標準中提供兩種型式，且每種型式具有兩種規(guī)格試件。

試件的型式、規(guī)格和標志型式名義規(guī)格/m標志A160試件JB/T8771.7-A160輪廓加工試件320試件JB/T8771.1-A320B80試件JB/T8771.7-B80端銑試件160試件JB/T8771.7-B160原則上每種型式僅加工一種，特殊要求下，根據(jù)需要決定加工試件的數(shù)量（2） 試件定位（3） 試件的固定（4） 輪廓試件加工（5） 可選用直徑為32啞的同一把立銑刀加工試件的所有表面，所加工的試件如圖7-8所示（6） 切削參數(shù)1） 切削速度鑄鐵件約50;鋁件約3002） 進給量約為（0.05?0.1）皿/齒3） 銑削深度所有銑削工序精加工在徑向