數(shù)控機(jī)床的安裝與調(diào)試

時(shí)間：2021/11/18閱讀：4667

數(shù)控機(jī)床的安裝調(diào)試是指機(jī)床到用戶后安裝到工作場(chǎng)地，直到正常工作這一階段的工作。對(duì)于小型數(shù)控機(jī)床，這項(xiàng)工作比較簡(jiǎn)單，而大中型數(shù)控機(jī)床由于機(jī)床廠發(fā)貨時(shí)已將機(jī)床解體成兒個(gè)部分，到用戶處要進(jìn)行重新組裝和重新調(diào)試，工作較為復(fù)雜。泊頭巨人重工機(jī)械有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)、立車、數(shù)控立車、數(shù)控龍門銑床、龍門加工中心、數(shù)控落地鏜銑床的生產(chǎn)廠家，對(duì)數(shù)控機(jī)床的安裝與調(diào)試很有的心得。
    1．機(jī)床初就位
    用戶在機(jī)床到達(dá)之前應(yīng)按機(jī)床廠提供的機(jī)床基礎(chǔ)圖做好機(jī)床的基礎(chǔ)，在要安裝地腳螺栓的部位機(jī)床，做好預(yù)留孔。機(jī)床拆箱后，先找到隨機(jī)的文件資料，找出機(jī)床的裝箱單，按照裝箱單清點(diǎn)各包裝箱內(nèi)零部件，電纜，資料等是否齊全。然后，按機(jī)床說明書把組成機(jī)床的各大部件分別在地基上就位。就位時(shí)，墊鐵，調(diào)整墊板和地腳螺栓等也相應(yīng)對(duì)號(hào)入座。
2．機(jī)床連接
機(jī)床各部件組裝前，首先去除安裝連接面、導(dǎo)軌和各運(yùn)動(dòng)面的防銹涂料，做好各部件的外表清潔工作。
    然后把機(jī)床各部件組裝成整機(jī)，如將立柱，數(shù)控柜，電氣箱裝在床身上，刀庫，機(jī)械手等裝在立柱上（按裝配圖安裝），在床身上安裝上接長(zhǎng)床身等。組裝時(shí)要使用原來的定位銷，定位塊，定位元件，使安裝位置恢復(fù)到機(jī)床拆卸前的狀態(tài)，以利于下一步的調(diào)整。
    部件組裝完成后，進(jìn)行電纜、油管和氣管的連接。機(jī)床說明書中有電氣連接圖，液壓及氣動(dòng)管路連接圖，根據(jù)這些圖給它們打上標(biāo)記，一一對(duì)號(hào)入座，接好或聯(lián)好。連接時(shí)要特別注意清潔工作和可靠的接觸與密封，并要隨時(shí)檢查有無松動(dòng)與損壞。電纜插上后，一定要擰緊固緊螺釘，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(jìn)入管路，造成整個(gè)液壓系統(tǒng)故障。管路連接時(shí)，每個(gè)接頭都要擰緊，否則試車時(shí)，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。電纜和油管連接完畢后，要做好各管線的就位同定，以及防護(hù)罩殼的安裝，要保證整齊的外觀。
    3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)整
    (1)數(shù)控系統(tǒng)的開箱檢查無論是單個(gè)購(gòu)人的數(shù)控系統(tǒng)，還是與機(jī)床配套整機(jī)購(gòu)人的數(shù)控系統(tǒng)，到貨開箱后都要進(jìn)行仔細(xì)檢查。檢查包括系統(tǒng)本體和與之配套的進(jìn)給速度控制單元和伺服電機(jī)，主軸控制單元和主軸電機(jī)。榆查它們的包裝是否完整無損，實(shí)物與訂單是否相符。此外，還應(yīng)檢查數(shù)控柜內(nèi)各接插件有無松動(dòng)。接觸是否良好，詳細(xì)情況可參閱有關(guān)資料進(jìn)行。
    (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(qiáng)電柜、機(jī)床操作面板、進(jìn)給伺服電機(jī)動(dòng)力線與反饋線、主軸電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線與反饋信號(hào)線的連接以及手搖脈沖發(fā)生器等的連接。應(yīng)使這些連接符合隨機(jī)提供的連接手冊(cè)的規(guī)定。最后還應(yīng)進(jìn)行地線的連接。地線要采用一點(diǎn)接地型，即輻射式接地法，以防止竄擾。
    這種接地要求將數(shù)控柜中的信號(hào)接地，強(qiáng)電接地，機(jī)床接地等連接到公共的接地點(diǎn)上，而且數(shù)控柜與強(qiáng)電柜之間應(yīng)有足夠粗的保護(hù)接地電纜，如截面積為5. 5～14mm2接地電纜。而總的公共接地電阻要小于4～7Ω，并且總接地點(diǎn)要十分可靠，應(yīng)與車間接地網(wǎng)相接，或者做出單獨(dú)接地裝置。
    (3)數(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)控柜電源變壓器原邊的輸入電纜。榆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(jìn)口的數(shù)控設(shè)備與數(shù)控機(jī)床更要注意這一點(diǎn)，因?yàn)樗麄兊碾娫措妷旱燃?jí)與我們不一樣，在廠家調(diào)整時(shí)，沒有恢復(fù)成所需電壓。
    (4)設(shè)定確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印刷電路板上有許多短路設(shè)定點(diǎn)，這項(xiàng)設(shè)定已由機(jī)床制造廠完成設(shè)定，用戶只需確認(rèn)與記錄一下。但對(duì)于單個(gè)購(gòu)人的數(shù)控裝置，用戶則必須根據(jù)需要，自行設(shè)定。因?yàn)閿?shù)控裝置出廠時(shí)，是按標(biāo)準(zhǔn)方式設(shè)定的，不一定適合于具體用戶要求。設(shè)定確認(rèn)的內(nèi)容隨數(shù)控系統(tǒng)而發(fā)，一般有以下三方面。
    ①確認(rèn)控制部分印刷線路板上的設(shè)定。主要確認(rèn)主板，ROM板，連接單元，附加控制板以及旋轉(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(jī)床返回基準(zhǔn)點(diǎn)的方法，速度反饋的檢測(cè)元件，檢測(cè)增調(diào)節(jié)及分度精度調(diào)節(jié)等有關(guān)。
    ②確認(rèn)速度控制單元印刷電路板上的設(shè)定。在直流速度控制單元和交流速度控制單元上都有許多的設(shè)定點(diǎn)，用于選擇檢測(cè)元件的種類，回路增益以及各種報(bào)警等。
    ③確認(rèn)主軸控制單元印刷電路板上的設(shè)定。無論是直流還是交流主軸控制單元上，均有一些用以選擇電動(dòng)機(jī)電流極限和主軸轉(zhuǎn)數(shù)的設(shè)定點(diǎn)。但數(shù)字式交流主軸控制單元上已用數(shù)字設(shè)定代替短路棒的設(shè)定上，故只能在通電時(shí)才能進(jìn)行設(shè)定與確認(rèn)。
    (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(dòng)范圍是否在數(shù)控系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)。日本的數(shù)控系統(tǒng)一般允許電壓額定值的110%～85%范圍內(nèi)波動(dòng)，而歐美的一些數(shù)控系統(tǒng)要求較高一些，否則要外加交流穩(wěn)壓器。
    ③對(duì)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。在相序不正確情況下，接通電源，可能使速度控制單元的輸入熔絲燒斷，這是由于誤導(dǎo)通造成的大電流所引起的。
    相序檢查方法有兩種：一種用相序表測(cè)量，當(dāng)相序接法正確時(shí)（即與表上的端子標(biāo)記的相序相同時(shí)），相序表按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。另一方法可用示波器測(cè)量二相之間的波形，兩相看一下，確定各相序。
    (6)確認(rèn)直流電源單元電壓輸出端對(duì)地是否短路各種數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部都有直流穩(wěn)壓電源單元，為系統(tǒng)提供+5v、±15V、+24V等直流電壓。因此，在系統(tǒng)通電前，應(yīng)檢查這些電源的負(fù)載，是否對(duì)地有短路現(xiàn)象。可用萬用表來確認(rèn)。
    (7)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，可先將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線斷開。這樣，在系統(tǒng)工作時(shí)不會(huì)引起機(jī)床運(yùn)動(dòng)。但是，應(yīng)根據(jù)維修說明書的介紹，對(duì)速度控制單元做一些必要的設(shè)定，不致因斷開電機(jī)動(dòng)力線而造成報(bào)警。
    接通電源之后，首先應(yīng)該檢查數(shù)據(jù)柜內(nèi)各風(fēng)扇是否旋轉(zhuǎn)，藉此也確認(rèn)電源是否接通。
    檢查各印刷電路板上的電壓是否正常，各種直流電壓是否在允許的范圍內(nèi)波動(dòng)，一般來說，對(duì)+5v電源的電壓要求較高，波動(dòng)范圍在±5%范圍內(nèi)，因?yàn)樗枪┙o邏輯電路的。
    (8)確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)中各種參數(shù)的設(shè)定設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)（包括PC參數(shù)）的目的，就是當(dāng)數(shù)控裝置與機(jī)床相連接時(shí)，能使機(jī)床具有的工作性能。即使是同一種數(shù)控系統(tǒng)，其參數(shù)設(shè)定也隨機(jī)而異。隨機(jī)附帶的參數(shù)表是機(jī)床的重要技術(shù)資料，應(yīng)妥善保管，不得遺失，否則將給機(jī)床的維修和恢復(fù)性能帶來困難。
    顯示參數(shù)的方法，隨各類數(shù)控機(jī)床而異，大多數(shù)廠家產(chǎn)品可通過按壓MDl／CRT單元上的“PARAM”（參數(shù)）鍵來顯示已存人系統(tǒng)存儲(chǔ)器的參數(shù)。顯示的參數(shù)內(nèi)容應(yīng)與機(jī)床安裝調(diào)試完成后的參數(shù)表一致。
    如果所用的進(jìn)給和主軸控制是數(shù)寧式的，那么它的參數(shù)設(shè)定也是用數(shù)寧設(shè)定參數(shù)，而不用短路棒。此時(shí)，須根據(jù)隨機(jī)所帶的說明書，一一予以確認(rèn)。
    （9)紙帶閱讀機(jī)光電放大器的調(diào)整通常，紙帶閱讀機(jī)出廠前已做了調(diào)整，用戶不必重新調(diào)整。但一旦發(fā)現(xiàn)讀帶信息出錯(cuò)，則需要對(duì)放大器輸出波形進(jìn)行檢查調(diào)整。日前，市場(chǎng)上能見到的紙帶閱讀機(jī)品種較多，其調(diào)整方法也稍有差異，一般可按下述步驟進(jìn)行：
    ①準(zhǔn)備一條長(zhǎng)40m的測(cè)試紙帶，即一條有全孔和無孔交錯(cuò)排列的黑色紙帶，而不是彩色的，以使波形調(diào)整得更準(zhǔn)確。應(yīng)將該紙帶兩端連接，形成環(huán)形紙帶。
    ②把環(huán)形測(cè)試紙帶裝入紙帶閱讀機(jī)，將開關(guān)設(shè)置為手動(dòng)方式，紙帶將會(huì)連續(xù)走帶。
    ③用示波器測(cè)量光電放大器印刷電路板上的同步孔（紙帶中間的一排小孔），檢測(cè)同步孔端子的波形，并調(diào)整同步孔電位器（用RV1或sP表示），使波形ON和OFF時(shí)間之比成為6:4，如圖1-33所示。
    ④然后用示波器測(cè)量放大器上八個(gè)信號(hào)孔的檢測(cè)端子(CH1CH8)上的波形，并找出其中導(dǎo)通時(shí)間最短（即高電平寬度最窄）的波形，且與同步孔進(jìn)行比較。調(diào)整電位器RV2使這兩者波形關(guān)控符合圖1-33所示的要求。到此可以確認(rèn)為紙帶閱讀機(jī)調(diào)整完畢。

    (10)確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床側(cè)的接口現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)一般都具有自診斷功能。熒光屏CRT畫面上可以顯示出數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床接口以及數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)。在帶有可編程控制器(PC)時(shí)，可以反映出從NC到PC，從PC到MT(機(jī)床)以及MT到PC，從PC到NC的各種信號(hào)狀態(tài)。至于各個(gè)信號(hào)的含義及相互邏輯關(guān)系，隨每個(gè)PC的梯形圖（即順序程序）而異。用戶可以根據(jù)機(jī)床廠家提供的梯形圖說明書（內(nèi)含診斷地址表），通過自診斷面面確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床之間的接口信號(hào)狀態(tài)是否正確。
    完成上述步驟，可以認(rèn)為數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)調(diào)整完畢，具備了與機(jī)床聯(lián)機(jī)通電試車的條件。此時(shí)，可以切斷數(shù)控系統(tǒng)電源，連接電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力線，恢復(fù)報(bào)警的設(shè)定。
    4．通電試車
    按機(jī)床說明書要求，給機(jī)床加潤(rùn)滑油；加滿潤(rùn)滑油油箱，潤(rùn)滑點(diǎn)灌注規(guī)定的油液和油脂，清洗液壓油箱及過濾器，流人規(guī)定標(biāo)號(hào)的液壓油。液壓油事先要經(jīng)過過濾，接通外界輸入的氣源。
    機(jī)床通電操作可以是一次各部件全面供電，或各部件分別供電，然后再做總供電試驗(yàn)。分別供電比較安全，但時(shí)間長(zhǎng)。通電后，首先觀察有無報(bào)警故障，然后用手動(dòng)方式陸續(xù)啟動(dòng)各部件。檢查安全裝置是否起作用，能否正常工作，能否達(dá)到額定的工作指標(biāo)。例如啟動(dòng)液壓系統(tǒng)時(shí)，先判斷液壓泵電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確，液壓泵工作后液壓管路中是否形成油壓，各液壓元件是否正常工作，有無異常噪聲，各接頭有無滲漏，液壓系統(tǒng)的冷卻裝置能否正
常工作等等。總之，根據(jù)機(jī)床說明書資料粗略檢查機(jī)床主要部件，功能是否正常、齊全，使機(jī)床各環(huán)節(jié)都能操作起來。
    然后，調(diào)整機(jī)床的床身水平，粗調(diào)機(jī)床的主要幾何精度，再調(diào)整重新組裝的主要運(yùn)動(dòng)部件與主機(jī)的相對(duì)位置，如機(jī)械手，和刀庫與主機(jī)換刀位置的調(diào)整與校正。APC托盤站與機(jī)床工作臺(tái)交換位置的找正等。這些工作完成后，就可以用快干水泥灌注主機(jī)和各附件的地腳螺栓，把預(yù)留孔灌平，等水泥*干涸以后，就可以進(jìn)行下一步工作。
    在數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床聯(lián)機(jī)通電試車時(shí)，雖然數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)確認(rèn)，工作正常無任何報(bào)警，但為了預(yù)防萬一，應(yīng)在接通電源的同時(shí)，做好按壓急停按鈕的準(zhǔn)備，以備隨時(shí)切斷電源。例如，伺服系統(tǒng)電機(jī)的反饋信號(hào)線接反了或斷線，均會(huì)出現(xiàn)機(jī)床“飛車”現(xiàn)象，這時(shí)就需要立即切斷電源，檢查接線是否正常。在正常情況下，電動(dòng)機(jī)通電的瞬間，可能會(huì)有微小的轉(zhuǎn)動(dòng)，但系統(tǒng)的自動(dòng)漂移補(bǔ)償功能會(huì)使電動(dòng)機(jī)軸立即返回。此后，即使電動(dòng)機(jī)再次通電斷開，電動(dòng)機(jī)軸也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。可以通過多次通斷電源或按急停按鈕的操作，來觀察電動(dòng)機(jī)是否會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而也確認(rèn)系統(tǒng)是否有自動(dòng)漂移補(bǔ)償功能。
    在檢查機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，應(yīng)用手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給移動(dòng)各軸，通過CRT或DPL(數(shù)字顯示器)的顯示值檢查機(jī)床部件移動(dòng)方向是否正確。如果方向相反，則應(yīng)將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線及檢測(cè)信號(hào)線反接才行。然后檢查各軸移動(dòng)距離是否與移動(dòng)指令相符。如不符，應(yīng)檢查有關(guān)指令，反饋參數(shù)以及位置環(huán)增益等參數(shù)設(shè)定是否正確。
    隨后，再用手輪進(jìn)給，以低速移動(dòng)各軸，并使它們碰到超程限位開關(guān)，用以檢查超程限位是否有效，數(shù)控系統(tǒng)是否在超程時(shí)發(fā)出報(bào)警。
    最后，還應(yīng)進(jìn)行一次返回基準(zhǔn)點(diǎn)動(dòng)作。機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)是以后機(jī)床進(jìn)行加工的程序基準(zhǔn)位置。因此，必須檢查有無返回基準(zhǔn)點(diǎn)功能，以及每次返回基準(zhǔn)點(diǎn)的位置是否*一致。
    5．機(jī)床精度和功能的測(cè)試
    在已經(jīng)固化的地基上用地腳螺栓和墊鐵精調(diào)機(jī)床主床身的水平，找正水平后，移動(dòng)床身上的各運(yùn)動(dòng)部件（立柱，溜板和工作臺(tái)等），觀察各坐標(biāo)全行程內(nèi)機(jī)床水平的變化情況，并相應(yīng)的調(diào)整機(jī)床幾何精度，使之在允許范圍之內(nèi)。使用的檢測(cè)工具有精密水平儀，標(biāo)準(zhǔn)方尺，平尺，平行光管等。在調(diào)整時(shí)，主要以調(diào)整墊鐵為主，必要時(shí)，可稍微改變導(dǎo)軌上的鑲條和預(yù)緊滾輪等。一般說來，只要機(jī)床質(zhì)量穩(wěn)定，通過上述調(diào)整可將機(jī)床調(diào)整到出廠的精度。
    讓機(jī)床自動(dòng)運(yùn)動(dòng)到刀具交換位置（可用G28，YO，ZO或G30，YO，zo等程序）。用手動(dòng)方式調(diào)整裝刀機(jī)械手和卸刀機(jī)械手相對(duì)主軸的位置。在調(diào)整中采用一個(gè)校對(duì)心棒進(jìn)行檢測(cè)，有誤差時(shí)可調(diào)整機(jī)械手的行程，移動(dòng)機(jī)械手支座和刀庫位置等，必要時(shí)還可以修改換刀位置點(diǎn)的設(shè)定（改變數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的參數(shù)設(shè)定）。調(diào)整完畢后，緊固各調(diào)整螺釘及刀庫地腳螺釘，然后裝上幾把接近規(guī)定允許重量的刀柄，進(jìn)行多次從刀庫到主軸的往復(fù)自動(dòng)交換，要求動(dòng)作準(zhǔn)確無誤，不撞擊，不掉刀。
    帶APC交換工作臺(tái)的機(jī)床要把工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到交換位置，調(diào)整托盤站與交換臺(tái)面的相對(duì)位置，達(dá)到工作臺(tái)自動(dòng)變換時(shí)動(dòng)作平穩(wěn)、可靠、正確。然后在工作臺(tái)面上裝上70 %～80%的允許負(fù)載，進(jìn)行多次自動(dòng)交換動(dòng)作，達(dá)到正確無誤后，緊固各有關(guān)螺釘。
    仔細(xì)榆查數(shù)控系統(tǒng)和PC裝置中參數(shù)設(shè)定值是否符合隨機(jī)資料中規(guī)定的數(shù)據(jù)，然后試驗(yàn)各主要操作動(dòng)作，安全措施，常用指令執(zhí)行情況等。例如，各種運(yùn)行方式（手動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)，MDI，自動(dòng)方式等），主軸掛擋指令，各級(jí)轉(zhuǎn)速指令等是否正確無誤。
6．試運(yùn)行
數(shù)控機(jī)床安裝完畢后，要求整機(jī)在帶一定負(fù)載條件下，經(jīng)過一段較長(zhǎng)時(shí)間的自動(dòng)運(yùn)行，較全面地榆查機(jī)床功能及工作可靠性。運(yùn)行時(shí)間尚無統(tǒng)一規(guī)定，一般采用每天運(yùn)行8h連續(xù)運(yùn)行2～3天或24h連續(xù)運(yùn)行1～2天。這個(gè)過程稱作安裝后的試運(yùn)行。試運(yùn)行中采用的程序叫做考機(jī)程序，可以直接采用機(jī)床廠調(diào)試時(shí)用的考機(jī)程序或白行編制一個(gè)程序。考機(jī)程序應(yīng)包括：主要數(shù)控系統(tǒng)的功能使用，白動(dòng)更換，取用刀庫中2/3的刀具，主軸的、及常用的轉(zhuǎn)速，快速和常用的進(jìn)給速度，工作臺(tái)面的自動(dòng)交換，主機(jī)M指令的使用等。試運(yùn)行時(shí)，機(jī)床刀庫上應(yīng)插滿刀柄，取用刀柄重量應(yīng)接近規(guī)定重量，交換工作臺(tái)面上也應(yīng)加上負(fù)載。在試運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，除操作失誤引起的故障以外，不允許機(jī)床有故障出現(xiàn)，否則表明機(jī)床安裝調(diào)試存在問題。
    對(duì)于機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的小型機(jī)床，它的整體剛性很好，對(duì)地基沒有什么要求，而且機(jī)床到安裝地之后，也不必再去組裝或進(jìn)行任何的連接，一般說來，只要接通電源，調(diào)整好床身的水平后，就可以投入使用。

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