数控机床的安装与调试

时间：2021/11/18阅读：4882

数控机床的安装调试是指机床到用户后安装到工作场地，直到正常工作这一阶段的工作。对于小型数控机床，这项工作比较简单，而大中型数控机床由于机床厂发货时已将机床解体成儿个部分，到用户处要进行重新组装和重新调试，工作较为复杂。泊头巨人重工机械有限公司是一家专业生产、立车、数控立车、数控龙门铣床、龙门加工中心、数控落地镗铣床的生产厂家，对数控机床的安装与调试很有的心得。
    1．机床初就位
    用户在机床到达之前应按机床厂提供的机床基础图做好机床的基础，在要安装地脚螺栓的部位机床，做好预留孔。机床拆箱后，先找到随机的文件资料，找出机床的装箱单，按照装箱单清点各包装箱内零部件，电缆，资料等是否齐全。然后，按机床说明书把组成机床的各大部件分别在地基上就位。就位时，垫铁，调整垫板和地脚螺栓等也相应对号入座。
2．机床连接
机床各部件组装前，首先去除安装连接面、导轨和各运动面的防锈涂料，做好各部件的外表清洁工作。
    然后把机床各部件组装成整机，如将立柱，数控柜，电气箱装在床身上，刀库，机械手等装在立柱上（按装配图安装），在床身上安装上接长床身等。组装时要使用原来的定位销，定位块，定位元件，使安装位置恢复到机床拆卸前的状态，以利于下一步的调整。
    部件组装完成后，进行电缆、油管和气管的连接。机床说明书中有电气连接图，液压及气动管路连接图，根据这些图给它们打上标记，一一对号入座，接好或联好。连接时要特别注意清洁工作和可靠的接触与密封，并要随时检查有无松动与损坏。电缆插上后，一定要拧紧固紧螺钉，保证接触可靠。在油管与气管的连接中要特别防止异物从接口进入管路，造成整个液压系统故障。管路连接时，每个接头都要拧紧，否则试车时，尤其是在大的分油器上如果有一根管子渗漏油，往往需要拆下一批管子，返工的工作量很大。电缆和油管连接完毕后，要做好各管线的就位同定，以及防护罩壳的安装，要保证整齐的外观。
    3．数控系统的连接与调整
    (1)数控系统的开箱检查无论是单个购人的数控系统，还是与机床配套整机购人的数控系统，到货开箱后都要进行仔细检查。检查包括系统本体和与之配套的进给速度控制单元和伺服电机，主轴控制单元和主轴电机。榆查它们的包装是否完整无损，实物与订单是否相符。此外，还应检查数控柜内各接插件有无松动。接触是否良好，详细情况可参阅有关资料进行。
    (2)外部电缆的连接外部电缆连接是数控装置与外部MDI／CRT单元，强电柜、机床操作面板、进给伺服电机动力线与反馈线、主轴电动机动力线与反馈信号线的连接以及手摇脉冲发生器等的连接。应使这些连接符合随机提供的连接手册的规定。最后还应进行地线的连接。地线要采用一点接地型，即辐射式接地法，以防止窜扰。
    这种接地要求将数控柜中的信号接地，强电接地，机床接地等连接到公共的接地点上，而且数控柜与强电柜之间应有足够粗的保护接地电缆，如截面积为5. 5～14mm2接地电缆。而总的公共接地电阻要小于4～7Ω，并且总接地点要十分可靠，应与车间接地网相接，或者做出单独接地装置。
    (3)数控系统电源线的连接应在切断数控柜电源开关的情况下连接数控柜电源变压器原边的输入电缆。榆查电源变压器与伺服变压器的绕组抽头连接是否正确。尤其是进口的数控设备与数控机床更要注意这一点，因为他们的电源电压等级与我们不一样，在厂家调整时，没有恢复成所需电压。
    (4)设定确认数控系统内的印刷电路板上有许多短路设定点，这项设定已由机床制造厂完成设定，用户只需确认与记录一下。但对于单个购人的数控装置，用户则必须根据需要，自行设定。因为数控装置出厂时，是按标准方式设定的，不一定适合于具体用户要求。设定确认的内容随数控系统而发，一般有以下三方面。
    ①确认控制部分印刷线路板上的设定。主要确认主板，ROM板，连接单元，附加控制板以及旋转变压器或感应同步器控制板上的设定。这些设定与机床返回基准点的方法，速度反馈的检测元件，检测增调节及分度精度调节等有关。
    ②确认速度控制单元印刷电路板上的设定。在直流速度控制单元和交流速度控制单元上都有许多的设定点，用于选择检测元件的种类，回路增益以及各种报警等。
    ③确认主轴控制单元印刷电路板上的设定。无论是直流还是交流主轴控制单元上，均有一些用以选择电动机电流极限和主轴转数的设定点。但数字式交流主轴控制单元上已用数字设定代替短路棒的设定上，故只能在通电时才能进行设定与确认。
    (5)输入电源电压，频率及相序的确认
    ①检查确认变压器的容量是否满足控制单元和伺服系统的电能消耗。
    ②检查电源电压波动范围是否在数控系统允许的范围内。日本的数控系统一般允许电压额定值的110%～85%范围内波动，而欧美的一些数控系统要求较高一些，否则要外加交流稳压器。
    ③对于采用晶闸管控制元件的速度控制单元和主轴控制单元的供电电源，一定要检查相序。在相序不正确情况下，接通电源，可能使速度控制单元的输入熔丝烧断，这是由于误导通造成的大电流所引起的。
    相序检查方法有两种：一种用相序表测量，当相序接法正确时（即与表上的端子标记的相序相同时），相序表按顺时针方向旋转。另一方法可用示波器测量二相之间的波形，两相看一下，确定各相序。
    (6)确认直流电源单元电压输出端对地是否短路各种数控系统内部都有直流稳压电源单元，为系统提供+5v、±15V、+24V等直流电压。因此，在系统通电前，应检查这些电源的负载，是否对地有短路现象。可用万用表来确认。
    (7)接通数控柜电源，检查各输出电压在接通电源之前，为了确保安全，可先将电动机动力线断开。这样，在系统工作时不会引起机床运动。但是，应根据维修说明书的介绍，对速度控制单元做一些必要的设定，不致因断开电机动力线而造成报警。
    接通电源之后，首先应该检查数据柜内各风扇是否旋转，藉此也确认电源是否接通。
    检查各印刷电路板上的电压是否正常，各种直流电压是否在允许的范围内波动，一般来说，对+5v电源的电压要求较高，波动范围在±5%范围内，因为它是供给逻辑电路的。
    (8)确认数控系统中各种参数的设定设定系统参数（包括PC参数）的目的，就是当数控装置与机床相连接时，能使机床具有的工作性能。即使是同一种数控系统，其参数设定也随机而异。随机附带的参数表是机床的重要技术资料，应妥善保管，不得遗失，否则将给机床的维修和恢复性能带来困难。
    显示参数的方法，随各类数控机床而异，大多数厂家产品可通过按压MDl／CRT单元上的“PARAM”（参数）键来显示已存人系统存储器的参数。显示的参数内容应与机床安装调试完成后的参数表一致。
    如果所用的进给和主轴控制是数宁式的，那么它的参数设定也是用数宁设定参数，而不用短路棒。此时，须根据随机所带的说明书，一一予以确认。
    （9)纸带阅读机光电放大器的调整通常，纸带阅读机出厂前已做了调整，用户不必重新调整。但一旦发现读带信息出错，则需要对放大器输出波形进行检查调整。日前，市场上能见到的纸带阅读机品种较多，其调整方法也稍有差异，一般可按下述步骤进行：
    ①准备一条长40m的测试纸带，即一条有全孔和无孔交错排列的黑色纸带，而不是彩色的，以使波形调整得更准确。应将该纸带两端连接，形成环形纸带。
    ②把环形测试纸带装入纸带阅读机，将开关设置为手动方式，纸带将会连续走带。
    ③用示波器测量光电放大器印刷电路板上的同步孔（纸带中间的一排小孔），检测同步孔端子的波形，并调整同步孔电位器（用RV1或sP表示），使波形ON和OFF时间之比成为6:4，如图1-33所示。
    ④然后用示波器测量放大器上八个信号孔的检测端子(CH1CH8)上的波形，并找出其中导通时间最短（即高电平宽度最窄）的波形，且与同步孔进行比较。调整电位器RV2使这两者波形关控符合图1-33所示的要求。到此可以确认为纸带阅读机调整完毕。

    (10)确认数控系统与机床侧的接口现代的数控系统一般都具有自诊断功能。荧光屏CRT画面上可以显示出数控系统与机床接口以及数控系统内部的状态。在带有可编程控制器(PC)时，可以反映出从NC到PC，从PC到MT(机床)以及MT到PC，从PC到NC的各种信号状态。至于各个信号的含义及相互逻辑关系，随每个PC的梯形图（即顺序程序）而异。用户可以根据机床厂家提供的梯形图说明书（内含诊断地址表），通过自诊断面面确认数控系统与机床之间的接口信号状态是否正确。
    完成上述步骤，可以认为数控系统已经调整完毕，具备了与机床联机通电试车的条件。此时，可以切断数控系统电源，连接电动机的动力线，恢复报警的设定。
    4．通电试车
    按机床说明书要求，给机床加润滑油；加满润滑油油箱，润滑点灌注规定的油液和油脂，清洗液压油箱及过滤器，流人规定标号的液压油。液压油事先要经过过滤，接通外界输入的气源。
    机床通电操作可以是一次各部件全面供电，或各部件分别供电，然后再做总供电试验。分别供电比较安全，但时间长。通电后，首先观察有无报警故障，然后用手动方式陆续启动各部件。检查安全装置是否起作用，能否正常工作，能否达到额定的工作指标。例如启动液压系统时，先判断液压泵电机转动方向是否正确，液压泵工作后液压管路中是否形成油压，各液压元件是否正常工作，有无异常噪声，各接头有无渗漏，液压系统的冷却装置能否正
常工作等等。总之，根据机床说明书资料粗略检查机床主要部件，功能是否正常、齐全，使机床各环节都能操作起来。
    然后，调整机床的床身水平，粗调机床的主要几何精度，再调整重新组装的主要运动部件与主机的相对位置，如机械手，和刀库与主机换刀位置的调整与校正。APC托盘站与机床工作台交换位置的找正等。这些工作完成后，就可以用快干水泥灌注主机和各附件的地脚螺栓，把预留孔灌平，等水泥*干涸以后，就可以进行下一步工作。
    在数控系统与机床联机通电试车时，虽然数控系统已经确认，工作正常无任何报警，但为了预防万一，应在接通电源的同时，做好按压急停按钮的准备，以备随时切断电源。例如，伺服系统电机的反馈信号线接反了或断线，均会出现机床“飞车”现象，这时就需要立即切断电源，检查接线是否正常。在正常情况下，电动机通电的瞬间，可能会有微小的转动，但系统的自动漂移补偿功能会使电动机轴立即返回。此后，即使电动机再次通电断开，电动机轴也不会转动。可以通过多次通断电源或按急停按钮的操作，来观察电动机是否会转动，从而也确认系统是否有自动漂移补偿功能。
    在检查机床各轴的运动情况时，应用手动连续进给移动各轴，通过CRT或DPL(数字显示器)的显示值检查机床部件移动方向是否正确。如果方向相反，则应将电动机动力线及检测信号线反接才行。然后检查各轴移动距离是否与移动指令相符。如不符，应检查有关指令，反馈参数以及位置环增益等参数设定是否正确。
    随后，再用手轮进给，以低速移动各轴，并使它们碰到超程限位开关，用以检查超程限位是否有效，数控系统是否在超程时发出报警。
    最后，还应进行一次返回基准点动作。机床基准点是以后机床进行加工的程序基准位置。因此，必须检查有无返回基准点功能，以及每次返回基准点的位置是否*一致。
    5．机床精度和功能的测试
    在已经固化的地基上用地脚螺栓和垫铁精调机床主床身的水平，找正水平后，移动床身上的各运动部件（立柱，溜板和工作台等），观察各坐标全行程内机床水平的变化情况，并相应的调整机床几何精度，使之在允许范围之内。使用的检测工具有精密水平仪，标准方尺，平尺，平行光管等。在调整时，主要以调整垫铁为主，必要时，可稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮等。一般说来，只要机床质量稳定，通过上述调整可将机床调整到出厂的精度。
    让机床自动运动到刀具交换位置（可用G28，YO，ZO或G30，YO，zo等程序）。用手动方式调整装刀机械手和卸刀机械手相对主轴的位置。在调整中采用一个校对心棒进行检测，有误差时可调整机械手的行程，移动机械手支座和刀库位置等，必要时还可以修改换刀位置点的设定（改变数控系统内的参数设定）。调整完毕后，紧固各调整螺钉及刀库地脚螺钉，然后装上几把接近规定允许重量的刀柄，进行多次从刀库到主轴的往复自动交换，要求动作准确无误，不撞击，不掉刀。
    带APC交换工作台的机床要把工作台运动到交换位置，调整托盘站与交换台面的相对位置，达到工作台自动变换时动作平稳、可靠、正确。然后在工作台面上装上70 %～80%的允许负载，进行多次自动交换动作，达到正确无误后，紧固各有关螺钉。
    仔细榆查数控系统和PC装置中参数设定值是否符合随机资料中规定的数据，然后试验各主要操作动作，安全措施，常用指令执行情况等。例如，各种运行方式（手动、点动，MDI，自动方式等），主轴挂挡指令，各级转速指令等是否正确无误。
6．试运行
数控机床安装完毕后，要求整机在带一定负载条件下，经过一段较长时间的自动运行，较全面地榆查机床功能及工作可靠性。运行时间尚无统一规定，一般采用每天运行8h连续运行2～3天或24h连续运行1～2天。这个过程称作安装后的试运行。试运行中采用的程序叫做考机程序，可以直接采用机床厂调试时用的考机程序或白行编制一个程序。考机程序应包括：主要数控系统的功能使用，白动更换，取用刀库中2/3的刀具，主轴的、及常用的转速，快速和常用的进给速度，工作台面的自动交换，主机M指令的使用等。试运行时，机床刀库上应插满刀柄，取用刀柄重量应接近规定重量，交换工作台面上也应加上负载。在试运行时间内，除操作失误引起的故障以外，不允许机床有故障出现，否则表明机床安装调试存在问题。
    对于机电一体化设计的小型机床，它的整体刚性很好，对地基没有什么要求，而且机床到安装地之后，也不必再去组装或进行任何的连接，一般说来，只要接通电源，调整好床身的水平后，就可以投入使用。

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