技术

摘 要：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。数控机床的安装、调试与验收能否达到预期效果，直接关系到数控机床投入使用后所能实现的技术性能指标和使用功能水准。

关键词：初就位   机床部件   数控系统   调试

一、数控机床的运输与安装

对于小型数控机床来说这项工作相对要简单些，而中、高档次的数控机床由于运输等多种原因，机床厂家在发货时已将机床解体成几个部分，到用户后要进行重新组装和重新调试，难度比较大，其中主要是机床数控系统的调试比较复杂。

数控机床的安装就是按照技术要求将机床固定在基础上，以获得确定的坐标位置和稳定的运行性能。机床的安装质量对其加工精度和使用寿命有着直接影响，选择机床安装位置应避开阳光直射或强电、强磁干扰，选择环境清洁、空气干燥和温差较小的环境。

1．机床的基础处理和初就位

机床到货后应及时开箱检查，按照装箱单清点技术资料、零部件、备件和工具等是否齐全无损，核对实物与装箱单及订货合同是否相符，如发现有损坏或遗漏问题，应及时与供货厂商联系解决，尤其注意不要超过索赔期限。

仔细阅读机床安装说明书，按照说明书的机床基础图或《动力机器基础设计规范》做好安装基础。在基础养护期满并完成清理工作后，将调整机床水平用的垫铁、垫板逐一摆放到位，然后吊装机床的基础件（或整机）就位，同时将地脚螺栓放进预留孔内，并完成初步找平工作。

2．机床部件的组装

机床部件的组装是指将分解运输的机床重新组合成整机的过程。组装前注意做好部件表面的清洁工作，将所有联接面、导轨、定位和运动面上的防锈涂料清洗干净，然后准确可靠地将各部件联接组装成整机。

在组装立柱、数控柜、电气柜、刀具库和机械手的过程中，机床各部件之间的联接定位均要求使用原装的定位销、定位块和其它定位元件，这样各部件在重新联接组装后，能够更好地还原机床拆卸前的组装状态，保持机床原有的制造和安装精度。

在完成机床部件的组装之后，按照说明书标注和电线、管道接头的标记连接电缆、油管、气管和水管。将电缆、油管和气管可靠地插接和密封连接到位，要防止出现漏油、漏气和漏水问题，特别要避免污染物进入液、气压管路，否则会带来意想不到的麻烦。总之要力求使机床部件的组装达到定位精度高、联接牢靠、构件布置整齐等良好的安装效果。

二、数控机床的调试

数控机床的调试，包括电源的检查、数控系统的电参数的确认和设定、机床几何精度调整等，检查与调试工作关系到数控机床能否正常投入使用。

1．电源的检查

（1）输入电源电压，频率及相序的确认。

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的位置。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。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在电压额定值的±10%范围内波动。而欧美的一些数控系统要求较高一些在±5%以内。否则要外加交流稳压器。

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断丝烧断，这是由于误导通，造成的大电流引起的。

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。另一种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。

（2）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。可用万能表来确认。

（3）检查各印刷电路板上的电压是否正常，接通电源之后，首先应该检查数控拒内各风扇是否旋转，确认电源是否接通。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。＋24V的电源是否在±10%允许的波动范围之内，超出范围要进行进行调整，否则会影响系统的稳定性。

2．参数的设定确认

（1）短接棒的设定，数控系统内的印刷电路板上有许多短路捧来短路的设定点，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。但对于单个购入的数控装置，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定，一般有以下三方面。

确认控制部分印刷线路板上的设定。主要确认主板，ROM板，联接单元，附加轴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。

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。

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，均有一些用以选择主轴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。

（2）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，能使机床具有最佳的工作性能。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MDI/CRT单元上的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字式的，那么它的参数设定也是用数字设定参数，而不用短路捧。此时，须根据随机所带的说明书，一一予以确认。

3．机床通电试车

在通电试车前要对机床进行全面润滑。给润滑油箱、润滑点灌注规定的油液或油脂，为液压油箱加足规定标号的液压油，需要压缩空气的要接通气压源。调整机床的水平，粗调机床的主要几何精度。如果是大中型设备，要在初就位和已经完成组装的基础上，重新调整主要运动部件与机床主轴的相对位置。比如机械手、刀具库与主机换刀位置的校正，APC托架与工作台交换位置的找正等。

通电试车按照先局部分别供电试验，然后再作全面供电试验的顺序进行。接通电源后首先查看有无故障报警。检查散热风扇是否旋转。各润滑油窗是否来油，液压泵电动机转动方向是否正确，液压系统是否达到规定压力指标，冷却装置是否正常等。在通电试车过程中要随时准备按压急停按钮，以避免发生意外情况时造成设备损坏。

先用手动方式分别操纵各轴及部件连续运行。通过CRT或DPL显示，判断机床部件移动方向和移动距离是否正确。使机床移动部件达到行程限位极限，验证超程限位装置是否灵敏有效，数控系统在超程时是否发出报警。机床基准点是运行数控加工程序的基本参照，要注意检查重复回基准点的位置是否完全一致。

在上述检查过程中如果遇到问题，要查明异常情况的原因并加以排除。当设备运行达到正常要求时，用水泥灌注主机和各部件的地脚螺栓孔，待水泥养护期满后再进行机床几何精度的精调和试运行。

4．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。

    仔细检查数控系统和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）。

    检查辅助功能及附件的正常工作，例如机床的照明灯，冷却防护罩和各种护板是否完整；向冷却液箱中加满冷却液，试验喷管是否能正常喷出冷却液；在用冷却防护罩的情况下冷却液是否外漏；排屑器能否正常工作；机床主轴的恒温油箱能否起作用等。

5．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，经过一段较长的时间的自动运行，较全面检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。这个过程称作考机。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自行编制一个程序。考机程序应包括：主要数控系统的功能使用，自动换刀，取用刀库中2/3的刀具，主轴的最高，最低及常用的转速，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，就可以投人便用。