数控设备的安装和调试.docx

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数控设备的安装和调试

摘要:

数控设备的安装、调试和验收是设备前期管理的重要环节。

当机床运到后，首先要进行安装、调试、并进行试运行，精度验收合格后才能交付使用。

多数数控机床都是分解为部件装箱运输，到位后再进行组装和重新调试。

关键词:

数控设备;安装;调试

数控设备的安装调试

一、数控设备的安装

一般数控设备的安装可按以下步骤进行。

1.开箱核查

数控设备到位后，设备管理部门要及时组织设备管理人员、设备安装人员、以及各采购员等开箱检查，如果是进口设备，还须有进口商务代理海关商检人员等。

检验的主要容是：

1）装箱单；

2）校对应有的随机操作、维修说明书、图样资料、合格证等技术文件；

3）按合同规定，对照装箱单清点附件、备件、工具的数量、规格及完好状况；

4）检查主机、数控柜、操作台等有无明显碰撞损伤、变形、受潮、锈蚀等，并填写“设备开箱验收登记卡”存档。

开箱验收如果发现货物损坏或遗漏，应及时与有关部门或外商联系解决。

尤其是进口设备，应注意索赔期限。

2.安装前的准备工作

认真阅读理解设备安装方面资料，了解生产厂家对机床基础的具体要求和组装要求，做好安装前的准备工作。

3.部件组装

机床组装前要把导轨和各滑动面、接触面的防绣涂料清洗干净，把机床各部件，如数控柜、电气柜、立柱、刀库、机械手等组装成整机。

组装时必须使用原来的定位销、定位块等定位元件，以便保证调整精度。

4.油管、气管的连接

根据机床说明书中的电气接线图和气、液压管路图，将有关电缆和管道按标记一一对号接好。

连接时特别要注意可靠的接触及密封，否则试机时，漏油、漏水，给试机带来麻烦。

油管、气管连接中要特别防止异物从接口中进入管路，造成整个液压、气压系统故障。

电缆和管路连接完毕后，做好各管线的固定，安装防护罩壳，保证整齐的外观。

5.数控系统的连接

1）外部电缆的连接主要指数控装置与MDI/CRT单元、强电控制柜、机床操作面板、进给伺服电动机和主轴电动机动力线、反馈信号线的连接等，这些连接必须符合随机提供的连接手册的规定。

地线连接一般采用辐射式接地法，即数控柜中的信号地与强电地、机床地等连接到公共接地点上，公共接地点再与相连。

数控柜与强电柜之间的接地电缆的截面积要在5.5mm2以上。

公共接地点与接触要好，接地电阻一般要求小于4~7Ω。

2）电源线的连接指数控柜电源变压器输入电缆的连接和伺服变压器绕组抽头的连接。

要注意国外机床生产厂家变压器有多个抽头，连接时必须根据我国供电的具体情况，正确地连接。

6.通电试车前的检查和调整

1）输入电源电压，频率及相序的确认。

（1）输入电源电压和频率的确认我国供电制式是交流380V，三相；交流220V，单相；频率为50HZ。

而有些国家的供电制式与我国不同。

例如日本，交流三相的线电压是220V，单相是100V，频率是60HZ。

他们出口的设备为了满足各国不同的供电情况，一般都配有电源变压器。

变压器上有多个抽头供用户选择使用。

电路板上设有50/60HZ频率转换开关。

所以，对于进口的数控设备或数控系统调整前一定要先读懂随机说明书，通电前要仔细检查输入电源电压是否正确，频率开关是否己置于“50HZ”位置。

（2）电源电压波动围的确认一般数控系统允许的电压波动围为额定值的85%-110%，而欧美的一些系统要求更高一些。

如果电源电压波动围超过数控系统的要求，就必须配备交流稳压电源，否则影响数控机床的精度和稳定性。

（3）输入电源电压相序的确认目前数控机床的进给控制单元和主轴控制单元的供电电源，大都采用晶闸管控制元件，如果相序不对，接通电源，可能使进给控制单元的输入熔丝烧断。

相序的检查可采用两种方法：

一种是用相序表测量，当相序接确时，相序表按顺时针方向旋转，否则错误，这时可将R、S、T中任意两条线对调一下即可。

第二种是用双线示波器来观察二相之间的波形。

二相在相位上相差120°。

2）确认直流电源输出端是否对地短路，如有短路必须排除，否则会烧坏直流稳压电源单元。

3）接通数控柜电源，检查各输出电压，波动太大会影响系统工作稳定性。

4）检查各熔断器的质量和规格是否符合要求，以保护设备安全。

5）确认数控系统与机床的接口

现代的数控系统一般都具有自诊断功能，在CRT画面上可以显示出数控系统与机床接口以及数控系统部的状态。

在带有可编程控制器（PLC）时，一般可根据厂家提供的梯形图说明书（含诊断地址表），通过自诊断画面确认数控系统与机床之间的接口信号状态是否正确。

6）参数的设定

整机购进的数控机床，出厂时，都随机附有一份参数表（有的还附有一份参数纸带或磁带）。

调整时，必须对照参数表进行一次核对，使机床具有最佳工作性能。

一般可通过按压MDI/CRT单元上的“PARAM”（参数）键来进行。

如果参数有不符，可按照机床维修说明书提供的方法进行设定和修改。

通过以上步骤，数控系统调整完毕。

此时，可切断数控系统电源，连接电动机的动力线，恢复报警设定，准备通电试车。

7.通电试车

1）接通电源供电

对于大型设备，为了更加安全，应采取分别供电。

通电后观察无异常现象后，用手动方式陆续起动各部件，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。

起动液压系统时，先判断液压泵电动机的转动方向是否正确，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，液压系统冷却装置能否正常工作等。

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。

2）在接通电源时，应同时作好按压急停按扭的准备，以便随时准备切断电源。

如伺服电动机的反馈信号接反了或断线，均会出现机床“撞车”现象，这时就需要立即切断电源，检查接线是否正确。

8、机床精度和功能的调试

1）用地脚螺栓和垫铁精调机床床身的水平，找正水平后，移动机床上的立柱、溜板和工作台等，观察各坐标全行程机床的水平变化情况，并相应调整机床几何精度使之在公差围之。

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。

2）调整机械手和主轴、刀库的相对位置。

用手动方式分步进行刀具交换动作，检查抓刀、装刀、拔刀等动作是否准确恰当。

调整中，采用校对检验进行检测，有误差时可调整机械手的行程或移动机械手支座或刀库位置等。

3）带APC交换工作台的机床要把工作台运动到交换位置，调整托盘沿与交换台面的相对位置，达到工作台自动交换时动作平稳、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。

4）仔细检查数控系统和PLC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功能、安全措施、常用指令执行情况等。

例如，各种运动方式（手动、点动、自动方式等），主轴换档指令，各级转速指令等是否正确无误。

9、机床试运行

数控机床在安装调试后，应在一定负载或空载下进行较长一段时间的自动运行考验。

国家标准GB9061-88中规定：

自动运行考验的时间，数控车床为连续运转16h，加工中心为连续运转32h。

在自动运行期间，不应发生除操作失误引起以外的任何故障。

如故障排除时间超过了规定时间，则应调整后再次重新进行运转考验。

二注意事项

1控机床气动系统的安装调试注意事项

气动装置的气源容易获得，机床可以不必再单独配送动力源，装置结构简单，工作介质不污染环境，工作速度快，动作频率高，适合于频繁启动的辅助工作。

它在过载时也比较安全，不易发生过载损坏机件等事故。

在数控机床的主轴刀具自动夹紧与松开、主轴锥孔切屑的清理、刀库卸刀、机床防护门的自动开关、交换工作台自动吹屑清理定位基准面等机构中得到了广泛应用。

2气动系统安装调试时应注意：

（1）装前应对元件进行清洗，必要时要进行密封试验。

（2）类阀体上的箭头方向或标记，要符合气流流动方向。

（3）密封圈不要装得太紧，尤其是U形密封圈，否则阻力太大。

（4）动缸的中心线与负载作用力的中心线要同心，否则引起侧向力，使密封件加速磨损，活塞杆弯曲。

（5）统压力要调整适当，一般为0.6MPa。

（6）动三联件应工作正常。

3工作环境的要求

为了保持稳定的数控机床加工精度，工作环境必须满足以下几个条件：

（1）稳定的机床基础，做机床基础时一定要将基础表面找平抹平。

若基础表面不平整，机床调整时会增加不必要的麻烦。

做机床基础同时预埋好各种管道。

（2）适宜的环境温度，一般为10~30℃。

（3）空气流通、无尘、无油雾和金属粉末。

（4）适宜的湿度，不潮湿。

（5）电网满足数控机床正常运行所需总容量的要求，电压波动围85~110%。

（6）良好的接地，接地电阻小于4~7Ω。

（7）抗干扰，远离强电磁干扰如焊机、大型吊车、高中频设备等。

（8）远离振动源。

高精度数控机床做基础时，要有防震槽，防震槽中一定要填充砂子或炉灰。

三点检，管理与实施

1.开箱核查

数控设备到位后，设备管理部门要及时组织设备管理人员、设备安装人员、以及各采购员等开箱检查，如果是进口设备，还须有进口商务代理海关商检人员等。

检验的主要容是：

1）装箱单；

2）校对应有的随机操作、维修说明书、图样资料、合格证等技术文件；

3）按合同规定，对照装箱单清点附件、备件、工具的数量、规格及完好状况；

4）检查主机、数控柜、操作台等有无明显碰撞损伤、变形、受潮、锈蚀等，并填写“设备开箱验收登记卡”存档。

开箱验收如果发现货物损坏或遗漏，应及时与有关部门或外商联系解决。

尤其是进口设备，应注意索赔期限。

四设备的布线要求

根据机床说明书中的电气接线图和气、液压管路图，将有关电缆和管道按标记一一对号接好。

连接时特别要注意可靠的接触及密封，否则试机时，漏油、漏水，给试机带来麻烦。

油管、气管连接中要特别防止异物从接口中进入管路，造成整个液压、气压系统故障。

电缆和管路连接完毕后，做好各管线的固定，安装防护罩壳，保证整齐的外观。

1）外部电缆的连接主要指数控装置与MDI/CRT单元、强电控制柜、机床操作面板、进给伺服电动机和主轴电动机动力线、反馈信号线的连接等，这些连接必须符合随机提供的连接手册的规定。

地线连接一般采用辐射式接地法，即数控柜中的信号地与强电地、机床地等连接到公共接地点上，公共接地点再与相连。

数控柜与强电柜之间的接地电缆的截面积要在5.5mm2以上。

公共接地点与接触要好，接地电阻一般要求小于4~7Ω。

2）电源线的连接指数控柜电源变压器输入电缆的连接和伺服变压器绕组抽头的连接。

要注意国外机床生产厂家变压器有多个抽头，连接时必须根据我国供电的具体情况，正确地连接。

五安装过程的干扰

数控机床的干扰是指那些与信号无关的在信号输入、传输和输出过程中出现的一些不确的有害的电气瞬变现象,它使数控设备的运行稳性受到较大的影响。

干扰产生的原因主要在于生产车间的外部环境。

从软件和硬件上对数控机床进行改进,采用屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等措施,可以有效地提高数控机床的抗干扰能力,提高机床运行的稳定性和可靠性。

1干扰产生的原因

（1）来自供电电源的干扰

数控机床在实际使用过程中,由于电网覆盖围广,存在多种设备共享一个电网,尤其是电网部的变化,电源开关操作、雷击浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边,使电压暂变,导致电网电压波动。

此外,电源线在传输过程也会产生噪声以及快速瞬变的脉冲串,污染电网。

如果数控机床没有采用相应的措施消除干扰,还会将其它干扰信号馈入电网,从而影响电网上的其它设备的正常工作,给工业生产带来严重后果。

（2）来自电磁辐射的干扰

电磁或电场在自然界中无处不在。

工作中的数控机床,除了受到电场的作用外还受到了磁场的作用。

数控机床在运行过程中,由于工作环境的恶劣性,不可避免的会受到电磁干扰。

主要表现为:

静电效应通过电容耦合产生干扰,同时使高电压大电流动力线与信号线应分开走线,选用带屏蔽层的电缆。

对于磁场干扰,选用高导磁率的材料,如玻莫合金等,并适当增加屏蔽体的壁厚;用双绞线和屏蔽线,让信号线与接地线或载流回线扭绞在一起,以便使信号与接地或载流回线之间的距离最近;增大线间的距离,使得干扰源与受感应的线路之间的互感尽可能地小;敏感设备应远离干扰源强电设备变压器等。

（3）来自数字信号和模拟信号间的干扰

数控机床在工作过程中,由于整套设备涉及到的器件较多,既有AC380V、AC220V交流电信号,又有DV24V、DC5V的各种低压直流电信号。

用来传递信号的电缆,在走线过程中,如主轴变频器或进给轴的交流伺服驱动器连接模拟信号输出设备（数控系统）有时会由于模拟信号输出设备或由伺服驱动器或变频器产生的干扰引起误动作发生,影响设备的正常工作;用来传递I/O输入/输出信号的频率受到时钟频率和谐波干扰,加上线路走线不当,使数字信号线和模拟信号线不可避免的会受到外来干扰信号的干扰,各种信号线相互之间也会通过线间耦合等产生干扰。

2常用抗干扰的措施

2.1屏蔽技术

2.2隔离技术

3.3滤波技术

3.4接地技术

3.5软件抗干扰技术

参考文献:

[1]家霁.对我国数控系统可靠性的一些看法[J].中国机械工程,1998,（5）.

[2]发那科机电.FANUC数控系统的可靠性[J].制造技术与机床,2001,（9）

[3]海涛,强.CIMS环境下数控机床可靠性预计系统的研究与开发[J].制造技术与机床,2003,（11）.

[4]旭红.数控电火花机床电源柜抗干扰措施[J].

[5]机床与液压,2000,（6）