机床的调试

7.1.2　机床的调试

1.机床通电试车

试车的目的是看机床的安装是否稳固，各传动、操纵、控制、润滑、液压等系统的工作状态是否正常及可靠。

首先，按照机床使用说明书给机床各润滑点加油，给油箱注入符合要求的液压油和润滑油，接通经过干燥脱水的压缩空气气源。通电时，应对各部件分别供电，都正确无误后再对整机供电。这样便于观察各通电部位有无故障报警。然后再用手动方式陆续启动各部件，检查安全装置是否起作用，能否正常运转。例如，液压系统启动后，先判断油泵转动方向是否正确，液压管路是否建立起油路压力，各液压元件是否工作正常，液压管路和接头有无渗漏，冷却装置工作是否正常等等。

向数控装置供电，确认数控装置是否正常工作，接口信号是否有误。然后进一步校核机床参数的设置是否符合机床说明书的规定。接通伺服系统电源，若CRT上无报警信号，可手动操作测试各坐标轴的运动是否正常，倍率开关是否起作用。检查各轴运动极限软件限位和限位开关工作情况，系统急停、复位按钮能否起作用。再进一步测试主轴正、反转及停止是否正常。换刀动作、夹紧装置、润滑装置、排屑装置的工作是否正常等。

机床初步运转后，对机床进行粗调整。主要包括对机床床身水平及垂直的调整，机床主要几何精度的调整，经过拆装的主要运动部件和主机相对位置的调整。这些工作完成后，对于用地脚螺栓固定机床的，可用快干水泥混凝土将各地脚螺栓预留孔灌平。待3～5天水泥固化后即可进行机床的精调。

2.机床精度和功能调试

利用固化地基和地脚螺栓垫铁精调机床床身水平。在这个基础上，移动床身上各运动部件，在各坐标轴全行程内观察机床水平的变化情况，并调整相应的机床几何精度，使之达到允差范围。对中型以上的数控机床，应采用多点垫铁支承，将床身在自由状态下调整水平。各支承点都顶住床身后，对称地压紧各地脚螺栓，以防产生额外的扭曲和变形，提高机床几何精度的保持性。

机床自动运动到刀具交换的位置，以手动操作方式调整装刀机械手和卸刀机械手相对于主轴的位置。在调整中常用一个校对芯轴来检验，有误差时，可以调整机械手的行程，修正换刀时主轴位置的坐标点等。调整后，紧固各调整环节的紧固螺钉，然后装上几把接近允许重量的刀柄，进行多次从刀库到主轴位置的自动交换，以动作正确无误，不撞击、不掉刀为合格。

带有交换工作台的机床，首先调整自动交换托盘装置与工作台托盘交换处的相对位置，达到托盘自动交换动作平稳。然后，进行加载试验，即在工作台装上允许负载的70%～80%的重物，进行多次反复地自动交换，完全正确无误后可固定各有关螺钉。

仔细检查数控系统和可变程序控制器的设定参数是否符合随机文件中规定的数据，然后试验各主要操作功能、运行行程、常用指令执行情况等，如手动操作方式、点动方式、自动运行方式、行程极限保护、主轴指令及其他指令等。执行应准确无误。检查辅助功能及附件的工作是否正常。通过对机床的上述检查和调试，为机床全面运行试验做好了充分准备。

3.机床的运行试验

由于数控机床的功能很多，为了保证其在使用中长期自动运行，在其安装调试结束后，必须对其工作可靠性进行检验。用户往往通过对整机在一定条件下较长时间的自动运行来检验数控机床的工作可靠性。一般分为空运行试验和负载试验。

（1）空运行试验　包括主运动和进给运动系统的空运行试验。其试验应按国家颁布的有关标准进行，现以加工中心为例。

无级变速的主传动，应对不少于12个转速等级，依次从低到高进行空运转，每个转速运行时间不少于2min。转速的实际偏差，不应超过约定值的−2%～6%。对最高转速的运行时间不应少于2h，使主轴前后轴承达到稳定温度后测量其温度不超过60℃。主传动系统的空运转功率按设计规定给予考核。对直线坐标轴上的运动部件，分别以低、中、高进给速度和快速（G00）进行空运行试验，各运动部件移动平稳，无爬行和振动现象。各级进给速度的实际偏差不小于给定值的−5%～3%。回转坐标轴的测试与直线坐标轴相似，其实际偏差不超过给定值的±5%。

（2）机床功能的试验　利用手动功能对机床功能进行试验。

①进行不少于10次的在主轴上进行锁刀、松刀、吹气试验；

②以中速对主轴进行10次正、反转、停止和准停试验；

③对进给系统，进行10种变速试验（包括低、中、高速和快速）；

④对分度工作台连续进行10次分度、定位试验；

⑤对交换工作台，连续进行3次交换进出试验；

⑥对刀库、机械手进行试验，特别是对重量、最长、直径最大的刀具进行试验，机械手最大承载试验，并测定换刀时间；

⑦对各指示器、按键以及外设进行试验；

⑧对其他附属装置进行试验。

（3）机床功能的试验　利用自动功能对机床功能进行试验。自动测试，是用程序控制机床各部位的动作进行试验。

①对机床主轴在中速时连续进行10次正转、反转启动，停止和定向准停试验。

②对主传动进行反复变速试验。

③对各坐标轴上的运动部件以低、中、高变速试验，以及在中速时连续进行正、反向的起动、停止和增量进给方式的操作试验。

④换刀试验，刀库中装满刀具，其中应包含有最大重量的刀具，以任选方式进行自动换刀试验，不少于5次。对最大重量的刀具还应在每个刀位进行试验。

⑤有交换工作台的机床，对交换工作台进行不少于5次的交换试验。

⑥对机床坐标联动、定位、直线和圆弧插补等功能进行试验。

（4）空负荷试验　在空运行和功能试验之后，要进行连续空载运行不少于8小时。这时可编制一个连续空运行试验程序，其内容包括：

①主轴低、中、高速的正转、反转、准停等。

②各坐标轴上的运行部件以低、中、高进给速度和快速正、反方向运行。运行时应接受最大加工范围，并选任意点进行定位。运行中不允许使用倍率开关，进给速度在高速和快速运行时间应不少于每个循环程序所用时间的10%。

③刀库各刀位上的刀具，自动换刀不少于2次。

④分度转台和数控回转工作台自动分度、定位。

⑤各坐标轴联动运行。

⑥交换工作台自动交换不少于5次。

⑦其他功能试验。

⑧循环程序之间暂停时间不超过0.5min。

（5）负荷试验　包括承载工件最大重量试验、最大切削扭矩试验、最大切削抗力试验和最大切削功率试验。

①承载工件最大重量试验，可把与设计规定的承载工件最大重量相当的重物置于工作台上，使载荷均匀分布。然后以最低、最高进给速度和快速运转。在最低进给速度运转时，应在接近行程的两端和中间往复运动，每处移动距离不少于20mm，对最高进给速度和快速运转时，应在全行程上进行，分别往复1次和5次。高速度运转应平稳，低速无爬行。

②主传动系统最大扭矩试验，一般使用端铣刀或硬质合金刀切削灰口铸铁。在主轴恒扭矩调速范围内选一转数，调整切削用量，使之达到设计规定的最大扭矩，机床应平稳工作。

③最大切削抗力试验，试验时使用端铣刀或麻花钻头，工件材料为灰口铸铁。在小于或等于机床设计转速范围内选一适当的主轴转速，调整切削用量使之达到设计规定的最大切削抗力。机床各部件应工作正常，过载保险装置应灵敏、可靠。

④主传动系统最大功率试验，使用端铣刀、试件为钢或铸铁。在主轴恒功率调速范围内选一适当转速，调整切削用量使之达到最大功率（主电机达到额定功率），机床工作正常且无颤振现象。