淺談數(shù)控機(jī)床安裝及檢驗(yàn)

周　強(qiáng)

近年來，社會(huì)對(duì)技能型人才的高需求促使職業(yè)院校加快了實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)。但不少基地在建設(shè)過程中不重視設(shè)備的安裝和調(diào)試環(huán)節(jié)，致使部分機(jī)床特別是數(shù)控機(jī)床無(wú)法達(dá)到預(yù)期要求，影響了設(shè)備的使用效率。數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試一般要按以下步驟來完成。

一、合理規(guī)劃

科學(xué)、最優(yōu)化的場(chǎng)地規(guī)劃，能提升現(xiàn)場(chǎng)管理水平，使現(xiàn)場(chǎng)管理朝著高效有序、整潔美觀的方向發(fā)展。實(shí)訓(xùn)車間還應(yīng)考慮給學(xué)生提供真實(shí)、現(xiàn)代的模擬生產(chǎn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的無(wú)縫銜接。

場(chǎng)地規(guī)劃主要考慮方便實(shí)習(xí)教學(xué)管理，是否預(yù)埋地腳螺栓和電源線布線、生產(chǎn)要求及安全等。數(shù)控機(jī)床對(duì)電源的要求比較高，電網(wǎng)的大幅波動(dòng)會(huì)引起較多的故障，電網(wǎng)質(zhì)量不高時(shí)要安裝穩(wěn)壓器。為保證使用安全與抗干擾，數(shù)控機(jī)床必需接地線，地線一般采用一點(diǎn)接地方式，截面積一般5.5mm2～14mm2。

二、基礎(chǔ)放線

依據(jù)設(shè)備布置圖和有關(guān)建筑物的軸線或邊沿線，劃定安裝基準(zhǔn)線。有相互排列關(guān)系的設(shè)備，應(yīng)放出共同的安裝基準(zhǔn)線，設(shè)置具體基礎(chǔ)位置線及基礎(chǔ)標(biāo)高線。基礎(chǔ)放線時(shí)要考慮平面的水平程度、凹穴尺寸，預(yù)埋地腳螺栓的標(biāo)高、深度和中心距等。

三、安裝設(shè)備

按設(shè)備裝箱清單和設(shè)備技術(shù)文件對(duì)安裝的機(jī)械設(shè)備逐一清點(diǎn)、登記和檢查，對(duì)其中的重要零部件還要按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，雙方簽字鑒證、移交后可開箱安裝設(shè)備。設(shè)備的安裝方式主要有剛性連接與彈性連接兩種：

1．剛性連接

剛性連接是在機(jī)床底座和預(yù)埋地腳螺栓的混凝土基礎(chǔ)間放置可調(diào)整機(jī)床水平的剛性墊鐵，同時(shí)將地腳螺栓放入基礎(chǔ)中的預(yù)留孔和機(jī)床底座的螺栓孔內(nèi)，先初步調(diào)平機(jī)床。在二次灌漿前將被灌漿表面清掃干凈，嚴(yán)禁有油垢和污物，再將混凝土砂漿灌入預(yù)留孔內(nèi)；待基礎(chǔ)二次灌漿混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75％時(shí)，調(diào)整墊鐵找平機(jī)床，達(dá)到規(guī)定的安裝水平后，擰緊地腳螺栓上的螺母。但在找平過程中，機(jī)床、墊鐵和基礎(chǔ)三者之間難免會(huì)接觸不良，只有在機(jī)床運(yùn)行一段時(shí)間后再調(diào)整水平，機(jī)床精度才能保持。

采用剛性連接的機(jī)床一般安裝在單獨(dú)的基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的厚度與機(jī)床的重量、剛性等因素有關(guān)。常見機(jī)床要求基礎(chǔ)的最小厚度和地腳螺栓預(yù)留孔的深度參考值如下表：

2．彈性連接

彈性連接是在機(jī)床底座和地坪間放置可調(diào)整機(jī)床水平的防振墊鐵，機(jī)床與墊鐵間用螺栓緊固，并將機(jī)床精確地調(diào)整到規(guī)定的水平位置。由于地坪與墊鐵間不需緊固，可省去施工基礎(chǔ)及二次灌漿等環(huán)節(jié)，機(jī)床安裝方便、時(shí)間短。一般中小型機(jī)床剛性好，移動(dòng)部件質(zhì)量小或機(jī)床需要上樓，多采用彈性連接來安裝。在選用墊鐵彈性件時(shí)，彈性件的剛度應(yīng)根據(jù)機(jī)床工作時(shí)的振動(dòng)情況來決定，為避免工作振動(dòng)，彈性件剛度可選大些。

機(jī)床底座上的地腳螺栓都是成組布置的，擰緊時(shí)必須按照正確的順序，才能使各個(gè)地腳螺栓受力一致、緊固均勻，也不會(huì)破壞已經(jīng)初平的設(shè)備位置。擰緊地腳螺栓的順序原則是從中間向兩邊對(duì)角交叉，嚴(yán)禁擰緊一邊后再擰另一邊或順序依次擰緊的錯(cuò)誤方法。中小型機(jī)床采用彈性連接時(shí)，一般要求地坪厚度大于120mm。

四、性能檢驗(yàn)

1．準(zhǔn)備功能

檢驗(yàn)各種插補(bǔ)指令、編程方式，坐標(biāo)系選擇，刀具補(bǔ)償、固定循環(huán)指令的準(zhǔn)確性。

2．輔助功能

檢查主軸啟動(dòng)和停止、正反轉(zhuǎn)、切削液、換刀等。

3．操作功能

檢查回參考點(diǎn)、Jog和MDI功能、進(jìn)給倍率調(diào)節(jié)、急停等。

4．通信功能

檢驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)送、接收正確性，在線加工可靠性。

5．顯示性能

檢驗(yàn)菜單、坐標(biāo)、程序顯示和模擬仿真的正確性。

6．其他功能檢驗(yàn)

機(jī)床性能檢驗(yàn)對(duì)象還包括潤(rùn)滑裝置、安全防護(hù)裝置、機(jī)床噪聲等。

五、精度檢驗(yàn)

精度檢測(cè)是機(jī)械設(shè)備安裝工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是安裝質(zhì)量的重要指標(biāo)，包括對(duì)機(jī)床幾何精度、工作精度、位置精度及重復(fù)定位精度等重要指標(biāo)。

1．幾何精度檢驗(yàn)

數(shù)控機(jī)床的幾何精度是綜合反映主要零部件組裝后的形狀誤差。主要包括主軸孔的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)、工作臺(tái)的平面度、各坐標(biāo)移動(dòng)方向的平行度、垂直度等。常用的檢測(cè)量具有大理石或金屬平尺、角規(guī)、高精度主軸芯棒、百分表、水平儀、準(zhǔn)直儀等。

2．位置精度檢驗(yàn)

數(shù)控機(jī)床的位置精度反映所測(cè)量機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件在數(shù)控裝置控制下所能達(dá)到的精度，數(shù)控機(jī)床位置精度有定位精度、重復(fù)定位精度和微量位移精度等。主要包括直線運(yùn)動(dòng)定位及重復(fù)定位精度、直線運(yùn)動(dòng)反向誤差、回轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)精度等，常用檢測(cè)量具有金屬線紋尺或步距規(guī)等。

3．加工精度檢驗(yàn)

機(jī)床的加工精度又稱動(dòng)態(tài)精度，可分為單項(xiàng)切削精度檢驗(yàn)和綜合試件檢驗(yàn)。

(1)單項(xiàng)切削精度檢驗(yàn)包括直線切削精度、平面切削精度、圓弧的圓度、圓柱度、螺紋檢測(cè)等。

(2)綜合試件檢驗(yàn)。根據(jù)單項(xiàng)切削精度檢驗(yàn)的內(nèi)容，設(shè)計(jì)一個(gè)包括大部分單項(xiàng)切削內(nèi)容的工件試切加工，以此確定機(jī)床的切削精度。對(duì)數(shù)控車床常車削包含圓柱面、圓弧面、錐面、槽、螺紋等多種形狀的綜合試件作為檢驗(yàn)試件。對(duì)數(shù)控銑床和加工中心測(cè)試工件要素包括鏜孔尺寸精度，及表面粗糙度、鏜孔的形狀及孔距精度、端銑刀銑平面的精度、立銑刀銑側(cè)面的直線精度及圓度精度、旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)90度側(cè)面銑刀銑削的角度精度、兩軸聯(lián)動(dòng)精度等。

對(duì)高精度機(jī)床的檢測(cè)，雷尼紹ML10激光干涉儀和QC10球桿儀被廣泛應(yīng)用。它可以進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的幾何精度和機(jī)床動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)，精度高、測(cè)量速度快，而且具備自動(dòng)線性誤差補(bǔ)償功能，可方便地恢復(fù)數(shù)控機(jī)床的精度。

在實(shí)際檢驗(yàn)工作中，很多用戶只在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)調(diào)一下機(jī)床的水平，再試加工一個(gè)零件。經(jīng)驗(yàn)表明，數(shù)控機(jī)床的正確安裝和調(diào)試是保證機(jī)床正常運(yùn)行，充分發(fā)揮其效能的首要條件。