第五章 机床的安装调试和精度检测
数控机床的精度检测与调整方法
数控机床的精度检测与调整方法数控机床是现代制造业中不可或缺的一种设备，它的精度对于产品的质量和性能起着至关重要的作用。
本文将介绍数控机床的精度检测与调整方法，帮助读者更好地了解和应用这些技术。
一、精度检测方法1. 几何误差检测几何误差是数控机床精度的重要指标，包括直线度、平行度、垂直度、圆度等。
常用的几何误差检测方法有激光干涉仪、三坐标测量仪等。
通过这些设备，可以精确测量机床各个轴向的几何误差，并得出相应的数据。
2. 理论切削路径与实际切削路径对比在数控机床的加工过程中，理论切削路径与实际切削路径之间可能存在偏差。
通过对比理论切削路径与实际切削路径，可以判断数控机床的精度是否达标。
常用的方法是使用光学测量仪器，对切削路径进行高精度的测量和分析。
二、精度调整方法1. 机床结构调整数控机床的结构调整是提高其精度的重要手段。
首先，需要检查机床各个部件的紧固情况，确保机床的刚性和稳定性。
其次，根据几何误差的检测结果，对机床的导轨、滑块等部件进行调整，以减小误差。
2. 控制系统调整数控机床的控制系统对于其加工精度起着至关重要的作用。
通过调整控制系统的参数，可以改善机床的运动精度和定位精度。
常用的调整方法包括增加控制系统的采样频率、优化控制算法等。
3. 刀具与工件的匹配调整刀具与工件的匹配对于加工精度有很大影响。
在数控机床的加工过程中，需要根据工件的要求选择合适的刀具，并对刀具进行调整和校准。
同时，还需要对工件进行检测，确保其尺寸和形状与设计要求一致。
三、精度检测与调整的重要性数控机床的精度检测与调整是保证产品质量和性能的关键环节。
只有通过科学的检测方法，准确地了解机床的精度情况，才能及时采取相应的调整措施，提高机床的加工精度。
这对于提高生产效率、降低成本、提升产品竞争力具有重要意义。
四、未来发展趋势随着制造业的不断发展，数控机床的精度要求也越来越高。
未来，数控机床的精度检测与调整方法将更加精细化和智能化。
精品课数控机床机械装配与调试电子教案
第一章数控机床第一节数控机床的演变历程一、教学目的与要求（1）了解数控机床的发展史（2）了解数控机床的未来趋势（3）了解我国的现状二、教学重点与难点（1）数控机床的发展史（2）数控机床的未来趋势（3）我国的现状三、课时安排：1 课时四、教学内容引言从20 世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
进入21 世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。
机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。
随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。
本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。
（一）数控机床的发展历史第一台数控机床是1952 年美国帕森斯公司与麻省理工学院合作研制的三坐标数控铣床，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果。
数控机床的发展先后经历了电子管（1952年）、晶体管（1959年）、小规摸集成电路（1965 年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理机或微型机算机（1974年）等五代数控系统。
数控机床技术中的安装验收与调试程序
数控机床技术中的安装验收与调试程序数控机床是一种通过计算机控制的高精度自动化机械设备，广泛应用于制造业。
在使用数控机床之前，进行正确的安装验收和调试程序是至关重要的，因为这将确保机床的正常运行和稳定性。
本文将探讨数控机床技术中的安装验收和调试程序，并介绍一些常见的步骤和要点。
首先，在数控机床的安装验收前，需要对机床进行充分的准备，包括检查和调整机床各部件的位置、固定、润滑和清洁等。
此外，还需要正确连接数控系统和外设设备，并进行电气接地和连接线路的检查。
安装过程中还要注意确保机床的基础混凝土坚固、平整，并符合相关要求。
安装完成后，进行验收程序是必不可少的，以确保机床符合技术和质量要求。
验收程序的目的是检查机床的各个功能、性能和精度是否满足设定的要求。
常见的验收方法包括功能测试、精度测试和负载试运转。
功能测试是通过对机床进行通电和手动操作，检查各项功能是否正常。
例如，检查操作面板和控制系统是否工作正常，各个轴的运动是否顺畅无异常。
此外，还可以通过模拟程序运行来检查数控系统和编程功能是否正常。
精度测试是通过在机床上进行一系列精确的加工操作，检验加工结果的精度和质量。
常见的精度测试方法包括测量工件的尺寸、位置和轮廓等。
此外，还可以通过测量机床的回转精度、定位精度和重复定位精度等参数来评估机床的性能。
负载试运转是通过在机床上加载实际工作负载，检查机床运行时的稳定性和可靠性。
例如，在车床上进行实际的车削操作，或在铣床上进行实际的铣削操作。
通过观察加工结果和机床运行时的噪音、振动等指标，可以评估机床的稳定性和工作负载。
在安装验收后，进行调试程序是为了进一步优化机床的性能和精度。
调试程序可以分为机械调试和数控系统调试两部分。
机械调试包括对机床各个部位进行细致调整和校准，以保证机床的几何精度和运动性能。
例如，调整导轨的垂直度和平行度，校准主轴的同心度等。
机械调试的目标是使机床的各个部位达到最佳状态，以满足加工要求。
机床的加工精度检测和控制方法
机床的加工精度检测和控制方法随着科技的发展，机床加工精度已经成为制造业中一个十分重要的指标和评价标准。
机床加工精度的好坏不仅关系着产品的质量，还关系到企业的效益和竞争力。
因此，如何确保机床加工的精度已成为一个亟待解决的问题。
机床加工精度指的是加工件的尺寸精度、形位精度和表面光洁度等方面，在碳素钢等材料上的切削精度可达0.001毫米，而在高硬度金属或硬质合金上的切削精度也可达到0.003毫米。
想要保证机床加工的精度，就需要对加工过程进行不断的检测和控制。
一、加工精度的检测方法1. 单次加工检测法这种方法主要是针对短时间内完成刀具保持器固定的单个工件。
利用三坐标测量仪等检测仪器来检测工件的表面粗糙度，以及内部、外部结构等方面的精度误差。
2. 批量式检测法批量式检测法主要针对大批量的工件进行检测。
对工件的大小、长度、平面度、圆度、轴线偏差等方面的数据进行统计和衡量，以此来分析精度的稳定性。
批量式检测法一般采用计算机辅助检测系统。
3. 现场检测法现场检测法是指在机床的实际工作场地上开展的检测工作，这种方法能够检测出加工床的真实效果，能够更真切地反映出工作场地实际加工结果。
现场检测法一般采用可搭配于现场的微机、计算机等设备。
二、加工精度控制方法1. 加工工艺控制加工工艺控制是指在机床的加工过程中，对各项工艺参数进行控制，保证加工的精度。
这些参数包括加工速度、进给速度、切削深度等，一般采用参数控制技术。
2. 加工零部件控制机床的各个零部件也会影响加工的精度。
例如，磨削剂，润滑剂等。
所以，可以采用改良零部件的方法来提高加工的精度。
3. 管理控制管理控制就是指对机床的维护和管理进行控制，保证机床的使用寿命和稳定性。
只有把管理控制做好了，才能够保证机床加工的精度。
4. 软件控制软件控制是指通过计算机编制控制程序进行加工控制，保证加工的稳定性和精度。
这种方式一般采用数字化控制系统，在加工过程中实时检测和控制机床。
总之，机床加工精度的检测和控制是企业制造的重点之一。
数控机床的安装、调试与验收
ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2011 3128数控机床的安装、调试与验收文/张 一随着数控机床技术的发展，数控行业对从业人员的能力要求也在不断发生变化。
体现在除了对数控机床操作、编程有一定要求外，对于数控机床的使用和安装调试也有相关规定。
一、数控机床的安装与调试１．数控机床的初就位和组装在数控机床的初就位和组装过程中主要包括基础施工及机床就位：地基、防震沟的设施的建设；电力系统的供给机床的连接组装：机床机械、电气部分的组装。
２．数控系统的连接和调整第一，外部电缆的连接。
第二，电源线的连接。
第三，输入电源电压、频率及相序的确认：输入电源电压和频率的确认；电源电压波动范围的确认；输入电源电压相序的确认；确认直流电源输出端是否对地短路；接通数控柜电源，检查各输出电压；检查各熔断器。
第四，参数的设定和确认，短路棒的设定，参数的设定。
第五确认数控系统与机床间的接口。
３．通电试车通电试车前给机床加注规定的润滑油液和润滑脂，清洗液压油箱和过滤器，加注规定标号的液压油，接通气动系统的输入气源。
４．机床精度和功能的调试小型数控机床，整体刚性好，对地基要求也不高。
对大中型设备或加工中心，不仅要调整水平，还需对一些部件进行精确调整。
具体包括：精调机床床身水平；调整机械手与主轴、刀库的相对位置；工作台自动交换时平稳、可靠、正确；试验各种主要操作功能、安全措施、常用指令执行情况；辅助功能及附件的正常工作。
５．机床试运行带一定负荷条件下经过一段时间的自动运行。
二、数控机床的验收 １．开箱检验和外观检查检验的主要内容是：装箱单；核对应有的随机操作、维修说明书、图样资料、合格证等技术文件；按合同规定，对照装箱单清点附件、备件、工具数量、规格及完好情况；检查主机、数控柜、操作台等有无明显的碰撞损伤、变形、受潮、锈蚀，并逐项如实填写“设备开箱验收登记卡”存档。
２．机床性能及数控功能的检验（１）机床性能的检验。
第一，主轴系统性能。
可做低、中、高速运转。
数控机床的安装调试和验收.
数控机床的安装、调试和验收数控机床的验收是和安装、调试工作同步进行的,如机床开箱检查和外观检查合格后才能进行安装、调试工作。
一、开箱检验和外观检验开箱检验的主要内容有:1、装箱清单2、核对应有的技术文件(系统说明书、操作手册、维修手册3、按合同规定,清点机床附件、备件、工具的数量、完好等4、检查主机、数控柜、操作箱等有无明显的损伤、变形、锈蚀等,并逐项如实真写机床开箱记录单。
二、精度检验1、静态精度(单位:mm也称几何精度,是综合反映机床的各关键零部件及其组装后的几何误差。
普通立式加工中心几何精度检验的主要内容:1.1 床台X 轴方向运动之真直度(检验器具:水平仪1.2 床台Y 轴方向运动之真直度(检验器具:水平仪1.3床台顶面之平面度(检验器具:水平仪1.4床台运动之真直度(1(检验器具:直规、千分表1.5床台X轴方向之运动与其上面之平行度(检验器具:千分表1.6床台Y轴方向之运动与其上面之平行度(检验器具:千分表1.7 X轴方向运动与床台基准沟侧面之平行度(检验器具:千分表1.8各轴方向相互运动之直角度(检验器具:直角规、千分表1.9主轴中心线与床台面之直角度(检验器具:千分表1.10主轴孔内面之偏摆(检验器具:主轴试棒、千分表1.11主轴在Z轴方向之移(松动量(检验器具:主轴试棒、千分表2、定位精度检查(单位:mm数控机床定位精度,是指机床各坐标轴在数控系统的控制下运动所能达到的位置精度。
数控机床的定位精度可以理解为机床的运动精度。
定位精度主要取决于数控系统和机械传动误差。
定位精度的主要检验内容如下:2.1直线运动之定位精度(检验器具:激光干涉仪2.2直线运动之反复定位精度(检验器具:激光干涉仪3、切削精度检验(略(参考国标三、数控机床性能及数控功能检验1、机床性能的检验主要包括主轴系统性能、进给系统性能、ATC系统性能、电气装置、安全装置、润滑装置、气液装置及各附属装置等的性能。
数控机床性能的检测主要是通过试运转,检验各运动部件及辅助装置在启动、停止和运行中有无异常现象及噪声,润滑系统、油冷却系统以及各风扇等是否正常。
机床精度检测方法
大型数控机床验收的几个问题对集机、电、液、气于一体的进口大型数控机床(含加工中心)的验收，无论是预验收、还是最终验收，都是十分重要的。
它是对机床设计、制造、安装调试的质量，特别是对机床精度的总体检验。
它直接关系到机床的功能、可靠性、加工精度和综合加工能力。
然而在实际验收中，常常会出现一些带有技术性或管理性的问题。
如果不能得到及时的正确处理，将会影响到机床的验收质量。
1 定位精度的检测检测机床的定位精度，常用标准有两种：·德国VDI/DGQ3441标准(机床运行精度和定位精度的统计方法)。
·美国AMT标准(美国机械制造技术协会制定)。
用两个标准，测量数据的整理均采用数理统计方法。
即沿平行于坐标轴的某一测量轴线选取任意几个定位点(一般为5～15个)，然后对每个定位点重复进行多次定位(一般为5～13次)。
可单向趋近定位点，也可以从两个方向分别趋近，然后对测量数据进行统计处理，求出算术平均值。
进而求出平均值偏差、标准差、分散度。
分散度代表重复定位精度，它和平均值偏差一起构成定位精度，两者之和是在任意两点间定位时可能达到的最大定位偏差。
由于被测坐标轴长度不尽相同，因而其定位精度的线性允差的给定方式不应是单一的，而应有所区别。
国标GB10931-89数字控制机床位置精度的评定方法中规定，轴线定位精度线性允差的给定方式主要有以下几种：·在全行程上规定允差；·根据被测对象长度分段规定允差；·用局部公差方式规定允差；既规定局部公差，同时也规定全行程允差。
东方汽轮机厂从德国科堡(COBURG)公司进口工作台5m×17m的数控龙门铣床(下称龙门铣)，共有X、Y、Z、W四个坐标轴。
只有Z轴长度小于2m、最长的X轴全行程为17.70m；从意大利贝拉尔蒂(BRERADI)公司进口的镗杆直径250mm的落地式数控镗铣床，X轴(立柱移动)长23m，Y轴(镗头升降)长7m。
数控机床的安装调试及保养维修
二、 数控机床的故障诊断
自诊断方法
１．启动诊断 ２．在线诊断
３．离线诊断
三、 数控机床的故障处置
１．故障的种类
（１） 系统当时处于何种方式。 （２） 在发生故障时如系统没有显示报警，这时需通过诊断画面检查系统 处于何种状态。 （３） ＣＲＴ 上是否有报警，报警号是什么。 （４） 定位误差超差情况。 （５） 如故障是刀具轨迹超差，那么此时的机床速度是多少等。
二、 新机床数控系统的连接与调整
（１） 数控系统的开箱检查。 （２） 外部电缆的连接。 （３） 数控系统电源线的连接。 （４） 设定的确认。 （５） 输入电源电压、频率及相序的确认。 （６） 确认直流电源的电压输出端是否对地短路。 （７） 数控柜通电，检查各输出电压。 （８） 确认数控系统各种参数设定系统（包括 ＰＬＣ）参数设定。 （９） 确认数控系统与机床侧的接口。 （１０） 纸带阅读机光电放大器的调整。
３．ＣＮＣ 电箱通电
４．ＭＤＩ（手动数据输入）试验
５．ＥＤＩＴ（编辑）功能试验
６．自动（ＡＵＴＯ）状态试验
７．外围设备试验
第2 节 数控机床的保养维修
一、 数控机床保养的概念
１．系统的可靠性
衡量系统可靠性的两个基本参数是故障频次和相关运行时间。
２．数控机床的利用率
３．数控系统的日常维护
（１） 制定数控系统日常维护的规章制度。 （２） 应尽量少开数控柜和强电柜的门。 （３） 定时清扫数控柜的散热通风系统。 （４） 数控系统输入／输出设备的定期维护。 （５） 定期检查和更换直流电动机电刷。 （６） 经常监视数控系统用的电网电压。 （７） 定期更换存储器用电池。 （８） 数控系统长期不用时的维护。 （９） 备板的维护。 （１０） 做好维修前的准备工作。
机床精度检测与调整床身导轨的调整
4.5.1床身导轨的调整
学习目标
知识目标——1.导轨在竖直平面内的直线度检测
技能目标——掌握导轨在竖直及水平面内的直线度 检测方法
情感目标——养成善于观察、独立思考的良好习惯
重点与难点
学习重点：检测量具的正确使用 学习难点： 检测方法及要求
引入策略
导轨在竖直平面内的直线度误差，车内外圆时 ，刀具纵向移动过程中高低位置发生变化，较小影 响工件素线直线度；导轨在竖直平面内的平行度误 差，车内外圆时，刀具纵向移动过程中前后摆动， 较大影响工件素线的直线度。
检验简图如图4-47所示，允差值见表4-1。 1.将水平仪放置在床鞍横向位置f处，等距离移
动床鞍检验(其移动距离同上)。 2.水平仪在全部测量长度上读数的最大代数差值，
即是该导轨的平行度误差。
3.调整。如发现本项检验精度超差，可对机床机 床的导轨进行刮研；重新进行调整，直至达到规定 要求后方可进行以下几何精度项目的检验。
0.02凸
0.025凸
局部公差 在任意250测量长度上
0.0075
0.01
Dc＞1000 最大工件长度每增加1000允差增加值
0.01
0.015
局部公差 在任意500测量长度上
0.015
0.02
0.04/1000
注：1. Da表示最大工件回转直径。2. Dc表示最大工件长度。 3. 局部公差指的是在导轨两端Dc/4测量长度上局部公差可以加倍。
学习内容
一、导轨在竖直平面内的直线度检测 检验简图如图4-47所示图
表4-1
允差值
检验项目 导轨在垂直平面内的直线度 导轨在垂直平面内的平行度
允差/mm
Da≤800
机床精度的提高和调试技术
机床精度的提高和调试技术机床作为制造业的重要基础设施，对于工业生产的质量和效率有着至关重要的作用。
而机床的精度和调试技术则是保证机床功能稳定与精准的关键。
因此，如何提高机床的精度以及选择正确的调试技术，成为现代制造业的重要课题之一。
一、机床精度的分类和提高技术机床精度是指机床在加工过程中能达到的准确度，具体包括位置精度、重复定位精度、几何精度、平面度、圆度等多个方面。
1.提高位置精度机床的位置精度是机床各个可动部件和刀具锥尺之间的距离差异。
在机床使用中，常会出现因为工作台、刀具的摆动等问题导致位置精度出现偏差。
解决该问题，需要选用优质的滑轨和机床床身材质，尽量减少机床零部件的变形和磨损，同时严格控制加工过程中的温度变化，以确保机床的位置精度。
2.提高重复定位精度重复定位精度指的是机床在多次工件加工过程中，工件能在相同的位置加工。
提高重复定位精度的关键是减少机床零部件在各种因素影响下的误差，包括加工力、热变形、机床震动等。
针对这些因素，可以通过优化机床床身结构、选用高品质的刀具和夹具，加强机床的稳定性，进而提高机床的重复定位精度。
3.提高几何精度几何精度主要包括平行度、垂直度、角度等方面，是衡量机床的精度的重要指标。
在加工过程中，机床的工作台、刀具、刀柄等部位的变形都会影响到几何精度。
要提高几何精度，需要由专业技术人员进行测试分析，发现并排除问题。
二、常用机床调试技术随着人们对机床精度的要求越来越高，机床调试技术也在不断提高。
下面介绍一些常用的机床调试技术：1.加工误差检查法加工误差检查法是通过加工检测以发现机床误差问题的调试方法，一般是将工序分成多道工序，将要检测的工件进行多次加工，通过检测每种工序的精度，可以得出机床加工误差的位置与情况。
2.锤击校准法锤击校准法是一种简单易行的机床调整方法，采用金属锤轻击机床或工件，通过听觉判断与震动感觉来进行校准。
这种方法不需要任何特殊的设备，操作简单，但需要专业技术人员进行操作。
数控机床和安装及调试
(二）卧式数控车床几何精度检验
定位精度的检验
数控机床的定位精度是测量机床各坐标轴在数控系统控制下 所能达到的位置精度。
1、直线运动定位精度 这项检测一般在空载条件下进行，对所测的每个坐标轴在全
行程内，视机床规格，分每20mm、50mm或l00mm间距 正向和反向快速移动定位，在每个位置上测出实际移动距 离和理论移动距离之差。
几何精度检验，又称静态精度检Байду номын сангаас，是综合反映机床关键 零部件经组装后的综合几何形状误差。 数控机床的几何精度的检验工具和检验方法类似于普通机床， 但检测要求更高。
几何精度检测测试条件：
1、地基完全稳定、地脚螺栓处于压紧状态下进行。
2、机床各坐标轴往复运动多次，主轴按中等的转速运转 十多分钟后进行。在预热状态下进行。
1、外圆车削
试件长度取床身上最大车削直径的1／2，或最大车削长度 的1／3，最长为500mm，直径大于或等于长度的1／4。
精车后圆度小于0.007mm，
直径的一致性在200mm测量长度上小于0.03mm(机床加 工直径小于或等于800mm时)。
2、端面车削
试件外圆直径最小为最大加工直径的1／2。精车后检验其 平面度，300mm直径上为
数控系统的验收
CFTN为“1”表示正在执行M、S、T功能; CMTN为 "1"表示正在执行自动运行指令; CDWL为 "1"表示正在执行暂停; CINP为 "1"表示正在进行到位检测; COVZ"l"表示倍率为0%; CITL为"1"表示互锁信号接通; CSCT为 "1"表示等待主轴速度到达信号接通
太高。
5、回转工作台的定位精度
机床的安装调试和检测验收
大中型数控机床的安装调试和检测验收1．机床主体初就位和连接用户在机床到达之前应按机床制造商提供的机床基础图做好机床基础，在安装地脚螺栓的部位做好预留孔。
当数控机床运到用户后，按开箱手续把机床部件运至安装场地。
然后，按说明书中介绍把组成机床的各大部件分别在地基上就位。
就位时，垫铁、调整垫块和地脚螺栓等相应对号入座，然后把机床各部件组装成整机部件组装完成后就进行电缆、油管和气管的连接。
机床说明书中有电气接线图和气、液压管路图，应据此把有关电缆和管道按标记一一对号接好。
此阶段注重事项如下：1）机床拆箱后首先找到随机的文件资料，找出机床装箱单，按照装箱单清点各包装箱内零部件、电缆、资料等是否齐全。
2）机床各部件组装前，首先去除安装连接面、导轨和各运动面上的防锈涂料，做好各部件外表清洁工作。
3）连接时非凡要注重清洁工作和可靠的接触及密封，并检查有无松动和损坏。
电缆插上后一定要拧紧紧固螺钉，保证接触可靠。
油管、气管连接中要非凡防止异物从接口中进入管路，造成整个液压系统故障，管路连接时每个接头都要拧紧。
电缆和油管连接完毕后，要做好各管线的就位固定，防护罩壳的安装，保证整洁的外观。
2．数控系统的连接和调试（1）数控系统的开箱检查无论是单个购入的数控系统还是与机床配套整机购入的数控系统，到货开箱后都应进行仔细检查。
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动机、主轴控制单元和主轴电动机。
（2）外部电缆的连接外部电缆连接是指数控装置与外部MDI/CRT单元、强电柜、机床操作面板、进给伺服电动机动力线与反馈线、主轴电动机动力线与反馈信号线的连接及与手摇脉冲发生器等的连接。
应使这些符合随机提供的连接手册的规定。
最后还应进行地线连接。
（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。
（4）设定的确认数控系统内的印刷线路板上有许多用跨接线短路的设定点，需要对其适当设定以适应各种型号机床的不同要求。
先进机床的检测精度和校准技术
激光对刀仪为验证刀具的尺寸提供了一个快速的自动化方法，特别在模具制造中，对检验长期加工后的刀具磨损，起着关键的作用。激光对刀仪是高速、高精度调刀和检测刀具断裂的有效方法，具有良好的成本效益，在工作状态下，当刀具通过激光束分度或以正常的速度旋转时，它能迅速地测量其长度和直径。 随主轴速度工作的激光检测可鉴别因主轴、刀具和刀座夹持不协调和径向振动而引起的误差，这一功能是采用静态对刀系统是无法实现的。有些NC数控对刀仪可以在最高横向行程时检测断。
今天标准机床所能达到的精度和重复精度已经接近过去只有CMM坐标测量机才能达到的水平。这一功能可以使机床本身在关键的加工工艺阶段，用探针对工件进行自动检测。一旦机床安装了测量仪器，测量探针就变成了操作员的CNC测量计。检测程序可作为加工工艺中的一部分进行编程，并在各个点上自动运行，检测尺寸和位置以及提供必要的补偿。 这样可免除操作人员使用千分表和塞规进行测量，并消除人为因素造成控制系统中卡具、零件和刀具偏置所引起的误差。机上检测已成为工艺的一个部分，这是一个经过改进的强大的工艺工具，可在最短的生产时间内，第一次就制造出合格的零件。
现代的机床都具备测试和校准技术，而且也能够提供这种技术，这样车间能够保证机床的精度并且正常运行。越来越多的工厂和大型车间拥有自己的激光干涉仪和电子设备，而小的工厂则可以通过各种渠道，利用商业化方式，以具有竞争性的价格通过租赁的方式获得设备以及检测服务。 实际上，现在可以为任何车间提供伸缩式球杆检测器，用于机床的快速检测，只要15min就可完成检测任务，以维护机床的加工精度。采用球杆检测可以精确地评价机床的几何精度、正圆度和粘/滑误差、侍服增益误配、振动、齿隙、重复精度和标尺的误配。一些球杆软件可以根据ISO230-4和ASMEB5.54和B5.57标准提供特定误差的诊断，然后提供一份普通的英语清单，按照对机床精度的整体影响顺序，列出各种误差的来源。这可以使机床维修人员直接针对有问题的地方进行处理。
机床数控系统的校准与调试技术
机床数控系统的校准与调试技术机床数控系统在现代工业生产中起着至关重要的作用，它能够实现自动化、精确控制和高效生产。
然而，为了保证机床数控系统的正常运行和达到预期的精度要求，校准与调试工作显得尤为重要。
本文将介绍机床数控系统的校准和调试技术，以帮助工程师更好地进行相关工作。
一、机床数控系统的校准技术1. 几何误差校准机床数控系统的几何误差主要包括直线插补误差、圆弧插补误差和坐标系误差。
几何误差校准的目的是通过调整机床各个轴线的运动参数，使得实际运动轨迹与理论轨迹尽量一致。
首先，需要进行轴线直线度校准。
通过测量轴线的直线度误差，并调整相应的参考点，可以使得轴线的运动更加精确。
其次，圆弧插补误差校准是为了保证机床的圆弧插补运动能够实现高精度的运动轨迹。
最后，坐标系误差校准是为了消除坐标系变换带来的误差，需要通过仔细测量和调整机床的坐标系。
2. 系统刚度的校准机床数控系统的刚度是指在加工中所受外力作用下，机床各个轴线的变形程度。
刚度的大小直接影响着加工精度和工件质量。
因此，刚度校准是非常重要的一个环节。
在刚度校准过程中，一般会通过力传感器等设备来测量机床各个轴线的变形情况。
然后，根据测得的数据进行分析，找出影响刚度的关键因素，并进行调整和优化。
校准后的机床能够更好地抵抗外力的影响，从而提高加工精度和稳定性。
3. 系统精度补偿机床数控系统的精度补偿是通过软件或硬件方式来纠正机床在加工过程中产生的误差。
根据加工要求和测量结果，可以将误差信息输入到数控系统中，系统将自动进行误差补偿，从而提高加工精度。
精度补偿主要包括长度补偿、半径补偿和磨损补偿。
长度补偿是根据测量结果对轴向误差进行修正，以提高工件的几何尺寸精度。
半径补偿是对圆弧插补误差进行修正，保证加工出的圆弧轨迹准确无误。
磨损补偿是通过监测关键部件的磨损程度，及时进行调整和更换，以保证系统的可靠性和稳定性。
二、机床数控系统的调试技术1. 系统参数的调试机床数控系统的参数调试是指对系统的各项参数进行合理设置和调整，以保证系统能够稳定工作和达到预期的性能要求。
机床精度测量方法
在机床完成空运行及相关功能检测后，数控机床的安装调试过程就进入了精度检验环节，这个环节也是用户和设备提供方最关心和最重要的环节，也是设备检测验收中最常见的环节。
数控机床全部检测验收是一项复杂的工作，对检测手段及技术要求也很高。
它需要使用各种高精度的仪器，对机床的机、电、液、气等各部分性能及整机综合性能进行检测，最后才能对该机床得出综合结论。
这项工作目前在国内只有国家权威部门（如国家机床质量监督检验中心）才能进行。
对一般的数控机床用户、购买一台价格昂贵的数控机床后，千万不要吝啬几千元的验收费用，至少应对数控机床的几何精度、位置精度、工作精度及功能等重要指标进行验收，确保达到合同所约定的验收标准的要求，并将这些数据保存好，以作为日后机床维修调整时的依据。
同时要对采购合同中约定的重要条款进行详细的检验验收。
（一）、直线度1、一条线在一个平面或空间内的直线度，如数控卧式车床床身导轨的直线度；2、部件的直线度，如数控升降台铣床工作台纵向基准T形槽的直线度；3、运动的直线度，如立式加工中心X轴轴线运动的直线度。
长度测量方法有：平尺和指示器法，钢丝和显微镜法，准直望远镜法和激光干涉仪法。
角度测量方法有：精密水平仪法，自准直仪法和激光干涉仪法。
（二）、平面度（如立式加工中心工作台面的平面度）测量方法有：平板法、平板和指示器法、平尺法、精密水平仪法和光学法。
（三）、平行度、等距度、重合度线和面的平行度，如数控卧式车床顶尖轴线对主刀架溜板移动的平行度；运动的平行度，如立式加工中心工作台面和X轴轴线间的平行度；等距度，如立式加工中心定位孔与工作台回转轴线的等距度；同轴度或重合度，如数控卧式车床工具孔轴线与主轴轴线的重合度。
测量方法有：平尺和指示器法，精密水平仪法，指示器和检验棒法。
（四）、垂直度直线和平面的垂直度，如立式加工中心主轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度；运动的垂直度，如立式加工中心Z轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度。
第五章 机床的安装调试和精度检测
第二节 机床的试车和验收
(2)平面度检验 图5-19a所示的C面和图5-19b所示的S面(均用端 铣)的平面度误差不大于0.02mm。 (3)平行度检验 S面对基准面的平行度误差不大于0.03mm。 (4)垂直度检验 S、C、D三面相互间的垂直度，在测量长度为100 mm时，允差为0.02mm；在长度为150mm时，允差为0.025mm；在长 度为250mm时，允差为0.03mm。
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二、机床安装的程序和工作内容
(1)机床定位 按地基图在基础上划出机床的中心线，检查各地脚 孔中心位置和各平面的标高是否符合图纸要求，以便安装时能正 确定位。
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第一节 机床的安装和调试
(2)吊装机床 吊装前将机床外表面擦净，并在地基上的适当位置 安放临时垫铁。 (3)灌注地脚孔混凝土 所用混凝土要比基础用混凝土高一个标号， 石子尺寸要小于20mm，灌注时要仔细认真捣实，并检查地脚螺栓， 如有歪斜要及时扶正。 (4)安装垫铁 在地脚孔混凝土经养护达到要求强度后，把机床上 的地脚螺母取下后将机床吊离基础放在一旁。 (5)调整安装水平 目的是保持机床的稳固性，减少振动，防止变 形和避免不合理的磨损，以确保加工精度。
金属切削机床
沈志雄 主编
电子 教案
第五章 机床的安装调试和精度检测
本章应知
1.了解机床安装的基础知识、步骤 和主要内容。 2.了解机床精度检验方法。
本章应会
1.机床开箱检查的各项工作。 2.机床的安装，调整水平工作。 3.机床精度的检验。
一、机床安装基础
图5-7 主轴轴向窜动、径向圆跳动和轴肩支承面跳动检验
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第二节 机床的试车和验收
(4)床鞍移动对主轴轴线的平行度 将百分表固定在床鞍上(图58)，使其测量头触及检验棒的表面，a位置在垂直平面内，b位置 在水平面内。
数控机床的安装调整及测试
一、开箱检查
1、一台数控机床送达用户后，用户应组织有关人员做开箱检查。首先 找到随机装箱清单及随机技术文件，即机械部分使用说明书，数控方面的 编程手册、维修手册及操作手册等的使用说明书，对箱内物品逐一核查， 其内容如下： 1）包装箱是否完好，机床有无明显损坏，导轨有无锈蚀现象，特别是 在高湿地区； 2）技术资料是否齐全； 3）机床的附件是否齐全（车床夹头扳手、刀架扳手、顶尖、跟刀架、 对刀仪等）； 4）机床的备件是否齐全（含油轴承、同步皮带、平皮带等）； 5）工具、刀具（可转位车刀、铣刀及可转位刀片、数控机床刀库用的 刀柄）； 6）安装附件（调整垫铁、地脚螺丝等）。 在开箱检查中，如果发现机床损坏，备件缺少时应书面通知制造厂家， 由制造厂家处理。开箱检查是我们的产品进入用户的第一关，必须做好工 作，过好第一关。 2、用户根据机床使用说明书的要求，做好机床的基础，然后按照机 床使用说明书的方法吊装机床，落位到机床基础上。
二、安装
1、机床基础概述 1.1 对机床基础的要求 A、必须按说明书中标明的水泥的标号及混凝土的标号制作机床基础； B、远离热源，避免阳光直射及其他热辐射； C、远离振源，无法远离时应挖防振沟； D、避免潮湿，影响电器的接触及工作的可靠性 E、避免电磁干扰，远离强磁场，如远离高频电炉等用电设备。
1.2 关于机床基础的一般知识 A、机床基础的作用 机床基础埋置在地基上，地基土在载荷的作用下将产生变形，地基变 形超过机床基础允许限度时，基础就会开裂和倾斜，载荷大到一定程度时， 土体便会因剪切破坏而丧失稳定性，造成机床基础的损坏。因此，应使地 基土有足够的承载能力。地基土允许承载能力是指在保证地基稳定的条件 下，构筑物的沉降量不超过允许值的地基承载能力。 B、地基土的分类 地基土分为沙土、红粘土、淤积土（沿海） 砂土允许承载力[R]tf/m2 实密度
项目：机床安装验收及几何精度检验与维护
机床的验收试验
三、机床的精度检验 使用机床加工工件时，工件会产生各种加工误差。
如在车床上车削外圆，会产生圆度误差和圆柱度 误差；车削端面时，会产生平面度误差和平面相 对主轴回转轴线的垂直度误差等。这些误差的产 生，与车床本身的精度有很大关系。因此，对车 床的几何精度进行检验，使车床的几何精度保持 在一定得范围内，对保证机床的加工精度是十分 必要的。国家对各类通用机床都规定了精度检验 标准，标准中规定了精度检验项目、检验方法及 允许误差等。
用卡盘车削工件时，主轴轴线对溜板移动在垂直 平面内的平行度误差会引起圆柱度误差，在水平 面内的平行度误差会使工件产生锥度误差。
机床的检验的方法是，在规定的试件材料、尺 寸和装夹方法以及刀具材料、切削规范等条件下， 在机床上对试件进行精加工，然后按精度标准检 验其有关精度项目。
（3）大修 大修前，须对机床进行全面预检，必要时对磨损件 进行测绘，制定大修预检单，作好各种配件的预购或制造工作。
大修工作以维修工人为主进行。维修时，拆卸整台机床，对所 有零件进行检查；更换或修复不合格的零件，修复大型的关键 件；修刮全部刮研表面，恢复机床原有精度并达到出厂标准； 对机床的非重要部分都应按出厂标准修复。然后，按机床验收 标准检验，如有不合格项目，须进一步修复，直至全部符合国 家标准
机床的验收试验 2.主轴的精度检验 （1）主轴的轴向窜动，轴肩支承面的端 面圆跳动
1）主轴的轴向窜动 在主轴中心孔内插 入一短检验棒，检验棒端部中心孔内置 一钢球，千分表的平测头顶在钢球上,对 主轴施加一轴向力，旋转主轴进行检验。 千分表读数的最大差值就是主轴的轴向 窜动误差值。
2）主轴轴肩支承面的端面圆跳动 将千 分表测头顶在主轴轴肩支承面靠近边缘 外，对主轴施加一轴向力，分别在相隔 90°的四个位置上进行检验，四次测量 结果的最大差值就是主轴轴肩支承面的 端面圆跳动误差值。
数控机床装调维修技术课件 5.0项目五 数控机床的精度检测
a.横向导轨 在水平平面 内的直线度
精密 b.横向导轨的平行度 水平仪
在溜板上横向放一水平仪，等距离移动溜板检验( 移动距离同a)
a.用指示器和检验棒检验，将指示器固定在溜板
上，使其测头触及主轴和尾座顶尖间的检验棒表
G2
溜板移动在 水平面内的 直线度
Dc≤500时,0.015 500<Dc≤1000时 ,0.02
（1）了解水平仪的工作原理。 （2）掌握水平仪的使用和读数方法。 （3）了解数控车床纵向导轨在垂直平面内的直线度检测方法。
6
任务5.1 数控车床的精度检测
5.1.1 任务要求
5.1.2 知识与能力目标
5.1.3 任务准备
5.1.4 任务方案
5.1.5 任务实施
5.1.6 任务总结评价
5.1.7 知识和技能拓展
a. 在300测量长 度上为0.02（只 许向上偏） b. 在 300 测 量 长 度 上 为 0.015 （只许向前偏）
指示器和 检验棒
指示器固定在溜板上，使其测头触及检验棒的表 面： a．在垂直平面内； b．在水平面内。 移动溜板检验。 将主轴旋转180度，再同样检验一次。 a 、b误差分别计算。两次测量结果的代数和之半， 就是平行度误差
Dc每增大1000，允差增加0.01
0.040/1000
实测
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任务5.1 数控车床的精度检测
5.1.1 任务要求
5.1.2 知识与能力目标
5.1.3 任务准备
5.1.4 任务方案
5.1.5 任务实施
5.1.6 任务总结评价
5.1.7 知识和技能拓展
任务5.1 数控车床的精度检测
5.1.2 知识与能力目标
a.指示器 和检验棒 b.钢丝和 显微镜
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第二节 机床的试车和验收
3)主轴轴肩支承面跳动的检验，如图5-7c所示，测头触在主轴轴 肩支承面上，旋转主轴一周，最大读数差即为轴肩支承面跳动误 差。 4)主轴轴线的径向圆跳动的检验，如图5-7d所示，将检验棒插入 主轴锥孔内，固定百分表，使其测量头分别触及检验棒表面的a、 b两位置。
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第二节 机床的试车和验收
金属切削机床
沈志雄 主编
电子 教案
第五章 机床的安装调试和精度检测
本章应知
1.了解机床安装的基础知识、步骤 和主要内容。 2.了解机床精度检验方法。
本章应会
1.机床开箱检查的各项工作。 2.机床的安装，调整水平工作。 3.机床精度的检验。 4.机床工作精度的检验。
第一节 机床的安装和调试
一、机床安装基础
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第二节 机床的试车和验收
图5-11 横向刀架移动对主轴轴线垂直度的检验
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第二节 机床的试车和验收
一、静态检查
1)用手转动各传动件，应运转灵活。 2)变速手柄和换向手柄应操纵灵活，定位准确、安全可靠。 3)移动机构的反向空行程量应尽量小，直接传动的丝杠，不得超 过回转圆周的1／30r；间接传动的丝杠Байду номын сангаас空行程不得超过1／20r。 4)各移动部件(车床顶尖套、溜板、铣床工作台等)在行程范围内 移动时，应滑动灵活而无阻滞，手轮转动轻快，锁紧机构灵敏无 卡死现象。
二、机床安装的程序和工作内容
(1)机床定位 按地基图在基础上划出机床的中心线，检查各地脚 孔中心位置和各平面的标高是否符合图纸要求，以便安装时能正 确定位。
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第一节 机床的安装和调试
(2)吊装机床 吊装前将机床外表面擦净，并在地基上的适当位置 安放临时垫铁。 (3)灌注地脚孔混凝土 所用混凝土要比基础用混凝土高一个标号， 石子尺寸要小于20mm，灌注时要仔细认真捣实，并检查地脚螺栓， 如有歪斜要及时扶正。 (4)安装垫铁 在地脚孔混凝土经养护达到要求强度后，把机床上 的地脚螺母取下后将机床吊离基础放在一旁。 (5)调整安装水平 目的是保持机床的稳固性，减少振动，防止变 形和避免不合理的磨损，以确保加工精度。
5M6.TIF
(3)主轴的径向圆跳动、轴向窜动和轴肩支承面的端面圆
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第二节 机床的试车和验收
跳动 1)主轴轴向窜动的检验，如图5-7a所示，将锥度标准检验棒插入 主轴锥孔中，在检验棒中心孔中置一钢珠，然后将百分表测头触 在钢珠上，转动主轴一周，最大读数差即为主轴向窜动误差。 2)主轴轴颈径向圆跳动的检验，如图5-7b所示，测头触在主轴颈 部定位圆柱面上，旋转主轴一周，最大读数差即为径向圆跳动误 差。
1.机床安装基础的作用 2.机床安装基础的种类 (1)普通结构的基础 普通结构的基础又可分为专用基础和通用基 础两种。
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第一节 机床的安装和调试
(2)防振基础 如图5-2所示。
图5-2 防振基础 1—隔墙 2—木板 3—炉渣等防振材料
3.对机床安装基础的要求
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第一节 机床的安装和调试
1)中、小型机床安装在混凝土地面上的界限及地面的厚度，应按 工业建筑设计规范的国家标准规定执行。 2.表中基础厚度指机床底座下承重部分的厚度，当坑、槽深于基 础底面时，仅需局部加深。 3)重型机床、精密机床应安装在单独基础上。 4)机床安装在单独基础上时，基础平面尺寸应不小于机床支承面 积的外廓尺寸，应考虑安装、调整和维修时所需要的尺寸。
图5-7 主轴轴向窜动、径向圆跳动和轴肩支承面跳动检验
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第二节 机床的试车和验收
(4)床鞍移动对主轴轴线的平行度 将百分表固定在床鞍上(图58)，使其测量头触及检验棒的表面，a位置在垂直平面内，b位置 在水平面内。
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第二节 机床的试车和验收
5M8.TIF
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第二节 机床的试车和验收
(5)丝杠轴向窜动的检验 在床面上放一磁座百分表，表的测量 头触及丝杠顶尖孔内用黄油粘住的钢球，如图5-9所示。 (6)主轴与尾座两顶尖的等高度检验 在主轴与尾座顶尖间装入检 验棒，将百分表固定在溜板上，使其测量头在垂直平面内触及检 验棒，如图5-10所示，移动溜板在检验棒的两极限位置上进行检 验。
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第二节 机床的试车和验收
4)在主轴轴承达到稳定温度时(即热平衡状态)，滑动轴承温度不 得超过60℃，温升不得超过30℃；滚动轴承不得超过70℃，温升 不得超过40℃。
三、负荷试验 四、精度检验
1.卧式车床的精度检验 (1)床身导轨的直线度和导轨在同一平面内的误差 先将床身导轨 调平。
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第二节 机床的试车和验收
在溜板上横向放一水平仪，如图5-4所示位置Ⅱ处，等距离移动溜 板进行检验，移动距离近似等于规定的局部误差的测量长度，水 平仪在全部测量长度上读数的最大代数差值，就是导轨在同一平 面内的误差。 (2)床鞍移动在水平面内的直线度 当溜板行程小于或等于1600mm 时，利用检验棒和百分表检验。
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第二节 机床的试车和验收
图5-3 床身导轨的调平
1)测量导轨在垂直平面内的直线度误差时，将水平仪纵向放在床 鞍上，如图5-4所示位置Ⅰ所示。
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第二节 机床的试车和验收
图5-4 床身导轨在垂直平面内的直线度和在同一平面内检验
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第二节 机床的试车和验收
5M5.TIF
2)测量导轨在同一平面内的误差时，
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第二节 机床的试车和验收
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第二节 机床的试车和验收
图5-9 丝杠轴向窜动的检验
(7)横向刀架移动对主轴轴线垂直度的检验
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第二节 机床的试车和验收
5M10.TIF
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第二节 机床的试车和验收
2.铣床的精度检验 (1)工作台面平面度的检验 工作台面的平面度是检验测量基准工 作台面的精度，工作台面的平面度若超过允差，会影响夹具或工 作底面的安装精度，从而影响加工面的平面度，以及对基准面的 平行度或垂直度。
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第二节 机床的试车和验收
5)安全离合器应灵活可靠，在超负荷时，能及时切断运动。 6)交换齿轮架交换齿轮间的侧隙适当，固定装置可靠。 7)各部分的润滑加油孔有明显的标记，清洁畅通。 8)电器设备启动、停止应安全可靠。
二、空运转试验
1)在所有的转速下，机床的各工作机构应运转正常，不应有明显 的振动。 2)润滑系统正常、畅通、可靠、无泄漏现象。 3)安全防护装置和保险装置安全可靠。