教案05(数控机床故障诊断及维护).doc

常州轻工职业技术学院
数控机床故障诊断及维护课程授课教案 NO: 05
授课日期
授课班级
03机电331
03机电332
课题
数控机床精度及性能检验
授课类型
讲授
课时数
教学
目的
重点
难点
教具
挂图
教学过程
及
时间分配
主要教学内容
教学方法
的运用
数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证,数控机床精度包括几何精度和切削精度。另一方而,数控机床各项性能的好坏及数控功能能否正常发挥将直接影响到机床的正常使用。因此,数控机床精度和性能检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。
一、精度检验
一台数控机床的检测验收工作,是一项工作量大而复杂,试验和检测技术要求高的工作。它要用各种检测仪器和手段对机床的机、电、液、气各部分及整机进行综合性能及单项性能的检测,最后得出对该数控机床的综合评价。这项工作为数控机床今后稳定可靠地运行打下一定的基础,可以将某些隐患消除在考机和验收阶段中,因此,这项工作必须认真、仔细,并将符合要求的技术数据整理归档,作为今后设备维护、故障诊断及维修中恢复技术指标的依据。
1、几何精度检验
几何精度检验,又称静态精度检验,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。
几何精度检测必须在地基完全稳定、地脚螺栓处于压紧状态下进行。考虑到地基可能随时间而变化,一般要求机床使用半年后,再复校一次几何精度:在几何精度检测时应注意测量方法及测量工具应用不当所引起的误差。在检测时,应按国家标准规定,即机床接通电源后,在预热状态下,机床各坐标轴往复运动几次,主轴故个等的转速运转十多分钟后进行。
常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪及高精度主轴心棒等。检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等级。
(一)卧式加工中心几何精度检验
1)x、y、z坐标轴的相互垂直度。
2)工作台面的平行度。
3)x、Z轴移动时工作台面的平行度。
4)主轴回转轴线对工作台面的平行度。
5)主轴在Z轴方向移动的直线度:
6)x轴移动时工作台边界与定位基准面的平行度。
7)主轴轴向及孔径跳动。
8)回转工作台精度。
具体的检测项目及方法见表2—1。
(二)卧式数控车床几何精度检验
斜床身、带转盘刀架的卧式数控车床,其几何精度检验见表2—2。
2、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。根据实测的定位精度数值,可判断零件加工后能达到的精度。

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100mm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。先进的检测仪器有双频激光干涉仪,用它快速进行五次以上的测量,由处理装置进行计算打印,绘出带±3σ的误差曲线。在该曲线上得出正、反向定位时的平均位置偏差、标准偏差,则位置偏差。

重复定位精度是反映轴运动稳定性的一个基本指标。机床运动精度的稳定性决定着加工零件质量的稳定性和误差的一致性。直线运动重复定位精度的测量可选择行程的中间和两端任意三个点作为目标位置,从正向和反向进行五次定位,测量出实际位置与目标位置之差。如各测量点标准偏差最大值为,则直线运动重复定位精度为。

数控机床每个坐标轴都要有精确的定位起点,此点即为坐标轴的原点或参考点。为提高原点返回精度,各种数控机床对坐标轴原点复回采取了一系列措施,如降速、参考点偏移量补偿等。同时,每次关机之后,重新开机的原点位置精度
要求一致。因此,坐标原点的位置精度必然比行程中其他定位点精度要高。对每个直线运动轴、从七个不同位置进行原点复归,测量出其停止位置的数值,以测定性与理论值的最大差值为原点复归精度。

坐标轴直线运动的失动量,又称直线运动反向差,是该轴进给传动链上的驱动元件反向死区,以及各机械传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映,测量方法与直线运动重复定位精度的测量方法相似。如正向平均位置偏差为,反向平均位置偏差为,则反向偏差。这个误差越大,定位精度与重复定位精度就越低。一般情况下,失动量是由于进给传动链刚性不足,滚珠丝杠顶紧力不够,导执副过紧或松动等原因造成的。要根本解决这个问题,只有修理和调整有关元部件。数控系统都有失动量补偿的功能(一般称反向间隙补偿),—,但这种补偿要在全行程区域内失动量均匀的情况下,才能取得较好效果。就一