数控车床的检测方法

‘壹’ 如何检验数控车床的工作精度

摘要：检验加工中心的工作精度 数控机床完成以上的检验和调试后，实际上已经基本完成独立各项指标的相关检验，但是也并没有完全充分的体现出机床整体的、在实际加工条件下的综合性能，而且用户往往也非常关心整体的综合的性能指标。所以还要完成工作精度的检验，以下介绍加工中心的相关工作精度检验。 (一)、试件的定位 试件应位于X行程的中间位置，并沿Y和Z轴在适合于试件和夹具定位及刀具长度的适当位置处放置。当对试件的定位位置有特殊要求时，应在制造厂和用户的协议中规定 (二)、试件的固定 试件应在专用的夹具上方便安装，以达到刀具和夹具的最大稳定性。夹具和试件的安装面应平直。 应检验试件安装表面与夹具夹持面的平行度。应使用合适的夹持方法以便使刀具能贯穿和加工中心孔的全长。建议使用埋头螺钉固定试件，以避免刀具与螺钉发生干涉，也可选用其他等效的方法。试件的总高度取决于所选用的固定方法。 (三)、试件的材料、刀其和切削参数 试件的材料和切削刀具及切削参数按照制造厂与用户间的协议选取，并应记录下来，推荐的切削参数如下： 1、切削速度：铸铁件约为50 m/min;铝件约为300m/min. 2、进给量：约为(0.05 ~ 0.10) mm/齿。 3、切削深度：所有铣削工序在径向切深应为0.2 mm. (四)、试件的尺寸 如果试件切削了数次，外形尺寸减少，孔径增大，当用于验收检验时，建议选用最终的轮廓加工试件尺寸与本标准中规定的一致，以便如实反映机床的切削精度。试件可以在切削试验中反复使用，其规格应保持在本标准所给出的特征尺寸的士10%以内。当试件再次使用时，在进行新的精切试验前，应进行一次薄层切削，以清理所有的表面。 (五)、轮廓加工试件 1、目的 该检验包括在不同轮廓上的一系列精加工，用来检查不同运动条件下的机床性能。也就是仅一个轴线进给、不同进给率的两轴线线性插补、一轴线进给率非常低的两轴线线性插补和圆弧插补。 该检验通常在X-Y平面内进行，但当备有万能主轴头时同样可以在其他平面内进行。 2、尺寸 轮廓加工试件共有两种规格，见图5-14 JB/T 8771.7-A160试件图和图5-15 JB/T 8771.7-A320试件图。 图5-14 JB/T 8771.7-A160试件图 图5-15 JB/T 8771.7-A320试件图。 试件的最终形状应由下列加工形成： (1)、通镗位于试件中心直径为“p”的孔; (2)、加工边长为“L”的外正四方形; (3)、加工位于正四方形上边长为“q”的菱形(倾斜600的正四方形); (4)、加工位于菱形之上直径为“q”、深为6 mm(或10 mm)的圆; (5)、加工正四方形上面，"α”角为30或tanα=0. 05的倾斜面; (6)、镗削直径为26 mm(或较大试件上的43 mm)的四个孔和直径为28 mm(或较大试件上的45 mm)的四个孔。直径为26 mm的孔沿轴线的正向趋近，直径为28 mm的孔为负向趋近。这些孔定位为距试件中心“r·r”。 因为是在不同的轴向高度加工不同的轮廓表面，因此应保持刀具与下表面平面离开零点几毫米的 距离以避免面接触。 表5-7 试件尺寸 mm 名义尺寸L m P q r α 320 280 50 220 100 30 160 140 30 110 52 30 3、刀具 可选用直径为32 mm的同一把立铣刀加工轮廓加工试件的所有外表面。 4、切削参数 推荐下列切削参数： (1)、切削速度 铸铁件约为50 m/min;铝件约为300m/min。 (2)、进给量 约为(0.05 ~ 0.10) mm/齿。 (3)、切削深度 所有铣削工序在径向切深应为0. 2 mm。 5、毛坯和预加工 毛坯底部为正方形底座，边长为“m”，高度由安装方法确定。为使切削深度尽可能恒定。精切前应进行预加工。 6、检验和允差 表5-8 轮廓加工试件几何精度检验 mm 检验项目 允差 检验工具 L= 320 L= 160 中心孔 1)回柱度 2)孔中心轴线与基面A的垂直度 0.015 Φ0.015 0.010 Φ0.010 1)坐标测量机 2)坐标测量机 正四方形 3)侧面的直线度 4)相邻面与基面B的垂直度 5)相对面对基面B的平行度 0.015 0.020 0.020 0.010 0.010 0.010 3)坐标测量机或平尺和指示器 4)坐标测量机或角尺和指示器 5)坐标测量机或等高量块和指示器 菱形 6)侧面的直线度 7)侧面对基面B的倾斜度 0.015 0.020 0.010 0.010 6)坐标测童机或平尺和指示器 7)坐标测量机或正弦规和指示器 圆 8)圆度 9)外圃和内圆孔C的同心度 0.020 Φ0.025 0.015 Φ0.025 8)坐标侧量机或指示器或圆度测量仪 9)坐标测量机或指示器或圆度测量仪 斜面 10)面的直线度 11)角斜面对B面的倾斜度 0.015 0.020 0.010 0.010 10)坐标测量机或平尺和指示器 11)坐标测量机或正弦规和指示器 镗孔 12)孔相对于内孔C的位置度 13)内孔与外孔D的同心度 Φ0.05 Φ0.02 Φ0.05 Φ0.02 12)坐标测量机 13)坐标测量机或回度侧f仪 注 (1)、如果条件允许，可将试件放在坐标测量机上进行测量。 (2)、对直边(正四方形、菱形和斜面)而言，为获得直线度、垂直度和平行度的偏差，测头至少在10个点处触及被侧表面 (3)、 对于圆度(或圆柱度)检验，如果测量为非连续性的，则至少检验15个点(圆柱度在每个侧平面内)。 7、记录的信息 按标准要求检验时，应尽可能完整地将下列信息记录到检验报告中去： (1)、试件的材料和标志; (2)、刀具的材料和尺寸; (3)、切削速度; (4)、进给量; (5)、切削深度; (6)、斜面30和tan-10.05间的选择。 (六)、端铁试件 1、目的 本检验的目的是为了检验端面精铣所铣表面的平面度，两次走刀重叠约为铣刀直径的20%。通常该检验是通过沿x轴轴线的纵向运动和沿Y轴轴线的横向运动来完成的，但也可按制造厂和用户间的协议用其他方法来完成。 2、试件尺寸及切削参数 对两种试件尺寸和有关刀具的选择应按制造厂的规定或与用户的协议。 试件的面宽是刀具直径的1.6倍，切削面宽度用80%刀具直径的两次走刀来完成。为了使两次走刀中的切削宽度近似相同，第一次走刀时刀具应伸出试件表面的20%刀具直径，第二次走刀时刀具应伸出另一边约1 mm(图5-16 端铣试验模式检验图)。试件长度应为宽度的1. 25 ~ 1. 6倍。 图5-16 端铣试验模式检验图 表5-9 切削参数 试件表面宽度W mm 试件表面长度L mm 切削宽度w mm 刀具直径 mm 刀具齿数 80 100~130 40 50 4 160 200~250 80 100 8 对试件的材料未做规定，当使用铸铁件时，可参见表5-9 切削参数。进给速度为300 mm/min时， 每齿进给量近似为0. 12 mm，切削深度不应超过0. 5 mm。如果可能，在切削时，与被加工表面垂直的轴(通常是Z轴)应锁紧。 3、刀具 采用可转位套式面铣刀。刀具安装应符合下列公差： (1)、径向跳动≤0.02 mm; (2)、端面跳动≤0.03 mm。 4、毛坯和预加工 毛坯底座应具有足够的刚性，并适合于夹紧到工作台上或托板和夹具上。为使切削深度尽可能恒定，精切前应进行预加工。 5、精加工表面的平面度允差 小规格试件被加工表面的平面度允差不应超过0. 02 mm;大规格试件的平面度允差不应超过0. 03 mm。垂直于铣削方向的直线度检验反映出两次走刀重叠的影响，而平行于铣削方向的直线度检验反映出刀具出、入刀的影响。

‘贰’ 数控机床精度检验包括哪些内容，采用什么工具检测

数控机床精度检测内容主要包括数控机床的几何精度、定位精度和切削精度。
(1)数控机床几何精度的检测
数控机床的几何精度检验，又称静态精度检验，摇臂钻床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。
目前，检测机床几何精度的常用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、高精度检验棒及刚性好的千分表杆等。检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等级，否则测量的结果将是不可信的。
(2)定位精度的检验
数控机床定位精度，数控机床是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。
测量直线运动的检测工具有：测微仪和成组块规、标准刻度尺、光学读数显微镜和双频激光干涉仪等。回转运动检测工具有：360‟齿精确分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅及平行光管等。
(3)切削精度的检验
机床的切削精度，又称动态精度，是一项综合精度，它不仅反映了机床的几何精度和定位精度，同时还包括了试件的材料、环境温度、数控机床刀具性能以及切削条件等各种因素造成的误差和计量误差。切削精度检验可分单项加工精度检验和加工一个标准的综合性试件精度检验两种。被切削加工试件的材料除特殊要求外，一般都采用一级铸铁，使用硬质合金刀具按标准的切削用量切削。

‘叁’ 数控车床故障有哪些基本判断方法

对于数控车床的机械故障来说，对故障的分析、诊断过程，就是指对故障的一个排除过程，因此，对于故障的诊断方法就显得非常重要。以下是几种常用的数控车床故障诊断方法：
1、直观诊断法。主要是对故障车床采用目测、手摸、通电等方式，来完成车床故障的初步诊断。
2、自诊断功能法。合理的利用数控车床的自诊断功能，根据其故障显示进行分析，从而得出故障的大致原因。
3、交换诊断法。将车床上相同的功能模块相互的对换，对故障转移的方向进行检测，从而确定故障发生部位。
4、仪器测量诊断法。当数控车床发生故障后，使用电工的常规检测仪器，对故障部分的电压、电源、脉冲信号等进行检测，并与正常值进行对比，从而分析得出故障部位。
5、敲击诊断法。数控车床的各控制系统都是由电路板组成，各个电路板上面都有若干个焊接点，电路板上任何的虚焊或者是接触不良都可能导致故障发生。可以采用绝缘物对怀疑有虚焊或者是接触不良的疑点处进行轻轻拍打，若故障加重，则故障点就应该在拍打部位。
对于较难排除的故障，可以采用上述方法同时进行，从而进行故障的总体分析，快速的确定故障发生部位，从而能快速排除故障。

‘肆’ 数控机床故障检查分为哪些步骤

数控机床故障诊断一般包括三个步骤：第一步骤是故障检测；第二步骤是故障判定及隔离；第三步骤是故障定位。数控机床故障诊断一般采用追踪法、自诊断、参数检查、替换法、测量法。追踪法是指在故障诊断和维修前，维修人员要先对故障发生的时间、机床的运行状态和故障类型进行详细的了解，然后寻找产生故障的各种迹象。追踪法检查是一种基本的检查故障的方法，发向故障后要查找引起故障的根源，采取合理的方法给与排除。自诊断功能，现代数控系统尤其是全功能数控系统具有很强的自诊断功能，通过随时监控系统各部分的工作，及时判断故障并立刻在CRT上显示报警信息。有时当硬件发生故障而不能发出报警信息时，就要通过发光二极管的闪烁来指示故障的大致起因。自诊断一般分为现代数控系统尤其是全功能数控系统具有很强的自诊断功能，通过随时监控系统各部分的工作，及时判断故障并立刻在CRT上显示报警信息。有时当硬件发生故障而不能发出报警信息时，就要通过发光二极管的闪烁来指示故障的大致起因。自诊断一般分为启动自诊断、在线自诊断和离线自诊断。启动诊断是指CNC系统每次从通电开始，系统内部诊断程序就自动执行诊断。诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件，如 CPU、存储器、I/O 等单元模块，以及MDI/CRT单元、纸带阅读机、软盘单元等装置或外部设备。只有当全部项目都确认正确无误之后，整个系统才能进入正常运行的准备状态。否则，将在CRT画面或发光二极管用报警方式指示故障信息。此时起动诊断过程不能结束，系统无法投入运行。在线诊断是指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时对CNC系统本身及CNC装置相连的各个伺服单元、伺服电机、主轴伺服单元和主轴电动机以及外部设备等进行自动诊断、检查。只要系统不停电，在线诊断就不会停止。在线诊断一般包括自诊断功能的状态显示有上千条，常以二进制的0、1来显示其状态。对正逻辑来说，0表示断开状态，1表示接通状态，借助状态显示可以判断出故障发生的部位。常用的有接口状态和内部状态显示，如利用I/O接口状态显示，再结合PLC梯形图和强电控制线路图，用推理法和排除法即可判断出故障点所在的真正位置。故障信息大都以报警号形式出现。一般可分为以下几大类：过热报警类；系统报警类；存储报警类；编程/设定类；伺服类；行程开关报警类；印刷线路板间的连接故障类。离线诊断是指数控系统出现故障后，数控系统制造厂家或专业维修中心利用专用的诊断软件和测试装置进行停机（或脱机）检查。力求把故障定位到尽可能小的范围内，如缩小到某个功能模块、某部分电路，甚至某个芯片或元件，这种故障定位更为精确。系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。发生故障时应及时核对系统参数，参数一般存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的 CMOS RAM中，一旦电池电量不足或由于外界的干扰等因素，使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床无法正常工作。此时，可通过核对、修正参数，将故障排除。替换法是在数控系统出现故障时，利用备用电路板、模块、集成电路芯片及其他元器件代替有疑点的部位，观察故障点的转移情况，确定故障点的位置，是一种快速而简便的找出故障点的方法。当无备用板时，也可以用同型号系统上的元器件来代替。CNC系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整和维修方便，在印刷线路板上设计了一些检测端子。维修人员通过测量这些检测端子的电压或波形，可检查有关电路的工作状态是否正常。

‘伍’ 数控机床故障诊断的常用方法是哪些

（2）根据动作顺序诊断故障
数控机床上刀具及托盘等装置的自动交换动作，都是按一定的顺序来完成因此，观察机械装置的运动过程，比较故障和正常时的情况，就可发现疑点，诊断出故障原因。
（3）根据控制对象的工作原理诊断故障
数控机床的plc程序是按照控制对象的工作原理设计的，通过对控制对象工作原理的分析，结合plc的i/o状态是诊断故障很有效的方法。
（4）根据plc的i/o状态诊断故障
在数控机床中，输入/输出信号的传递，一般要通过plc的i/o接口来实现，因此一些故障会在plc的i/o接口通道上反映出来。数控机床的这个特点为故障诊断提供了方便。如果不是数控系统硬件故障，可以不必查看梯形图和有关电路图，通过查询plc的i/o通常状态和故障状态来进行诊断。
另外一种简单实用的方法，就是将数控机床的输入/输出状态列表，通过比较通常状态和故障状态，就能迅速诊断出故障部位。
（5）通过plc梯形图诊断故障
根据plc的梯形图来分析和诊断故障是解决数控机床外围故障的基本方法。如
果采用这种方法诊断机床故障，首先应该查清机床的工作原理、动作顺序和连锁关系，然后利用cnc系统的自诊断功能或通过机外编程器，根据plc梯形图查看相关的输入、输出及标志的状态，以确定故障原因。
（6）动态跟踪梯形图诊断故障
有些plc发生故障时，查看输入/输出及标志状态均为正常，此时必须通过plc动态跟踪，实时跟踪输入/输出及标志状态的瞬间变化。根据plc动作原理作出诊断。
综上所述，plc故障诊断的要点是:要了解数控机床各部分检测开关的安装位置。如加工中心的刀库，机械手和回转工作台，数控车床的旋转刀架和尾架，机床的气、液压系统中的限位开关，接近开关和压力开关等，要清楚检测开关作为plc输入信号的标志。要了解执行机构的动作顺序。如液压缸、气缸的电磁换向阀等，要清楚对应的plc输出信号标志。要了解各种条件标志。如启动、停止、限位、夹紧和放松等标志信号借助编程器跟踪梯形图的动态变化，分析故障的原因，根据机床的工作原理作出正确的诊断。

‘陆’ 数控机床精度的测量方法有哪些

数控机床能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来，较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。制造业中的质量目标在于将零件的生产与设计要求保持一致，坐标是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，下面简单介绍下机床测量精度的方法有哪些：
1、合理的测量精度
首要的是精度指标应满足要求。选用三坐标时可根据被测工件要求的检测精度与给定的测量不确定度相对比，尤其重要的是重复精度必须满足要求，因为系统误差可以通过一定方法补偿，而重复精度是由数控机床本身决定的。好的坐标测量系统不仅要精度高，更重要的是精度能够保持稳定。
2、合理测量范围
测量范围是选择时的基本参数。选择测量范围时，应考虑以下三个方面。
（1）工件所需测量的部分，不一定是整个工件。如要测量的部位位于工件的某个局部，除了测量范围要能覆盖被测部位之外，还要考虑整个工件能否在机台上安置。一般应根据工件大小选择测量范围。
（2）行程与空间高度的关系。另外要考虑加装上测头系统后所能测量的空间。
（3）测杆变化问题。有的测头上有星形探针，这些三坐标探针在测量时往往要超出工件的被测部分，因此测量范围等于工件被测的最大尺寸再加上两倍的探针长度。
3、合适的数控机床类型
数控机床按自动化程度分为手动与自动两大类。选用时，应根据检测对象的批量大小、自动化程度、产品特点及使用频率和效率来权衡。
4、功能齐全的测座系统
测座系统是数控机床上重要的测量部件。它不仅直接影响测量精度，也是决定数控机床功能和测量效率的重要因素。有自动和手动测座系统，一般根据产品的实际测量要求来确定。
5、控制系统
控制系统一般不为大家所关注，但在坐标测量系统中具有非常重要的中枢控制作用，其好坏决定着整个系统的功能及运动特性。数据的传输也影响到测量系统的效率及稳定性。

‘柒’ CNC数控机床维修时常用的快速检查故障的方法有哪几种

CNC数控机床常用的故障诊断有以下几种
1、直观检查分析法：看、听、闻等直观手段分析判断。
2、利用自诊断程序：多数数控机床有较好的自诊断功能。
3、核对系统参数法：因为某些个别系统参数发生改变会出现系统故障。
4、测量法：测量电压波形、回路电流。
5、替换法：板卡、主要部件可以替换。用以排除故障。替换法是数字系统常采用的方法。
6、信号寻迹或注入法：根据系统原理框图可以采用信号寻迹或信号注入的方法。

‘捌’ 怎么检测数控机床的精度

目前检测机床精度主流仪器是SJ6000激光干涉仪+WR50自动精密转台+MT21无线球杆仪。

MT21无线球杆仪评定机床