加工中心的調(diào)試與驗收

一．加工中心的調(diào)試

    機床調(diào)試的目的是考核機床安裝是否穩(wěn)固，各傳動、操縱、控制等系統(tǒng)是否正常和靈敏可靠。

調(diào)試試運行工作依以下步驟進行：

• 按說明書的要求給個潤滑點加油，給液壓油箱灌入合乎要求的液壓油，接通氣源。

• 通電，各部件分別供電或各部件一次通電試驗后，再全面供電。觀察各部件有無報警、手動各部件觀察是否正常，各安全裝置是否起作用。即使機床的各個環(huán)節(jié)都能操作和運動起來。

• 灌漿，機床初步運轉(zhuǎn)后，粗調(diào)機床的幾何精度，調(diào)整經(jīng)過拆裝的主要運動部件和主機的相對位置。將機械手、刀庫、交換工作臺、位置找正等。這些工作做好后，即可用快干水泥灌死主機和各附件的地腳螺栓，將各地腳螺栓預留孔灌平。

• 調(diào)試，準備好各種檢測工具，如精密水平儀、標準方尺、平行方管等。

• 精調(diào)機床的水平，使機床的幾何精度達到允許誤差的范圍內(nèi)，采用多點墊支撐，在自由狀態(tài)下將床身調(diào)成水平，保證床身調(diào)整后的穩(wěn)定性。

• 用手動操縱方式調(diào)整機械手相對于主軸的位置，使用調(diào)整心棒。安裝最大重量刀柄時，要進行多次刀庫到主軸位置的自動交換，做到準確無誤，不撞擊。

．將工作臺運動到交換位置，調(diào)整托盤站與交換工作臺的相對位置，達到工作臺自動交換動作平穩(wěn)，并安裝工作臺最大負載，進行多次交換。

• 檢查數(shù)控系統(tǒng)和可編程控制器PLC裝置的設定參數(shù)是否符合隨機資料中的規(guī)定數(shù)據(jù)，然后試驗各主要操作功能、安全措施、常用指令的執(zhí)行情況等。

• 檢查附件的工作狀況，如機床的照明、冷卻防護罩、各種護板等。

    一臺加工中心安裝調(diào)試完畢后，由于其功能繁多，在安裝后，可在一定負載下經(jīng)過長時間的自動運行，比較全面的檢查機床的功能是否齊全和穩(wěn)定。運行的時間可每天8小時連續(xù)運行2到3天或每24小時連續(xù)運行1到2天。連續(xù)運行可運用考機程序。

二．加工中心的驗收

    加工中心的驗收是一項復雜的檢測技術(shù)工作。它包括對機床的機、電、液、氣各部分的綜合性能檢測及機床靜、動態(tài)精度的檢測。在我國有專門的機構(gòu)，即國家機床產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心。用戶的驗收工作可依照該機構(gòu)的驗收方法進行，也可請上述機構(gòu)進行驗收。主要集中在兩個方面：

1. 加工中心幾何精度檢查

加工中心的幾何精度是組裝后幾何形狀誤差，其檢查內(nèi)容如下：

o 工作臺的平面度

o 各坐標方向移動的相互垂直度

o X軸方向移動歲工作臺面的平行度

o Y軸方向移動歲工作臺面的平行度

o X軸方向移動對工作臺上下型槽側(cè)面的平行度

o 主軸的軸向竄動

o 主軸孔的徑向跳動

o 主軸箱沿Z坐標方向移動對主軸軸心線的平行度

o 主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺面的垂直度

o 主軸箱在Z坐標方向移動的直線度

    常用的檢測工具有：精密水平儀、直角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或測微儀、高精度主軸心棒及剛性好的千分表桿。每項幾何精度按照加工中心的驗收條件的規(guī)定進行檢測。注意：檢測工具的等級必須比所測的幾何精度高一等級。同時，必須在機床稍有預熱的狀態(tài)下進行，在機床通電后，主軸按中等轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)15 分鐘以后再進行檢驗。

2. 機床性能驗收

根據(jù)《金屬切削機床實驗規(guī)范總則》規(guī)定的試驗項目如下：

試 驗 項 目

可靠性 空運轉(zhuǎn)振動 熱變形 靜剛度

抗振性切削 噪聲 激振 定位精度

主軸回轉(zhuǎn)精度 直線運動不均勻性 加工精度

    對機床做全面性能試驗必須高精度的檢測儀器。在具體的機床驗收時，各驗收內(nèi)容可按照機床廠標準和行業(yè)標準進行。

加工中心操作要點

    作為一個熟練的操作人員，必須在了解加工零件的要求、工藝路線、機床特性后，方可操縱機床完成各項加工任務。因此，整理幾項操作要點供參考：

• 為了簡化定位與安，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點，都應有精確的坐標尺寸。

• 為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標系及機床坐標系方向一致性，及定向安裝。

• 能經(jīng)短時間的拆卸，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時間已經(jīng)壓縮得很短，配套夾具的裝卸不能占用太多時間。

• 夾具應具有盡可能少的元件和較高的剛度。

• 夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉。

• 保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成。

• 對于有交互工作臺的加工中心，由于工作臺的移動、上托、下托和旋轉(zhuǎn)等動作，夾具設計必須防止夾具和機床的空間干涉。

• 盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當非要更換夾緊點時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞定位精度，必要時在工藝文件中說明。

• 夾具底面與工作臺的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.01-0.02mm以內(nèi)，表面粗糙度不大于Ra3.2μm。

加工中心的生產(chǎn)管理技術(shù)

    加工中心的使用是一項具有一定規(guī)模的復雜的技術(shù)工程。它涉及到生產(chǎn)管理、技術(shù)管理、人才培訓等一系列工作。各項工作都應遵行一定的原則運行。這個原則就是充分發(fā)揮加工中心效益的保證系統(tǒng)。因此，重視使用技術(shù)是一方面，重視管理技術(shù)又是必不可少的另一方面。

    我國各機械制造廠中已把加工中心作為高效率自動化裝備，作為重點設備。但在設備管理上卻參差不齊。在加工中心的管理上，必須提倡加工中心的生產(chǎn)特點和它所需配合的各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)節(jié)拍。不能將普通機床的管理方法移到數(shù)控機床上，在管理上應注意以下幾點： 

• 充分發(fā)揮機床的全部功能 在機床投入使用時，為了充分發(fā)揮機床具有的全部功能，應必須認真閱讀使用說明書，深刻理解機床的各種功能及其能力。根據(jù)本廠加工零件的性質(zhì)，合理安排加工的對象、工序，選擇相應的配套件和附件。對易損件安排好備件。

• 設置數(shù)控工段 將數(shù)控機床集中在一個專門的部門，工藝技術(shù)準備、生產(chǎn)管理準備由工廠技術(shù)部門統(tǒng)一進行。生產(chǎn)車間設有專門的技術(shù)人員。避免單臺數(shù)控機床分散在個車間，只加工少量關(guān)鍵零件，造成大量生產(chǎn)時間閑置的局面。設置專門的工段，便于維修的管理。

• 合理安排生產(chǎn)節(jié)拍、技術(shù)準備周期 在向加工中心安排生產(chǎn)任務時，應先將工藝部門的工藝文件、加工工序、工具卡片準備齊全，再送加工零件到加工位置上。以免操作者停機去找工具、修改程序、組裝夾具而造成長時間停機。

• 選擇合適的規(guī)章制度如數(shù)控機床管理制度、安全操作規(guī)程、數(shù)控機床使用規(guī)定、數(shù)控機床保養(yǎng)、點檢制度等。同時，要及時向制造和設計部門反饋信息。

• 重視技術(shù)隊伍的建設 對一臺包括多種技術(shù)成果的復雜設備，完全掌握使用需要一個訓練有素的技術(shù)班子，包括工藝、操作、機電維修等，人員的培養(yǎng)要有一個過程，領(lǐng)導管理設備的部門對此要有全面認識。

工裝夾具的應用

在多品種小批量的生產(chǎn)過程中，工件的安裝、拆卸和清洗、托板的自動交換、切屑的排出等在整個制造過程中是頻繁發(fā)生的。為了提高加工中心的加工效率，在加工設備上搞高速化和高性能化是一方面，縮短安裝時間，降低消耗是另一重要方面。夾具在制造廠來說屬于工裝部分，它是保證零件準確定位、有效加工的必要手段。對于加工中心來說，要求夾具定位精度高、、裝卸方便，適于粗加工、精加工和各種多工序復合加工的形式。

國內(nèi)加工中心的使用尚處于初期階段，夾具設計采用手工設計方式較多，備有CAD/CAM系統(tǒng)的還較少。下面僅就加工中心常見的裝夾定位的使用方式作一介紹：

1. 加工中心加工定位基準的選擇

    在確定工藝方案之前，合理地選擇定位基準對保證加工中心的加工精度，提高加工中心的應用效率有著決定性的意義。在選擇定位基準時要全面考慮各個工位的加工情況，達到下面三個目的：

o 所選基準應能保證工件定位準確，裝卸方便、迅速，夾緊可靠，且夾具結(jié)構(gòu)簡單。

o 所選定的基準與加工部位的各個尺寸計算簡單。

o 保證各項加工精度。

2. 確定零件夾具

    在加工中心上，夾具的任務不僅是夾緊工件，而且還要以各個方向的定位面為參考基準，確定工件編程的原點。加工中心的高柔性要求其夾具比普通機床結(jié)構(gòu)更緊湊、簡單，夾緊動作更迅速、準確，盡量減少輔助時間。在加工機床上，要想合理應用好夾具，首先要對加工中心的加工特點有比較深刻的理解和掌握，同時還要考慮加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本。

    根據(jù)加工中心機床特點和加工需要，目前常用的夾具類型有專用夾具、組合夾具、可調(diào)夾具和成組夾具。一般的選擇順序是單件生產(chǎn)中盡量用虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具，批量生產(chǎn)時優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具，最后選用專用夾具和成組夾具。在選擇時要綜合考慮各種因素，選擇最經(jīng)濟的、最合理的夾具形式。

3. 加工中心夾具設計及組裝時應注意的問題

o 為了簡化定位與安，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點，都應有精確的坐標尺寸。

o 為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標系及機床坐標系方向一致性，及定向安裝。

o 能經(jīng)短時間的拆卸，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時間已經(jīng)壓縮的很短，配套夾具的裝卸不能占用太多時間。 http://www.proe.cn proecn@126.com

Pro/Engineer 中文電子雜志創(chuàng)刊號 80 頁 共 97 頁

o 夾具應具有盡可能少的元件和較高的剛度。

o 夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉。

o 保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成。

o 對于有交互工作臺的加工中心，由于工作臺的移動、上托、下托和旋轉(zhuǎn)等動作，夾具設計必須防止夾具和機床的空間干涉。

o 盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當非要更換夾緊點時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞定位精度，必要時在工藝文件中說明。

o 夾具底面與工作臺的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.01-0.02mm以內(nèi)，表面粗糙度不大于Ra3.2μm。