加工中心的调试与验收

一．加工中心的调试

    机床调试的目的是考核机床安装是否稳固，各传动、操纵、控制等系统是否正常和灵敏可靠。

调试试运行工作依以下步骤进行：

• 按说明书的要求给个润滑点加油，给液压油箱灌入合乎要求的液压油，接通气源。

• 通电，各部件分别供电或各部件一次通电试验后，再全面供电。观察各部件有无报警、手动各部件观察是否正常，各安全装置是否起作用。即使机床的各个环节都能操作和运动起来。

• 灌浆，机床初步运转后，粗调机床的几何精度，调整经过拆装的主要运动部件和主机的相对位置。将机械手、刀库、交换工作台、位置找正等。这些工作做好后，即可用快干水泥灌死主机和各附件的地脚螺栓，将各地脚螺栓预留孔灌平。

• 调试，准备好各种检测工具，如精密水平仪、标准方尺、平行方管等。

• 精调机床的水平，使机床的几何精度达到允许误差的范围内，采用多点垫支撑，在自由状态下将床身调成水平，保证床身调整后的稳定性。

• 用手动操纵方式调整机械手相对于主轴的位置，使用调整心棒。安装最大重量刀柄时，要进行多次刀库到主轴位置的自动交换，做到准确无误，不撞击。

．将工作台运动到交换位置，调整托盘站与交换工作台的相对位置，达到工作台自动交换动作平稳，并安装工作台最大负载，进行多次交换。

• 检查数控系统和可编程控制器PLC装置的设定参数是否符合随机资料中的规定数据，然后试验各主要操作功能、安全措施、常用指令的执行情况等。

• 检查附件的工作状况，如机床的照明、冷却防护罩、各种护板等。

    一台加工中心安装调试完毕后，由于其功能繁多，在安装后，可在一定负载下经过长时间的自动运行，比较全面的检查机床的功能是否齐全和稳定。运行的时间可每天8小时连续运行2到3天或每24小时连续运行1到2天。连续运行可运用考机程序。

二．加工中心的验收

    加工中心的验收是一项复杂的检测技术工作。它包括对机床的机、电、液、气各部分的综合性能检测及机床静、动态精度的检测。在我国有专门的机构，即国家机床产品质量检测中心。用户的验收工作可依照该机构的验收方法进行，也可请上述机构进行验收。主要集中在两个方面：

1. 加工中心几何精度检查

加工中心的几何精度是组装后几何形状误差，其检查内容如下：

o 工作台的平面度

o 各坐标方向移动的相互垂直度

o X轴方向移动岁工作台面的平行度

o Y轴方向移动岁工作台面的平行度

o X轴方向移动对工作台上下型槽侧面的平行度

o 主轴的轴向窜动

o 主轴孔的径向跳动

o 主轴箱沿Z坐标方向移动对主轴轴心线的平行度

o 主轴回转轴心线对工作台面的垂直度

o 主轴箱在Z坐标方向移动的直线度

    常用的检测工具有：精密水平仪、直角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或测微仪、高精度主轴心棒及刚性好的千分表杆。每项几何精度按照加工中心的验收条件的规定进行检测。注意：检测工具的等级必须比所测的几何精度高一等级。同时，必须在机床稍有预热的状态下进行，在机床通电后，主轴按中等转速回转15 分钟以后再进行检验。

2. 机床性能验收

根据《金属切削机床实验规范总则》规定的试验项目如下：

试 验 项 目

可靠性 空运转振动 热变形 静刚度

抗振性切削 噪声 激振 定位精度

主轴回转精度 直线运动不均匀性 加工精度

    对机床做全面性能试验必须高精度的检测仪器。在具体的机床验收时，各验收内容可按照机床厂标准和行业标准进行。

加工中心操作要点

    作为一个熟练的操作人员，必须在了解加工零件的要求、工艺路线、机床特性后，方可操纵机床完成各项加工任务。因此，整理几项操作要点供参考：

• 为了简化定位与安，夹具的每个定位面相对加工中心的加工原点，都应有精确的坐标尺寸。

• 为保证零件安装方位与编程中所选定的工件坐标系及机床坐标系方向一致性，及定向安装。

• 能经短时间的拆卸，改成适合新工件的夹具。由于加工中心的辅助时间已经压缩得很短，配套夹具的装卸不能占用太多时间。

• 夹具应具有尽可能少的元件和较高的刚度。

• 夹具要尽量敞开，夹紧元件的空间位置能低则低，安装夹具不能和工步刀具轨迹发生干涉。

• 保证在主轴的行程范围内使工件的加工内容全部完成。

• 对于有交互工作台的加工中心，由于工作台的移动、上托、下托和旋转等动作，夹具设计必须防止夹具和机床的空间干涉。

• 尽量在一次装夹中完成所有的加工内容。当非要更换夹紧点时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏定位精度，必要时在工艺文件中说明。

• 夹具底面与工作台的接触，夹具的底面平面度必须保证在0.01-0.02mm以内，表面粗糙度不大于Ra3.2μm。

加工中心的生产管理技术

    加工中心的使用是一项具有一定规模的复杂的技术工程。它涉及到生产管理、技术管理、人才培训等一系列工作。各项工作都应遵行一定的原则运行。这个原则就是充分发挥加工中心效益的保证系统。因此，重视使用技术是一方面，重视管理技术又是必不可少的另一方面。

    我国各机械制造厂中已把加工中心作为高效率自动化装备，作为重点设备。但在设备管理上却参差不齐。在加工中心的管理上，必须提倡加工中心的生产特点和它所需配合的各环节的生产节拍。不能将普通机床的管理方法移到数控机床上，在管理上应注意以下几点： 

• 充分发挥机床的全部功能 在机床投入使用时，为了充分发挥机床具有的全部功能，应必须认真阅读使用说明书，深刻理解机床的各种功能及其能力。根据本厂加工零件的性质，合理安排加工的对象、工序，选择相应的配套件和附件。对易损件安排好备件。

• 设置数控工段 将数控机床集中在一个专门的部门，工艺技术准备、生产管理准备由工厂技术部门统一进行。生产车间设有专门的技术人员。避免单台数控机床分散在个车间，只加工少量关键零件，造成大量生产时间闲置的局面。设置专门的工段，便于维修的管理。

• 合理安排生产节拍、技术准备周期 在向加工中心安排生产任务时，应先将工艺部门的工艺文件、加工工序、工具卡片准备齐全，再送加工零件到加工位置上。以免操作者停机去找工具、修改程序、组装夹具而造成长时间停机。

• 选择合适的规章制度如数控机床管理制度、安全操作规程、数控机床使用规定、数控机床保养、点检制度等。同时，要及时向制造和设计部门反馈信息。

• 重视技术队伍的建设 对一台包括多种技术成果的复杂设备，完全掌握使用需要一个训练有素的技术班子，包括工艺、操作、机电维修等，人员的培养要有一个过程，领导管理设备的部门对此要有全面认识。

工装夹具的应用

在多品种小批量的生产过程中，工件的安装、拆卸和清洗、托板的自动交换、切屑的排出等在整个制造过程中是频繁发生的。为了提高加工中心的加工效率，在加工设备上搞高速化和高性能化是一方面，缩短安装时间，降低消耗是另一重要方面。夹具在制造厂来说属于工装部分，它是保证零件准确定位、有效加工的必要手段。对于加工中心来说，要求夹具定位精度高、、装卸方便，适于粗加工、精加工和各种多工序复合加工的形式。

国内加工中心的使用尚处于初期阶段，夹具设计采用手工设计方式较多，备有CAD/CAM系统的还较少。下面仅就加工中心常见的装夹定位的使用方式作一介绍：

1. 加工中心加工定位基准的选择

    在确定工艺方案之前，合理地选择定位基准对保证加工中心的加工精度，提高加工中心的应用效率有着决定性的意义。在选择定位基准时要全面考虑各个工位的加工情况，达到下面三个目的：

o 所选基准应能保证工件定位准确，装卸方便、迅速，夹紧可靠，且夹具结构简单。

o 所选定的基准与加工部位的各个尺寸计算简单。

o 保证各项加工精度。

2. 确定零件夹具

    在加工中心上，夹具的任务不仅是夹紧工件，而且还要以各个方向的定位面为参考基准，确定工件编程的原点。加工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构更紧凑、简单，夹紧动作更迅速、准确，尽量减少辅助时间。在加工机床上，要想合理应用好夹具，首先要对加工中心的加工特点有比较深刻的理解和掌握，同时还要考虑加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本。

    根据加工中心机床特点和加工需要，目前常用的夹具类型有专用夹具、组合夹具、可调夹具和成组夹具。一般的选择顺序是单件生产中尽量用虎钳、压板螺钉等通用夹具，批量生产时优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后选用专用夹具和成组夹具。在选择时要综合考虑各种因素，选择最经济的、最合理的夹具形式。

3. 加工中心夹具设计及组装时应注意的问题

o 为了简化定位与安，夹具的每个定位面相对加工中心的加工原点，都应有精确的坐标尺寸。

o 为保证零件安装方位与编程中所选定的工件坐标系及机床坐标系方向一致性，及定向安装。

o 能经短时间的拆卸，改成适合新工件的夹具。由于加工中心的辅助时间已经压缩的很短，配套夹具的装卸不能占用太多时间。 http://www.proe.cn proecn@126.com

Pro/Engineer 中文电子杂志创刊号 80 页 共 97 页

o 夹具应具有尽可能少的元件和较高的刚度。

o 夹具要尽量敞开，夹紧元件的空间位置能低则低，安装夹具不能和工步刀具轨迹发生干涉。

o 保证在主轴的行程范围内使工件的加工内容全部完成。

o 对于有交互工作台的加工中心，由于工作台的移动、上托、下托和旋转等动作，夹具设计必须防止夹具和机床的空间干涉。

o 尽量在一次装夹中完成所有的加工内容。当非要更换夹紧点时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏定位精度，必要时在工艺文件中说明。

o 夹具底面与工作台的接触，夹具的底面平面度必须保证在0.01-0.02mm以内，表面粗糙度不大于Ra3.2μm。