浅谈数控机床安装及检验

周　强

近年来，社会对技能型人才的高需求促使职业院校加快了实训基地的建设。但不少基地在建设过程中不重视设备的安装和调试环节，致使部分机床特别是数控机床无法达到预期要求，影响了设备的使用效率。数控机床的安装、调试一般要按以下步骤来完成。

一、合理规划

科学、最优化的场地规划，能提升现场管理水平，使现场管理朝着高效有序、整洁美观的方向发展。实训车间还应考虑给学生提供真实、现代的模拟生产环境，实现学校与企业的无缝衔接。

场地规划主要考虑方便实习教学管理，是否预埋地脚螺栓和电源线布线、生产要求及安全等。数控机床对电源的要求比较高，电网的大幅波动会引起较多的故障，电网质量不高时要安装稳压器。为保证使用安全与抗干扰，数控机床必需接地线，地线一般采用一点接地方式，截面积一般5.5mm2～14mm2。

二、基础放线

依据设备布置图和有关建筑物的轴线或边沿线，划定安装基准线。有相互排列关系的设备，应放出共同的安装基准线，设置具体基础位置线及基础标高线。基础放线时要考虑平面的水平程度、凹穴尺寸，预埋地脚螺栓的标高、深度和中心距等。

三、安装设备

按设备装箱清单和设备技术文件对安装的机械设备逐一清点、登记和检查，对其中的重要零部件还要按质量标准进行检查验收，双方签字鉴证、移交后可开箱安装设备。设备的安装方式主要有刚性连接与弹性连接两种：

1．刚性连接

刚性连接是在机床底座和预埋地脚螺栓的混凝土基础间放置可调整机床水平的刚性垫铁，同时将地脚螺栓放入基础中的预留孔和机床底座的螺栓孔内，先初步调平机床。在二次灌浆前将被灌浆表面清扫干净，严禁有油垢和污物，再将混凝土砂浆灌入预留孔内；待基础二次灌浆混凝土达到设计强度的75％时，调整垫铁找平机床，达到规定的安装水平后，拧紧地脚螺栓上的螺母。但在找平过程中，机床、垫铁和基础三者之间难免会接触不良，只有在机床运行一段时间后再调整水平，机床精度才能保持。

采用刚性连接的机床一般安装在单独的基础上，基础的厚度与机床的重量、刚性等因素有关。常见机床要求基础的最小厚度和地脚螺栓预留孔的深度参考值如下表：

2．弹性连接

弹性连接是在机床底座和地坪间放置可调整机床水平的防振垫铁，机床与垫铁间用螺栓紧固，并将机床精确地调整到规定的水平位置。由于地坪与垫铁间不需紧固，可省去施工基础及二次灌浆等环节，机床安装方便、时间短。一般中小型机床刚性好，移动部件质量小或机床需要上楼，多采用弹性连接来安装。在选用垫铁弹性件时，弹性件的刚度应根据机床工作时的振动情况来决定，为避免工作振动，弹性件刚度可选大些。

机床底座上的地脚螺栓都是成组布置的，拧紧时必须按照正确的顺序，才能使各个地脚螺栓受力一致、紧固均匀，也不会破坏已经初平的设备位置。拧紧地脚螺栓的顺序原则是从中间向两边对角交叉，严禁拧紧一边后再拧另一边或顺序依次拧紧的错误方法。中小型机床采用弹性连接时，一般要求地坪厚度大于120mm。

四、性能检验

1．准备功能

检验各种插补指令、编程方式，坐标系选择，刀具补偿、固定循环指令的准确性。

2．辅助功能

检查主轴启动和停止、正反转、切削液、换刀等。

3．操作功能

检查回参考点、Jog和MDI功能、进给倍率调节、急停等。

4．通信功能

检验数据发送、接收正确性，在线加工可靠性。

5．显示性能

检验菜单、坐标、程序显示和模拟仿真的正确性。

6．其他功能检验

机床性能检验对象还包括润滑装置、安全防护装置、机床噪声等。

五、精度检验

精度检测是机械设备安装工程的关键环节，也是安装质量的重要指标，包括对机床几何精度、工作精度、位置精度及重复定位精度等重要指标。

1．几何精度检验

数控机床的几何精度是综合反映主要零部件组装后的形状误差。主要包括主轴孔的径向跳动和轴向窜动、工作台的平面度、各坐标移动方向的平行度、垂直度等。常用的检测量具有大理石或金属平尺、角规、高精度主轴芯棒、百分表、水平仪、准直仪等。

2．位置精度检验

数控机床的位置精度反映所测量机床各运动部件在数控装置控制下所能达到的精度，数控机床位置精度有定位精度、重复定位精度和微量位移精度等。主要包括直线运动定位及重复定位精度、直线运动反向误差、回转轴运动精度等，常用检测量具有金属线纹尺或步距规等。

3．加工精度检验

机床的加工精度又称动态精度，可分为单项切削精度检验和综合试件检验。

(1)单项切削精度检验包括直线切削精度、平面切削精度、圆弧的圆度、圆柱度、螺纹检测等。

(2)综合试件检验。根据单项切削精度检验的内容，设计一个包括大部分单项切削内容的工件试切加工，以此确定机床的切削精度。对数控车床常车削包含圆柱面、圆弧面、锥面、槽、螺纹等多种形状的综合试件作为检验试件。对数控铣床和加工中心测试工件要素包括镗孔尺寸精度，及表面粗糙度、镗孔的形状及孔距精度、端铣刀铣平面的精度、立铣刀铣侧面的直线精度及圆度精度、旋转轴转90度侧面铣刀铣削的角度精度、两轴联动精度等。

对高精度机床的检测，雷尼绍ML10激光干涉仪和QC10球杆仪被广泛应用。它可以进行数控机床的几何精度和机床动态性能检测，精度高、测量速度快，而且具备自动线性误差补偿功能，可方便地恢复数控机床的精度。

在实际检验工作中，很多用户只在现场安装时调一下机床的水平，再试加工一个零件。经验表明，数控机床的正确安装和调试是保证机床正常运行，充分发挥其效能的首要条件。