大型數控機床的驗收

摘要（yào）：隨著我國工業水平的提高（gāo），對加工產品質量的要求也越來（lái）越（yuè）高（gāo）。各項行業近幾年來對大型數控機床的引進也越來越多，因此這些大型數控設備的驗收工作就顯得重要。大型數控機床（chuáng）驗收的全過程包含了技術、管理及貿（mào）易等諸多方麵，是一個複（fù）雜的過程，它直接影響到機床的功能、可靠性、加工精度和（hé）綜合加工（gōng）能力。大型數（shù）控機床的驗收涉及到機、電、液、氣等機床硬件及數控係統軟件等多方麵內容，其複雜程度也遠遠大於傳統小型機床，故對於大型數（shù）控機床的驗收要格外謹慎。

數控機床的驗（yàn）收是在普通機床驗收上發（fā）展而來的，但又區（qū）別於普通機床的驗收。各使用行業沒有形成統一的驗收模式，取決於（yú）各個設備使用行業內（nèi）部延續的管理製（zhì）度。所以驗收有需要形成一套有效的管理製度和驗收流程，同時對驗收人員的綜合業務一素（sù）質有較高的要求。對於大型數控的驗收，對一些大數（shù）控龍門銑床、大型數控鏜床、五軸聯動機床和與之配套（tào）的電主軸等級（jí）設備的驗（yàn）收雜。它涉（shè）及到機、電、液、氣等級機（jī）床硬件及數控係（xì）統（tǒng）軟（ruǎn）件多方麵內容。其程（chéng）度也遠遠大於（yú）傳（chuán）統小型機床，故對於大型數控機床的驗收要格外謹慎。所以形成完整（zhěng）的驗收設備管理製度和流程是需要的，從而提高設備使用（yòng）單位的（de）生產效率。

1 設（shè）備選型與技術協議

1．1設備選型是（shì）保障驗收質量的前提

數控機床在機械加工領域的應用日益增多。基（jī）價格昂貴，對使（shǐ）用也較高，在各個企（qǐ）業裏一般（bān）都被列為重要設備。對這類數控機床是大型數控機床的前期選型重要，關係到設備後期使用的可靠性、穩定性及技（jì）術支持等諸多因素。

數控機床的選擇（zé）型一（yī）般與購置成本、加（jiā）工成品件尺寸、加工（gōng）精度、售後及技術支持等因素較大關係。購置（zhì）成（chéng）本確定下來後，依據（jù）其他（tā）因素進行（háng）調研和論證。如果選擇國外數控機床，盡量選擇（zé）一（yī）些國際品牌（如（rú）瑞士、德國、法國、西班牙等）的產品。他們生產的數控機床代表著世界上先進的（de）技術，從設備的外觀、靜態精度（dù）、加工精度、位置精度、穩定性、安全性、環保等（děng）指標，遠遠高於我國產品。選擇（zé）我國數控設備的大型（xíng）數控機床，就要對我國機床製造行業進行深入的了解。根據中國機械網發布的機床行業“新十八羅漢（hàn）企業”，它們代表了我（wǒ）國機（jī）床製造業的（de）先進技術產（chǎn）品。如金屬切削機床製造行業有沈陽（yáng）機床（集團）有限（xiàn）責（zé）任公司、齊重數控裝備股份有限公司、大連機床集團有限公司、濟（jì）南二（èr）機床集團（tuán）、沈（shěn）陽集團昆明機床股（gǔ）份（fèn）有限公司、武漢（hàn）重型機床集團公司等企業，金屬成形（xíng）機床製造行業有湖北三（sān）環鍛壓設備有限公司等。這些首（shǒu）先在我國具有深厚的（de）製（zhì）造技術和企業文化底蘊。近年來由於國家政策的扶（fú）持和自身對國際先進技術的引進，在機（jī）床產品的性能、精度、可靠性等方麵得到迅猛的發展。甚至有些關鍵技術可以與國際品牌相媲（pì）美。

設（shè）備選（xuǎn）型工作（zuò）中（zhōng），和技術交流購置單位提供了大量的（de）核算（suàn）和依據。根（gēn）據購置單位自己的產品在數（shù）控設備的（de）功能、性能（néng）、配置、數控係統、精度（dù）等方麵貨比三家（jiā）就可得（dé）出（chū）正確合理（lǐ）的判斷。

1．2 設備的技（jì）術協議是（shì）驗收的保障

1．2．1 技術協議編寫依據

進行前（qián）期調研和技術交流後，購置單位首先根據加工產品的要求編寫所需（xū）設備的標書進行招標。中標單位應由三（sān）家以上應標單位（wèi）中選（xuǎn）出。設備技（jì）術協議通常由購置單位依據中（zhōng）標條款編寫，由供需雙方確認簽字。首先對所需設備名稱、型號、供需（xū）單位名稱、日期進行填寫，技術協議正文中可對（duì）設備的要求進行具（jù）體描述（shù）。

1．2．2 設備技（jì）術（shù）協議的內容要求

設備技（jì）術協議應包括以下內容：

（1）設備（bèi）的用途、功能、結（jié）構形式。如加工產品的材（cái）料、產品成型的、設備（bèi）構成要求等，是非標（biāo）設（shè）備（bèi），要把設備的整體構成要求（qiú）提出來。

（2）主要技術指標（biāo）。如（rú）工作台直徑及承（chéng）重、機床的幾何精度、位（wèi）置精度、加工精度（dù）等（děng）。

（3）設備（bèi）的重量、體積（jī）、使用條件（jiàn）、用電功率等如使用電源的（de）波動情況、溫度、濕度、氣源、水（shuǐ）源、震動源、潤滑易（yì）購品及替代品。

（4）機床配置、驗（yàn）收執行的（de）標準。如數控係統品牌功能、液壓係統元（yuán）件、主軸軸承精度，德國的VDI3441標（biāo）準、我國標準JB6086-92《數控（kòng）龍門鏜銑床精度檢驗》等標準。

（5）供貨範圍、文件資料、技術服務條款。如主機及備附件（jiàn）、隨機工具、圖紙資料、裝箱單及供貨清單。明確設備的（de）保修範圍和期限、對（duì）購置單位操作、編程（chéng）、維修（xiū）等人（rén）員的培訓要求等項目。

（6）特殊要求。如工（gōng）件測量裝置、刀具測量裝置等。

以上內容盡可能性在技術協議中描述清（qīng）楚，避免驗收時出現不要的遺（yí）憾。

2 數控機床（chuáng）的驗收過程

結合驗收大型數控機床的經（jīng）驗，筆者總結出大型數控機製驗（yàn）收工作按時間順序可分為預驗收（shōu）和驗收（shōu）兩個步驟。終驗收包括到貨後（hòu）的開箱驗收、安裝過程中的驗收、完成後的總體驗收。

2.1 數控機床的預驗收

預驗收是設備購置（zhì）方在生產廠家為了檢查、驗證所購置的（de）機床能（néng）否滿足自身產（chǎn）品的加工質量及生產效率要求，提供的資料、備（bèi）附件等是否全。生產廠家在（zài）機床通過正（zhèng）常運行試加工並經整體檢驗合格後，購置方（fāng）才能進行預見驗收工作。如果設備存在（zài）較（jiào）大質量隱患，預（yù）驗收中沒有發現（xiàn），到用戶現場安裝調（diào）試中由（yóu）於場地（dì）、專用工（gōng）具、人員配置等因素整改工作困難（nán）。數控機床的驗收工作（zuò）都應在合同及設備技術協議中（zhōng）規定（dìng）家預驗收過（guò）程。預（yù）驗收主要是指購置（zhì）單位在機床（chuáng）生產廠家對總裝完成後的（de）機床進行先期檢驗。如果預驗收通過，則意味著用戶同意該機床向用戶廠（chǎng）家發運，貨物到達（dá）用戶處後，用戶將支付該設備較大部分（fèn）的購置（zhì）款。所（suǒ）以（yǐ），預（yù）驗收是重要的步驟，不可忽視。

預驗收檢查內容有以下幾個方麵：

（1）檢驗數控機床主要零部件是否按技術協議要（yào）求提（tí）供（gòng）。如數控係統、液壓元件、反饋元件{光柵尺、編碼器（qì）}、驅動元件、主軸軸承等。

（2）機床各項參數是否（fǒu）達到技（jì）術協（xié）議要求。如工作台尺（chǐ）寸、各驅動軸的行程等。機床的（de）幾何精度、位置精度、加工精度（標準試切（qiē）件或雙方協商的試切件（jiàn））等精度指標是否符合（hé）標準（zhǔn）要（yào）求（qiú），各軸的補償精度是否生效等。

（3）機床各動作是否正確。如是否按照右手法則規定的正負方向運動、機床各軸運動時的驅動功率比值是否正常等。

（4）機床各驅動軸（zhóu）、主軸運行時的噪聲、振動情況是否符合技術協議要求，氣路、冷卻裝置是（shì）否滿足使用需要。

（5）機床使用和維護的安全性是否符合技術協議要求。如（rú）機（jī）床防護罩、防護欄（梯）等。

（6）檢驗技術協議未要求（製造廠（chǎng）標配）部分，如發現不滿意處可向生產廠（chǎng）家提出，以便及時整改。

（7）作好預驗收記錄。根（gēn）據對設備精度檢驗及要求整改內容編寫預難以報告，並由購置單位和生產廠（chǎng）家簽字確認。

2．2 驗收

根據技術協（xié）議要求，檢測機床的各項技術指標，驗收工作分以下幾步。

2．2．1 到貨後驗（yàn）收

機床的包（bāo）裝箱到達安裝現（xiàn）場後，設備管理部門及時組織有關人員開（kāi）箱檢查，參加人員應包括設備管理人員、技術人員、使用單位。如果是進口設備，則需要商（shāng）務代理、海關商檢人員等。

檢驗項目根據技術協議（yì）有：

（1）外觀檢查（chá）。主機及各零（líng）部件有（yǒu）無碰撞損傷、變形、受潮和鏽蝕等現象，逐項如實填寫“設備開（kāi）箱（xiāng）檢查單”並及時向有關部門匯報。所有檢驗項目（mù）應做好檢查記錄，如有（yǒu）需要則應進行拍照或錄像，以便日後進行或索賠。

（2）核對應有的隨機的操作、編程、維修說明書，圖紙資料及裝箱單，合格證等技術文件資料。

（3）按技術（shù）協議（yì）規定，對照（zhào）裝箱單清點主機及各零部件（jiàn）、附件、備件和（hé）工具的數量、規格及（jí）完好狀況。

2．2．2 安裝過程（chéng）驗收

安裝過程中的驗收工（gōng）作（zuò）主（zhǔ）要是（shì）檢查各（gè）零部件本身的質（zhì）量、精度和安裝（zhuāng）調整後各軸之間的幾何精度、位置精度（dù）、功能、性能等。通常情況下（xià），大型數控機床（chuáng）都是分體的。按體積或各部分的功能分成若幹零部件，這些零部件本身及（jí）其（qí）安裝組合後（hòu）都有精度要求。如某公（gōng）司購置的全閉環控製大（dà）型數控龍門鏜銑床，數控係統為德國西門子SIENMEN S 840D 、反（fǎn）饋裝置為HEIDENHAIN 光柵尺、CYTEC公司生產的G30型雙回轉擺動銑頭、主軸轉速、10000r/min。主要包括床身（shēn）導軌、橫梁、立柱、Z軸滑枕、工作台、電主軸、排屑器、電櫃、油冷機、冷卻水箱等部（bù）件。其中兩個床身導軌在安（ān）裝過（guò）程中（zhōng），不但對二者本身直線度（dù）有高的要求，而且對二者之間的平等（děng）度、等（děng）高度也有高（gāo）的要求（qiú），這些精度在安裝過程中就應（yīng）檢驗（yàn）完成。對於安裝過程中的檢驗項目要嚴格，對主要（yào）導軌的精度、機床大部件（jiàn）之間連接麵的粗糙度等要求不能（néng）有放鬆，否則在安裝完成後將很難修正，後果（guǒ）嚴重。大部件（jiàn）之（zhī）間的連接螺釘在調整好幾何精度後，需要用較長的加力杆與扳手（shǒu）相（xiàng）接擰緊，防機床運行時幾何精度（dù）反複變化。另外，大型數控機床的零部件（jiàn）多（duō）、安裝調試周期長參加（jiā）人員也較多，很容易出現由於安裝過程中的錯誤或疏忽導致日後的諸多故障（zhàng）。所以安裝（zhuāng）過程（chéng）中驗收主管人（rén）員要嚴把質量關。

2．2．3 安裝完成後（hòu）的總體驗收

總（zǒng）體驗收工作涉及很多內容，概括地說包括硬件驗收與軟件驗收。

（1）硬件驗收

機床的性能檢驗是通過試車（chē）來完成（chéng）的。試車時（shí）要注意機床（chuáng）通常的技術指標，如運行平衡（héng）性、液壓、潤滑、發熱、噪聲（shēng）、爬行、報警提示、電流過（guò）載保護和限位（wèi）保護等，這些（xiē）參數要根據不同的機床具體（tǐ）考慮。一般可通過空運轉試驗和帶負（fù）荷（hé）試驗來檢驗該機床（chuáng）的各項指標。空運轉時間在24H左右，主軸軸承溫（wēn）度不大於70℃，溫升小於40℃，噪聲符合標準，運行平衡（héng）無爬行（háng）現象，各種過載保護功能及安全保護裝置靈敏、可靠。負荷試驗主要是為（wéi）了試驗設備在額定負荷下的工作能力。負荷試驗可按數（shù）控設備的設計功率25%、50%、75%、100%的順（shùn）序分別進行。在負荷試驗中按規範檢查軸承的溫升，液壓係統的泄漏、傳動、操縱、控製自動安全裝置是否正常，運轉聲音是否正常。

數控功能試車是按照機床配備的數控係（xì）統說明（míng）書和技術協議要求，對機床應具備的和數控功（gōng）能進行手動或數控程序方麵的檢驗。數（shù）控功（gōng）能檢驗的辦法是編一個檢驗程序，將機床的全部功能及主軸的各（gè）級轉速、轉速和各坐標軸的多個進給速（sù）度和進給速度（dù）都包括進去，空運行該程（chéng）序24H左右。

精（jīng）度檢驗包括幾何精度、位（wèi）置精度及加工精（jīng）度檢驗。

①幾何精度檢驗。機床的幾何精度是保障該（gāi）機床加工工件精度的基（jī）礎。所以，機床幾何精度的檢測須準確、嚴格。需要注（zhù）意的是（shì）所有的（de）檢測項目須一次全部合格，如果有某項差別大則需要調整後生其中的五項改變可能導致其他項目的改。所以（yǐ），所（suǒ）有檢測項目都應一次檢測合格。幾何精度的檢（jiǎn）驗可以按照生產家提供的合格證或我國有關標準提出的檢測項目逐項檢測。以大型（xíng）機床五軸（zhóu）聯動數控龍門鏜銑床（chuáng）為例，幾何精度有（yǒu）工作能麵的平麵度；X軸與（yǔ）Y軸及Z軸的相（xiàng）互垂直度；X、Y軸移動（dòng）時對工作台的平行度；主軸回轉軸線對工作台麵的平等度；主軸在Z軸方（fāng）向移動的直線度；主軸軸向及孔徑跳動等；常用（yòng）的檢測工具有：水（shuǐ）平儀、直角尺、方箱、平尺、平等（děng）光管、千分表（biǎo）、高精（jīng）度主軸檢驗心棒等。檢測工具和儀器的精（jīng）度須（xū）比幾何精度高一個等級。有些檢具應由機（jī）床生產廠家根據兩條導軌的寬度設計的。有些機床（chuáng）專用檢具應機（jī）床的專用測量工具（jù）留給用戶，如（rú）大（dà）型數控龍門銑訂配置的德（dé）國CYTEC公司（sī）生產的G30型雙回轉（zhuǎn）擺動銑頭主軸檢驗棒，在（zài）技術協議中應明確體現。

②位置精度檢驗。數控機（jī）床的定位精度是指（zhǐ）機（jī）床各驅動軸在（zài）數控係統的控製下（xià）運動所能達（dá）到的位（wèi）置精度。因此，根據實測的定位精度數（shù）值，可判斷出（chū）該機床加工（gōng）過程中能否達到好的工件（jiàn）加工精度。該項精度取（qǔ）決於數控機床的幾何精度、機床的測量係統精度、控（kòng）製係統的精度和剛度及其動（dòng）態（tài）特性等因素。它是機床綜合精度的檢驗，所以（yǐ）是需要的檢測。機床在幾（jǐ）何（hé）精度的前提（tí）下方（fāng）可進行位置精度檢驗。位置精度包括定（dìng）位精（jīng）度、重複定位精度、反向差值、原點的複歸精度、位（wèi）置偏差及定位係統偏差等。主要檢測工具有雙頻激光幹（gàn）涉儀、測微儀和成組規、光學計數顯微鏡（jìng）、360齒分度標準（zhǔn）轉台或多麵棱體與準直儀等。直線運動軸以（yǐ）雙頻激光幹（gàn）涉儀為準（zhǔn）。位置精度的（de）檢測方法一般（bān）依據技術要求的標準驗收。歐洲生產商通常采用德國VDI/DGQ 3441標準，日本機（jī）床生產商通常JIS B6201、JIS、B6336或JIS B6338

標準，我（wǒ）國現在GB/T17421.2-2000SF標準（zhǔn），國際標準ISO230-2；1997標準。需要注意的是，不同的標準對“位置精度”的定義是有差異的，驗收時要弄清標準、指標的定義及計算方法。

③ 切削精度檢驗。 機床切削精度的檢驗可（kě）根據（jù）廠（chǎng）家提供的檢驗項目（mù）或雙方協商確認的試切件圖紙進行加工，加工後對工件的形狀誤（wù）差、位置誤差及表麵粗糙度進行檢驗（yàn）。以大型機床五軸聯動數控（kòng）龍門鏜銑床為例，除做NAS 方（fāng）圓切（qiē）削加工外，應作五軸試切件的傾斜角（jiǎo）度、鏜（táng）孔精度及各尺寸精度等。機（jī）床（chuáng）使用時電主軸的（de）功（gōng）率、扭矩之間（jiān）的關係應符合圖1所示功率扭矩圖（tú）。

（2）機床的軟件（jiàn）驗（yàn）收

一台完（wán）整的數控機床不僅是各種機床硬件的組合，還應包括機床的軟件（jiàn）部分。如果（guǒ）在驗收（shōu）時（shí）不注意這一點，在日後的使用和維護中會遇到很多困難卻無資料可查，直接（jiē）影響生產。甚至由於驗收（shōu）記錄（lù）不全，有些責任不能明確，再現問題（tí）不（bú）能索賠，造成經濟損失（shī）。

機床的軟件包括技術文件、技術培訓和對問（wèn）題的處理。技術文（wén）件包括生產廠家技術文件和係統文件，如製造出具設備的（de）機械（xiè）電（diàn）氣圖紙明快上、機床使用說明書及定義的指令和參數。數控係統資（zī）料及維護手冊（cè）等（děng）。生產廠家還應相（xiàng）關的外購件的說明及圖紙、安裝後所改動部分的圖紙及說明、機床（chuáng）數據備份光盤（pán）（包括PLC程序，數控係統中的NC參數以及位置精度補償程序（xù）等一些數值）。這（zhè）些文件及（jí）參數對日後操作培訓、編程培訓和維（wéi）修人員培訓（xùn）。地點可以在設備製造廠和用戶現場，所需時間因機床的複雜（zá）程度（dù）而定，一般大約2~3周。

而（ér）問題（tí）方麵，由於設計、製造（zào）、裝配、運（yùn）輸以及安裝過程中的失（shī）誤，機床在驗收報告中難免有不（bú）盡人意的地方。對於嚴重的問題用戶方要要求（qiú）及時解決或索賠；對於不嚴重（chóng）或有所懷疑的問題應與生產廠家協（xié）商後，雙方簽署備忘（wàng）錄以（yǐ）便日後處理。機床在驗收時的所有驗收（shōu）記錄（lù）如有需要，都要應由生產廠家簽字確認。機床驗收後交由用戶使用，各種有關（guān）資料交由設備主管部門保管存檔。

3 結語

在驗收數控機（jī）床（chuáng）時，驗收大型數控機床，加強上述幾方麵（miàn）的驗收對設備管（guǎn）理工作有益，可減少不要時的損失，並可（kě）為以後的機床維修提供依據。企業設備（bèi）部門具有設備的（de）技術管理（lǐ）和組織管理等特點，在搞好技術管理（lǐ）的同時加（jiā）強組織（zhī）管理，這樣才（cái）能促企業良性發展。