大（dà）型數控機床（chuáng）的驗收
摘要：隨（suí）著我國（guó）工業水平的提高，對加工產品質量的要求也（yě）越來越（yuè）高。各項行業近幾年來對大型數控（kòng）機床的引進也越來越多，因此這些大型數控設備的驗（yàn）收工作就顯得重要。大型數控機床驗收的全過程包含了技術、管理及貿易等（děng）諸（zhū）多方麵，是一個複雜的過程，它直接影響到機床的功能、可靠性、加工精度和綜合（hé）加工能力。大型數控（kòng）機床的（de）驗收涉及（jí）到機、電、液、氣（qì）等機床（chuáng）硬件及數控係統軟件等（děng）多方麵內容，其複雜程度也遠遠大於傳（chuán）統小型機床，故對於大型（xíng）數控機床的（de）驗收要格外謹（jǐn）慎。
數控機床的驗收是在普通（tōng）機床驗（yàn）收上（shàng）發展而來的（de），但又區別於普通機床的驗（yàn）收。各（gè）使用行業沒有形成（chéng）統一的驗收（shōu）模（mó）式，取決於各個設備使用行業內部延續的管理製度。所以（yǐ）驗收（shōu）有需要（yào）形成一套有效的管理製度和（hé）驗（yàn）收流程，同時對驗收人員（yuán）的綜合業務一素質有較（jiào）高的（de）要求。對於大型數控的驗（yàn）收，對一些大數控龍門銑（xǐ）床、大型數控鏜床、五軸聯動機床和與之配套的電主軸等級設備的驗收雜。它涉及到機（jī）、電、液、氣等級機床硬（yìng）件及數控係（xì）統軟件多方麵內容。其（qí）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（gé）外謹慎。所以形成完整的（de）驗收設備（bèi）管理製度和流程是需要的，從而提高設（shè）備使用單位的生產效（xiào）率。
1 設備選型與技術協議
1．1設備選型（xíng）是保障驗收（shōu）質量的前提
數控機床在機械加工領（lǐng）域的應用日益增多。基價格昂貴，對使（shǐ）用也較高，在各個企業裏一般都被列為重要設備。對這類數控機床是大（dà）型數控機床的前期選型（xíng）重要，關係（xì）到設備後期使用的可靠性、穩定（dìng）性（xìng）及技術支持等諸多因素。
數控機（jī）床的選擇型一般與購置成本、加工成品件尺寸、加工精（jīng）度、售後及技術支持等因素較大關係。購置成本確（què）定下（xià）來後，依據其他因素進行調研和論證。如果選擇國外（wài）數控機床，盡量選擇一（yī）些國際品（pǐn）牌（如瑞士（shì）、德國（guó）、法國、西班牙等）的產品。他們生產的數控機床（chuáng）代表著世界上（shàng）先進的（de）技術，從設備的外觀、靜態精度、加工精度（dù）、位置精度、穩定（dìng）性、安全性、環保（bǎo）等指（zhǐ）標，遠遠高於我國產品。選擇我國數（shù）控設備的大（dà）型數控機床，就要對我國機床製造行業進行深（shēn）入的了解。根據中國機械網發（fā）布的機床行業“新十八羅漢企業”，它們（men）代表了我國機床製造業的先進技術產品。如金屬切削（xuē）機床製造行業有沈陽機床（集團）有限責任（rèn）公司、齊重數控裝備股份有（yǒu）限公司、大連機（jī）床集團有（yǒu）限公司、濟南（nán）二（èr）機床集團（tuán）、沈陽集團昆明機床股份有（yǒu）限公司、武漢重型（xíng）機床集（jí）團公司等企業，金屬成形機床製造行業有湖北三環鍛壓設備有限公司等。這些首先在我（wǒ）國具有深厚的製造技術和企業文化底蘊。近年來由於國（guó）家政策的扶持和自身對（duì）國際先進技術的引進，在機（jī）床產（chǎn）品的性能、精度（dù）、可靠性等方麵得到迅猛的發展。甚至有（yǒu）些關鍵技術可以與國際品牌相媲美。
設備選型（xíng）工作中，和技（jì）術交（jiāo）流購置單位提（tí）供了大（dà）量（liàng）的核算和依據（jù）。根據購置單（dān）位自（zì）己的產品在數控設備的功能、性能、配置（zhì）、數控係統（tǒng）、精度等方麵貨比三家就可得出正確合理的判斷（duàn）。
1．2 設備的技術協議是驗收的（de）保障
1．2．1 技術協（xié）議編寫依（yī）據
進（jìn）行前期調研和技（jì）術交流（liú）後，購置單位首先根據加工產品的要求編寫所需設備的標書（shū）進行招標。中標單位應由三家（jiā）以上（shàng）應標單位中選出。設備技術協議通常由購置單位依據中標條款編寫，由供需雙方確認簽字。首先對所需設備名（míng）稱、型號、供需單位名（míng）稱、日（rì）期進行填寫，技術協議正（zhèng）文中可對設備的要（yào）求進行具體描（miáo）述。
1．2．2 設備（bèi）技術協（xié）議的內容要求
設備技術協議應包括以下內容：
（1）設備的用途（tú）、功能、結構形式（shì）。如加工產品（pǐn）的材料、產品成型的、設備構成要求等，是（shì）非（fēi）標設備，要把設備（bèi）的整體構成要求提出來。
（2）主要技（jì）術（shù）指標。如工作台（tái）直徑及承重、機床的幾何精度、位置精度、加工精度等。
（3）設備的重（chóng）量、體積、使用條件、用電功率等如使用電源的波動（dòng）情況、溫（wēn）度、濕度、氣源、水源、震動源、潤滑易購品及替代品。
（4）機床配置、驗收執行的標準。如數控係統品牌功能、液壓係（xì）統（tǒng）元件、主軸軸承精度，德國的VDI3441標準、我國標準JB6086-92《數控龍門鏜（táng）銑床精度（dù）檢驗》等標準。
（5）供貨（huò）範圍、文件資料、技術服務條款。如主機及（jí）備（bèi）附件、隨機工具、圖紙資料、裝箱單及供貨清單。明確設備的保修範圍和（hé）期限、對購置單（dān）位操作、編程、維修等人員的培訓要求等（děng）項（xiàng）目。
（6）特殊要求。如（rú）工件（jiàn）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楚，避（bì）免驗收時出現（xiàn）不要的遺憾。
2 數控機床的驗收（shōu）過程
結合驗收大型數控機床（chuáng）的經驗，筆者總結出大型（xíng）數控機製驗（yàn）收工作按時（shí）間順序可分為預驗收和驗收兩個步驟。終驗收包括到貨後的開箱驗收、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（yàn）收
預（yù）驗收（shōu）是設（shè）備購（gòu）置方在生產廠家為了檢查、驗（yàn）證所購置的機床能否滿（mǎn）足自身產品（pǐn）的加工質量及生產（chǎn）效率要求，提供（gòng）的資料、備附件等是否全。生產廠家在機床通過正常運行試加工並經整體檢驗合格後（hòu），購置方才能進行預見驗收工作。如果設備存在較大質量隱患（huàn），預驗收中（zhōng）沒有（yǒu）發現，到用戶現場安裝調試中由於場（chǎng）地、專用工具、人員配置等因素整改工作困難（nán）。數控機床的驗收工作都應在合同及設備技術協議（yì）中規定（dìng）家預驗收過程。預驗收主要是指購置單位在機床生產廠家對總（zǒng）裝完成後的（de）機床進行先期（qī）檢驗。如果預驗收通過，則意味著用戶同意該（gāi）機床向用（yòng）戶廠家發運，貨物到達用戶處後，用戶將支付（fù）該設（shè）備較大部分的（de）購置款。所以，預驗收是重要的步（bù）驟，不可忽視。
預驗收檢查內容有以下（xià）幾個方麵：
（1）檢驗數控機床（chuáng）主要零（líng）部件是否按技術協議要求提供。如數控（kòng）係統、液（yè）壓元件、反饋元件{光柵尺、編碼（mǎ）器}、驅動元件、主軸軸（zhóu）承（chéng）等。
（2）機床（chuáng）各項參數是否達到技（jì）術協議（yì）要求。如工作（zuò）台尺寸、各驅動軸（zhóu）的行程等（děng）。機床的幾何（hé）精度、位置精度、加工精度（標準（zhǔn）試切件或（huò）雙方協商的試（shì）切件）等精度指標是否符（fú）合標準要求，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（chuáng）各軸運動時的驅動功率比值是否正常等。
（4）機床各驅動軸、主（zhǔ）軸運（yùn）行時的噪聲、振（zhèn）動情況是否符合技術協議要求，氣（qì）路（lù）、冷卻裝（zhuāng）置是否滿足使用需要。
（5）機床（chuáng）使用和維護（hù）的安全性是否符合技術協議要（yào）求。如機（jī）床防護罩、防護欄（梯）等。
（6）檢驗技術協議未要求（製造廠標配）部分，如發現不滿意處可向生（shēng）產廠家提出（chū），以便及（jí）時整（zhěng）改。
（7）作好預驗收記錄。根據對設備精度檢驗及要求整改內容編（biān）寫預難以（yǐ）報告，並由購置（zhì）單位和生產廠家簽字確認。
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 到貨後驗收
機床的包裝箱到達安裝現場後，設備管（guǎn）理部門及（jí）時組織（zhī）有關人員開箱（xiāng）檢查，參加人員應包括設備（bèi）管理人員、技術人員、使用單位。如果（guǒ）是（shì）進口設備，則需要商務代理、海關（guān）商檢人員等。
檢驗項目根據技術協議有：
（1）外（wài）觀檢查（chá）。主機及各零部件有無碰撞損傷、變形、受潮和鏽蝕（shí）等現象，逐項如（rú）實填寫“設備開箱檢查單”並及（jí）時向有關部門（mén）匯報。所有檢驗項目應做好檢查記錄，如有需要則應進行（háng）拍照或錄像，以便日後進行或索賠。
（2）核對應有（yǒu）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（jiàn）資料。
（3）按技術協議規定，對照裝箱單清點主機及各零（líng）部件、附件、備件和工具的數量（liàng）、規（guī）格及完好狀況。
2．2．2 安裝過程驗（yàn）收
安裝過程中的驗收工作主要是檢查各零部件本身（shēn）的質量、精度和安裝調整後各軸之間的幾何精度、位置精度（dù）、功能、性（xìng）能等。通常（cháng）情況（kuàng）下，大型數控（kòng）機床（chuáng）都是分體的。按體（tǐ）積或各部分的功能分成若幹零部件，這些零部件本身及其（qí）安裝組合後都有精度要（yào）求。如某公司（sī）購置的全閉環控製大型數控龍門（mén）鏜銑床，數控係統為（wéi）德國西門子SIENMEN S 840D 、反饋裝置為HEIDENHAIN 光柵尺、CYTEC公司生產（chǎn）的G30型雙回轉擺動銑（xǐ）頭、主軸（zhóu）轉（zhuǎn）速、10000r/min。主要包括床身導軌、橫梁、立柱、Z軸（zhóu）滑枕、工（gōng）作台、電主軸（zhóu）、排屑器、電櫃、油冷機、冷卻水箱等部件。其中兩個床身導軌在安裝過程中，不但對（duì）二者本（běn）身直線度有（yǒu）高的要（yào）求，而（ér）且（qiě）對（duì）二者之間的（de）平等度（dù）、等高度也有高的要求，這些精度在安裝過程中就應檢驗完成。對於安裝過程中的檢驗項目（mù）要（yào）嚴格，對（duì）主要導軌（guǐ）的精度、機床大部件之間連接麵的粗糙度等要求不能有放（fàng）鬆，否則在安裝完成後將很難修正，後果嚴重。大部（bù）件之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相接擰緊，防機（jī）床運（yùn）行時幾（jǐ）何精度反複變化。另外，大（dà）型數控機床的零部（bù）件多（duō）、安裝調試（shì）周期長參加人員也較多，很（hěn）容易出現（xiàn）由於安裝過程中的錯誤或疏忽導（dǎo）致日（rì）後的諸多故障。所以安裝過程中驗收主管人員要（yào）嚴把質量關。
2．2．3 安裝完成後的總體驗收
總體驗收工作（zuò）涉（shè）及很多內容（róng），概括地說包括（kuò）硬件驗收與軟件驗（yàn）收。
（1）硬件驗收
機床的（de）性能檢驗是通過試車來完成的。試車時要（yào）注意機床通常的技術指標，如運行平衡（héng）性、液壓、潤滑（huá）、發熱、噪聲（shēng）、爬（pá）行、報警提（tí）示、電流過載保護和限位（wèi）保護等，這些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荷試驗來檢驗該機床的各項指標。空（kōng）運（yùn）轉時間在24H左右（yòu），主軸軸承溫度不大於70℃，溫升小於40℃，噪聲符合（hé）標準，運行平衡無爬行現象，各種過載保護（hù）功能及安全保護裝置靈敏、可靠。負荷（hé）試驗（yàn）主要是為了試驗設備（bèi）在額定負荷下的工作能力。負荷試驗（yàn）可按數控設備的設計功率25%、50%、75%、100%的順序分別進行（háng）。在負荷試驗中按規範檢查軸承的溫升，液壓係（xì）統的泄漏、傳動、操縱、控（kòng）製自動安全裝置是否正（zhèng）常，運轉（zhuǎn）聲音是否（fǒu）正（zhèng）常。
數控功能試車（chē）是按照機床配備（bèi）的數控係統（tǒng）說（shuō）明（míng）書（shū）和技（jì）術協議要求，對機床應具備的和數（shù）控功能（néng）進行手動或數控（kòng）程序方麵的檢驗。數控功能檢驗（yàn）的辦法是編一個檢驗（yàn）程序，將機床的全部功能及主軸的各級轉速、轉速和各坐標軸的多個進給速度和進給速度都包括進去，空運行該程序24H左右。
精度檢驗包括幾何（hé）精度、位置（zhì）精度及加工精度檢驗。
①幾何精度檢驗。機床的幾何精度是保障該機床加工工件精度的基礎。所以，機床幾何精度的（de）檢測須準（zhǔn）確、嚴格。需要注意的（de）是所有的（de）檢測項目須（xū）一次全部合格（gé），如果有某項差別大則需要調整後生其（qí）中的五項改變可能導致其他項目的改。所以，所有檢測項目都應一次檢測合格。幾何精度的檢驗可以按照生（shēng）產家提供的合格證或我國有關（guān）標準提出的檢測項目逐項檢測。以（yǐ）大型（xíng）機床五軸聯動數控龍門鏜銑（xǐ）床（chuáng）為例，幾何精度有工作能麵的平麵度；X軸與Y軸及Z軸的相互垂直度；X、Y軸移動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軸方向移動的直線度；主軸軸向（xiàng）及孔徑跳動等；常用的（de）檢測工具有：水平（píng）儀、直角（jiǎo）尺（chǐ）、方（fāng）箱（xiāng）、平尺、平等光管（guǎn）、千分表（biǎo）、高精度主軸檢驗心棒等（děng）。檢測工具和儀器的（de）精度須比幾何精（jīng）度高一個等級。有些檢具應由機床生產廠家（jiā）根據（jù）兩條導（dǎo）軌的寬度設計的。有些機床專用檢具應機床（chuáng）的專用測量工具留給（gěi）用戶，如大型數控（kòng）龍門銑訂配置的德國CYTEC公司生產的G30型雙回轉擺（bǎi）動（dòng）銑頭主軸檢驗棒，在技術協（xié）議中應明確體現。
②位置精度檢（jiǎn）驗。數控機床的定位精度是指機床各驅（qū）動軸在數控係（xì）統的控製下（xià）運動所能達到的位置精度。因此，根據實測的定位精度數值，可判斷出該機床加工過程中能否達到好的工件加工精度。該項精度取決於（yú）數控機床的幾何精度、機床（chuáng）的測量係統精度（dù）、控製係（xì）統的精度和剛度及其動態特性等（děng）因素。它是機床綜合精度的檢驗，所以是需要的檢測。機床在幾何精度的前提下方可進行位（wèi）置精度檢驗。位置（zhì）精（jīng）度包括（kuò）定位精度、重複定位精度、反向差值、原點的複歸精（jīng）度、位置偏差及定位係統偏差（chà）等。主要檢測工（gōng）具（jù）有雙頻激光幹涉儀、測微（wēi）儀和成組規、光學（xué）計（jì）數顯微鏡、360齒分度標準轉台或多麵棱體與準直儀等。直（zhí）線運（yùn）動軸以雙頻激光幹涉儀為準。位置精度的檢測方法一般依據技術要求的標準驗收。歐洲生（shēng）產商（shāng）通常采用德國VDI/DGQ 3441標（biāo）準，日本機床生產商通常JIS B6201、JIS、B6336或JIS B6338
標準，我國現在GB/T17421.2-2000SF標準，國際標（biāo）準ISO230-2；1997標準（zhǔn）。需要注意的（de）是，不同的標準對“位置精度”的定義是（shì）有差異的，驗收時要弄清（qīng）標準、指標（biāo）的定義（yì）及計算方法。
③ 切（qiē）削精度檢驗。 機床切削精度的檢驗可根據廠家提供的檢驗項目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差、位置誤差及表麵粗糙度（dù）進行檢驗。以大型機床五軸聯動（dòng）數（shù）控龍門鏜銑床為例，除做NAS 方圓切削加工外，應作五軸試（shì）切件的傾斜角度、鏜孔精度及各尺寸精度等。機（jī）床使用時電主軸的功（gōng）率、扭矩之間的關係應符合圖1所示功率（lǜ）扭（niǔ）矩圖。
（2）機（jī）床的軟件驗收
一台完整的數控機床不僅（jǐn）是各種機床硬件的組合，還應包括機床（chuáng）的軟件部分。如果在驗收時不注意這一點，在日後的使用和維護中會遇到很多困難卻無資料可查，直接影響生產。甚至由於驗收記錄不（bú）全，有些責任不能明確（què），再現問題（tí）不能索賠，造（zào）成經濟損失。
機床的軟件包（bāo）括（kuò）技術文件、技術培訓和對問題的處理。技術文件包（bāo）括生產廠家技術文件和係統文件，如製造出具（jù）設（shè）備的機（jī）械電氣圖紙明（míng）快上、機（jī）床使用說明（míng）書及定義的指令和參數。數控係統資料及維護手冊等。生產廠家還（hái）應相關的外購件的說（shuō）明及圖紙（zhǐ）、安裝後所改（gǎi）動部分的圖紙及說明、機床數據備份光盤（pán）（包括PLC程序，數控係統中的（de）NC參（cān）數以及位置精度補償程序等一些數值（zhí））。這些文（wén）件及參數對日後（hòu）操作培訓、編（biān）程培訓和維修人員培訓。地點可以在（zài）設備製造廠和用戶現場，所需時間因機床的複雜程度而定，一般大約2~3周。
而問題方（fāng）麵，由於設計、製造、裝配、運輸以及安裝過程中的失誤（wù），機（jī）床在（zài）驗（yàn）收報告中難免有不盡人意的地方。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（yán）重或有所懷疑的問題（tí）應與生產廠家協商後，雙方簽署備忘（wàng）錄以便日（rì）後處理。機床在（zài）驗收時的所有驗收記錄如有需（xū）要，都要應由生產廠家簽字確認（rèn）。機（jī）床驗收後交由用戶使用（yòng），各種有關（guān）資料交由（yóu）設備主管部（bù）門保（bǎo）管存檔。
3 結語
在驗收數控機床時，驗收大型數控機床，加強上述幾方麵的驗收對設備管理工作有益，可（kě）減少不要時的損（sǔn）失，並可為以後的機（jī）床維修提供依據。企業設備部門具有設備的技術（shù）管理和組織管理等特點，在（zài）搞好技術管理的同時加強組織管理，這樣才能促企（qǐ）業（yè）良性發展。
