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【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床;機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);特點(diǎn)
目前對(duì)于數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展,我國(guó)正面臨重大的挑戰(zhàn)。一方面是我國(guó)的數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率較為偏低,導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展緩慢,另外一個(gè)方面是在產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性以及安全性上得不到有效的保障,在數(shù)控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上以及技術(shù)的研發(fā)力度上有待提高。在隨著國(guó)家對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的不斷改革下,對(duì)于數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)下的生產(chǎn)質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益要求不斷地提高,因此為使我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)水平以及工藝技術(shù)能夠滿足當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,對(duì)于數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)上的研究力度也需要不斷的改進(jìn)和完善。
1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床機(jī)械的特點(diǎn)主要包括其機(jī)械自動(dòng)化、高新技術(shù)化以及智能化操作等明顯的特點(diǎn)。
1.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化
數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化特點(diǎn)主要表現(xiàn)在三個(gè)具體方面:一是優(yōu)化和提升數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),并能夠在數(shù)據(jù)系統(tǒng)的指令下能夠有效的運(yùn)行;二是通過(guò)數(shù)據(jù)控制結(jié)構(gòu)的升級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床運(yùn)行的速度和刀具的運(yùn)行軌跡進(jìn)行有效控制,并確保主軸的轉(zhuǎn)速以及輔助機(jī)能的結(jié)構(gòu)優(yōu)化操作;三是能夠在系統(tǒng)應(yīng)用路徑中,能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的升級(jí),保證系統(tǒng)運(yùn)作的最優(yōu)化。
1.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的高新技術(shù)化
數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的高新技術(shù)化主要表現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定性、安全性以及精準(zhǔn)性都有著全面的提高和標(biāo)準(zhǔn)要求的規(guī)范。
1.3數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的智能化操作
數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的智能化操作主要表現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了集成功能以及復(fù)核功能的要求,并且能夠利用一次性的裝料機(jī)制升級(jí)加工的工序,使其能夠在有效的參數(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作以及設(shè)備生產(chǎn)的柔性化。
2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求
2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)的靜態(tài)剛度以及動(dòng)態(tài)剛度的參數(shù)要求
主要是確保生產(chǎn)參數(shù)能夠符合運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn),提升機(jī)械生產(chǎn)加工的穩(wěn)定性。
2.2降低機(jī)械結(jié)構(gòu)的熱變形發(fā)生的幾率
由于機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中,溫度過(guò)高而使產(chǎn)品變形,通過(guò)對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)的升級(jí),提升熱源的處理能力以及控制減少熱源的熱能發(fā)散。2.3降低機(jī)械結(jié)構(gòu)的摩擦傳動(dòng)間隙主要要求融合滑動(dòng)的導(dǎo)軌以及滾動(dòng)導(dǎo)軌的項(xiàng)目,利用滾珠絲的桿傳動(dòng)裝置,以降低機(jī)械結(jié)構(gòu)的摩擦傳動(dòng)的間隙,提高數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作效率。
2.4降低接卸結(jié)構(gòu)的輔助時(shí)間框架
主要是利用多主軸和多刀結(jié)構(gòu)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行升級(jí),減少機(jī)床結(jié)構(gòu)的換刀時(shí)間,使主營(yíng)地工作主要集中在加工生產(chǎn)運(yùn)行上。
2.5提升機(jī)械機(jī)構(gòu)的運(yùn)行精度以及使用壽命
主要是對(duì)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行時(shí)間有科學(xué)的規(guī)劃以及對(duì)其進(jìn)行有效的維修與保養(yǎng),確保機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)行正?;约捌渚珳?zhǔn)度,使得機(jī)械結(jié)構(gòu)損耗減少,提高其使用壽命。
3優(yōu)化數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案
數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案是根據(jù)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的要求以及其不足之處進(jìn)行改進(jìn)和完善的一項(xiàng)工作,主要包括了對(duì)數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)的變速系統(tǒng)以及機(jī)床的主軸系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善措施。
3.1數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)的變速系統(tǒng)的改進(jìn)完善措施
在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)于機(jī)床主傳動(dòng)變速系統(tǒng)的改進(jìn)完善措施主要是通過(guò)提升變速齒輪的主傳動(dòng)方式以及提升輸出扭矩參數(shù)的數(shù)值,對(duì)于項(xiàng)目的具體參數(shù)數(shù)值的提升,可以通過(guò)對(duì)調(diào)速電機(jī)來(lái)直接驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)的裝置,可以使原有設(shè)備結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)得以優(yōu)化,從而推動(dòng)主軸箱體以及主軸結(jié)構(gòu)便捷化的進(jìn)程,提升了剛度的系統(tǒng)以及升級(jí)主傳動(dòng)項(xiàng)目,另外對(duì)于小型機(jī)床結(jié)構(gòu)運(yùn)行的時(shí)候,可以通過(guò)皮帶來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)的主傳動(dòng)運(yùn)作,能夠減少噪聲以及振動(dòng),達(dá)到優(yōu)化的目的。
3.2機(jī)床的主軸系統(tǒng)的改進(jìn)完善措施
機(jī)床的主軸系統(tǒng)的改進(jìn)完善措施主要由三個(gè)方面進(jìn)行:一是在對(duì)機(jī)械的前支撐結(jié)構(gòu)以及后支撐結(jié)構(gòu)要選用不同的軸承,以提升主軸綜合的剛度,前支撐結(jié)構(gòu)材質(zhì)的選擇值得注意的是需要選用雙列短圓柱的滾子軸承,并且能夠保證和雙列向心的推力球軸承有保持60度的斜角,從而提升項(xiàng)目運(yùn)行的參數(shù),使結(jié)構(gòu)的完整度能都得到保障;二是對(duì)參數(shù)框架的有效選取,確保單雙圓錐的滾子軸承的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,在保證提高參數(shù)框架的時(shí)候,也要對(duì)其結(jié)構(gòu)與速度參數(shù)的升級(jí),以確保主軸承項(xiàng)目中的卡盤(pán)和刀架參數(shù)的運(yùn)行完整,達(dá)到提升軸承定位以及主軸的荷載;三是完成前軸承的項(xiàng)目精準(zhǔn)升級(jí),并且利用高精度的雙列向心推力球的軸承結(jié)構(gòu)提高機(jī)床項(xiàng)目的運(yùn)行速度,以滿足整體的參數(shù)框架的需求。
4結(jié)語(yǔ)
總而言之對(duì)于數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方向?qū)τ谥圃旒夹g(shù)上的提高有著重大的影響作用,為此國(guó)家對(duì)于數(shù)控機(jī)床的精準(zhǔn)度、高效性以及穩(wěn)定性的方向不斷的改進(jìn)完善,使得其運(yùn)行的質(zhì)量與性能能夠得到實(shí)質(zhì)性的提高。
參考文獻(xiàn):
[1]關(guān)宇,趙佳,黃明.?dāng)?shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的新動(dòng)態(tài)[J].工程技術(shù):引文版,2016(2):246.
數(shù)控機(jī)床較傳統(tǒng)機(jī)床具有利用二進(jìn)制數(shù)學(xué)方式輸入,加工過(guò)程可任意編程,主軸及進(jìn)給速度可按加工工藝需要變化,且能實(shí)現(xiàn)多座標(biāo)聯(lián)動(dòng),易加工雜曲面。對(duì)加工對(duì)象具有“易變、多變、善變”特點(diǎn),換批調(diào)整方便,可實(shí)現(xiàn)雜件多品種中小批柔性生產(chǎn),適應(yīng)社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化需求。
數(shù)控機(jī)床利用自身硬件和軟件相組合,實(shí)現(xiàn)信息反饋、補(bǔ)償、自動(dòng)加減速等功能,可進(jìn)一步提高機(jī)床加工精度、效率、自動(dòng)化程度;是以電子控制為主的機(jī)電一體化機(jī)床,充分發(fā)揮了微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)特有的優(yōu)點(diǎn),易于實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化,可較易地組成各種先進(jìn)制造系統(tǒng),如FMS、FTL、FA,甚至將來(lái)的CIMS能最大限度提高工業(yè)生產(chǎn)、勞動(dòng)生產(chǎn)率。
數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度動(dòng)態(tài)
測(cè)試技術(shù)及裝置研究
項(xiàng)目簡(jiǎn)介:該測(cè)試儀可對(duì)多系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。針對(duì)數(shù)控機(jī)床加工、檢測(cè)、研制、開(kāi)發(fā)了基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總線以及CORBA網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化加工管理系統(tǒng),測(cè)試數(shù)據(jù)和圖形可通過(guò)CORBA網(wǎng)關(guān)與Intranet或Internet相連,用戶可直接在WEB網(wǎng)頁(yè)上瀏覽到相應(yīng)機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)。該測(cè)試儀對(duì)數(shù)控系統(tǒng)測(cè)試可以對(duì)購(gòu)買(mǎi)數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家提供可靠的參考。該測(cè)試儀也是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)測(cè)試領(lǐng)域的成功研發(fā)。該測(cè)試儀綜合了前期開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了測(cè)試儀獨(dú)立化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化,并使用簡(jiǎn)潔、方便,該測(cè)試儀成本較低。
所處階段:成熟應(yīng)用階段
意義:該現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀如能推廣到多機(jī)使用,具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值及廣闊市場(chǎng)前景,對(duì)提高我國(guó)機(jī)床加工精度也很有幫助,對(duì)普及高精度的數(shù)控裝置也大有裨益。
CK6280A、CKA6480
數(shù)控機(jī)床研究開(kāi)發(fā)
項(xiàng)目簡(jiǎn)介:該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了應(yīng)用于高溫合金盤(pán)環(huán)零件加工的大功率、高強(qiáng)度、高剛性機(jī)床。完成了高強(qiáng)度、高剛性、高精度機(jī)床導(dǎo)軌、主軸箱、進(jìn)給部分設(shè)計(jì),高性能數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床匹配設(shè)計(jì)及強(qiáng)電設(shè)計(jì)。
該產(chǎn)品主要設(shè)計(jì)參數(shù):床身最大回轉(zhuǎn)直徑:Ф800mm,馬鞍內(nèi)最大回轉(zhuǎn)直徑:Ф1020mm,最大切削力20000N,控制聯(lián)動(dòng)X、Z兩坐標(biāo),定位精度X軸0.014mm、Z軸0.028mm,重復(fù)定位精度X軸0.006mm、Z軸0.011mm,系統(tǒng)最小設(shè)定單位0.001mm,零件程序存儲(chǔ)容量1.5MB。
所處階段:成熟應(yīng)用階段
意義:該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)同規(guī)格數(shù)控車(chē)床的空白,已廣泛應(yīng)用機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件等特殊材料、精密加工領(lǐng)域。
數(shù)控機(jī)床多媒體教學(xué)軟件
項(xiàng)目簡(jiǎn)介:該軟件建立了虛擬三維數(shù)控機(jī)床及其控制面板,采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼進(jìn)行編程。使用該軟件,學(xué)生就像在操作一臺(tái)真正的數(shù)控機(jī)床―手動(dòng)操作、對(duì)刀、編程及進(jìn)行數(shù)控加工,在直觀的動(dòng)畫(huà)環(huán)境下,輕松地學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的操作、編程與加工。該軟件將研究人員多年開(kāi)發(fā)、應(yīng)用數(shù)控機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)融為一體,使用簡(jiǎn)潔,畫(huà)面逼真,真正實(shí)現(xiàn)了“Windows平臺(tái)下三維仿真數(shù)控模擬加工”。
所處階段:中期階段
意義:該軟件可以安裝在機(jī)房的計(jì)算機(jī)上,學(xué)生每人一臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn);教師也可以使用該軟件輔以多媒體投影儀進(jìn)行課堂教學(xué),取得良好的教學(xué)效果。
數(shù)控機(jī)床多軸聯(lián)動(dòng)集成控制系統(tǒng)
項(xiàng)目簡(jiǎn)介:針對(duì)專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床數(shù)控加工多軸聯(lián)動(dòng)集成控制系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)研究,包括控制系統(tǒng)的硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、集成控制技術(shù)、空間包絡(luò)自動(dòng)編程等多項(xiàng)核心技術(shù)。研制了以Windows為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái),以具有高性能伺服運(yùn)動(dòng)的DSP控制器為控制核心、以通用工業(yè)PC機(jī)為管理核心的多功能集成數(shù)控系統(tǒng)。
所處階段:初期階段
意義:該類(lèi)集成數(shù)控系統(tǒng)是與通用數(shù)控系統(tǒng)不同技術(shù)類(lèi)型的新一類(lèi)數(shù)控系統(tǒng),在多種專(zhuān)用及特種數(shù)控機(jī)床上將彌補(bǔ)通用數(shù)控系統(tǒng)的不足,滿足了螺桿數(shù)控加工行業(yè)的發(fā)展需求,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
高速數(shù)控機(jī)床大功率
電主軸單元技術(shù)
項(xiàng)目簡(jiǎn)介:該項(xiàng)目研制了數(shù)控機(jī)床用大功率、高速陶瓷軸承電主軸單元樣機(jī);研究了數(shù)控機(jī)床電主軸單元的設(shè)計(jì)方法、制造工藝及精密裝配技術(shù);完善和提高電主軸用高精度氮化硅陶瓷球軸承的制造技術(shù);研究了高速電主軸單元的技術(shù)、內(nèi)冷卻技術(shù);研究了電主軸動(dòng)靜態(tài)性能及其電主軸動(dòng)平衡技術(shù);研制了基于PMAC-PC的零件圓度誤差測(cè)量系統(tǒng);設(shè)計(jì)了精密加工系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)圓及非圓零件的精密加工。
所處階段:成熟應(yīng)用階段
意義:該成果為高速高效機(jī)床主軸系統(tǒng)及自動(dòng)化生產(chǎn)線提供關(guān)鍵性基礎(chǔ)部件;為主機(jī)廠提高國(guó)產(chǎn)化率、降低成本、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力做出了貢獻(xiàn);對(duì)我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床的研制開(kāi)發(fā)工作以及機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)步和理論發(fā)展都具有十分重要意義。
大型鏜銑數(shù)控機(jī)床及關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)
項(xiàng)目簡(jiǎn)介:該項(xiàng)目通過(guò)采用液壓補(bǔ)償機(jī)構(gòu),液壓缸由比例電磁閥控制,根據(jù)滑枕懸伸長(zhǎng)短動(dòng)態(tài)調(diào)整平衡力,解決了滑枕懸伸下垂這一難題,使滑枕移動(dòng)直線度控制在全行程內(nèi)0.02mm;產(chǎn)品傳動(dòng)部件采用滾珠絲杠副,移動(dòng)部件采用矩形滑動(dòng)鋼導(dǎo)軌,導(dǎo)軌正面貼塑,并配有滾動(dòng)卸荷機(jī)構(gòu),側(cè)面采用線性滾動(dòng)體導(dǎo)向,導(dǎo)軌為滾動(dòng)滑動(dòng)復(fù)合導(dǎo)軌,實(shí)現(xiàn)了較高的定位精度;采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),傳動(dòng)部件采用雙蝸輪蝸桿消隙傳動(dòng),精密定心軸承定位和支撐,回轉(zhuǎn)圓導(dǎo)軌采用聚四氟乙烯導(dǎo)軌板,為滾動(dòng)滑動(dòng)復(fù)合導(dǎo)軌;自動(dòng)萬(wàn)能銑頭由液壓缸實(shí)現(xiàn)牙盤(pán)的脫開(kāi)與嚙合來(lái)完成A/C軸的自動(dòng)定位,A/C軸具有角度記憶功能。
所處階段:中期階段
意義:該產(chǎn)品總體技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,將為企業(yè)帶來(lái)明顯經(jīng)濟(jì)效益。
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及其在數(shù)控機(jī)床制造行業(yè)應(yīng)用
項(xiàng)目簡(jiǎn)介:該項(xiàng)目主要是關(guān)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及其在數(shù)控機(jī)床制造行業(yè)的應(yīng)用,在鍛壓數(shù)控加工設(shè)備的制造中,采用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù),不僅可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程管理,圖檔管理,而且可以加強(qiáng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的保密與安全性,同時(shí)為企業(yè)信息化提供集成平臺(tái),項(xiàng)目所應(yīng)用的產(chǎn)品集聚了我國(guó)數(shù)控設(shè)備制造企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)和應(yīng)用特色技術(shù),尤其是在與三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用方面突破國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理僅基于二維圖紙數(shù)據(jù)的應(yīng)用局限。
所處階段:中期階段
意義:項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)我國(guó)制造業(yè)信息化工程,制造業(yè)信息化自主軟件的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床制造行業(yè)的信息化應(yīng)用均具有十分重要意義和技術(shù)供鑒價(jià)值。
基于嵌入式技術(shù)的數(shù)控機(jī)床群控系統(tǒng)
項(xiàng)目簡(jiǎn)介:該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了基于嵌入式技術(shù)的數(shù)控機(jī)床群控系統(tǒng)。本系統(tǒng)以開(kāi)放的以太網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái),采用嵌入式工控計(jì)算機(jī)技術(shù)為DNC終端樞紐,為企業(yè)搭建數(shù)控生產(chǎn)的信息化管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了CAPP系統(tǒng)、刀具管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)等資源的有效集成。該系統(tǒng)按中心總服務(wù)器和車(chē)間服務(wù)器兩級(jí)進(jìn)行配置,每臺(tái)數(shù)控機(jī)床配備一臺(tái)DNC智能終端,便于升級(jí)擴(kuò)展;可實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控系統(tǒng)包括FANUC、三菱、HEIDENHEIN等。
所處階段:成熟應(yīng)用階段
意義:該項(xiàng)目對(duì)機(jī)械加工車(chē)間的自動(dòng)化及集成化生產(chǎn)管理方面有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
開(kāi)放式結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)與數(shù)控機(jī)床配套產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
項(xiàng)目簡(jiǎn)介:該產(chǎn)品為首次獨(dú)立開(kāi)發(fā)完成的開(kāi)放式、全功能數(shù)控系統(tǒng)。在軟硬件的設(shè)計(jì)上應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化原則,將PC與運(yùn)動(dòng)控制卡相結(jié)合,使產(chǎn)品具有開(kāi)放性,便于用戶進(jìn)行功能擴(kuò)展和二次開(kāi)發(fā);采用圖形化軟功能鍵菜單,屏蔽與主菜單當(dāng)前功能不相關(guān)的操作,使得機(jī)車(chē)面板操作按鈕減少,界面簡(jiǎn)潔友好,易學(xué)易操作;將多媒體技術(shù)融合到數(shù)控系統(tǒng)的使用、操作、培訓(xùn)、維護(hù)和故障診斷中,借助于文本、聲音、圖像和動(dòng)畫(huà),改善數(shù)控系統(tǒng)的可操作性和可維性,有效降低用戶的難度,降低使用成本。
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;故障診斷;維修
1 引言
數(shù)控機(jī)床主要由機(jī)、電、液三個(gè)部分組成,使用中就需要相關(guān)技術(shù)和知識(shí)的基礎(chǔ),掌握數(shù)控機(jī)床中常見(jiàn)故障的診斷和維修保養(yǎng)技術(shù)就能夠降低日常的維護(hù)費(fèi)用、小部件的更換周期、避免嚴(yán)重機(jī)械事故的發(fā)生,還有利于延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命,使機(jī)床盡可能在最佳狀態(tài)保持更長(zhǎng)時(shí)間。文章主要對(duì)數(shù)控機(jī)床的日常主要故障的診斷方法和維修排除進(jìn)行分析和研究。
2 數(shù)控機(jī)床故障診斷的基本步驟
當(dāng)使用的數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí),相關(guān)人員應(yīng)該保持冷靜,然后對(duì)故障的產(chǎn)生原因進(jìn)行細(xì)致的分析,進(jìn)而找到相應(yīng)的、適當(dāng)?shù)墓收显\斷方法,最后再進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真地故障診斷。一般可以采用下面的步驟來(lái)進(jìn)行故障的診斷。
2.1 了解
在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí),首先要做的就是對(duì)故障發(fā)生的情況進(jìn)行全面的了解,然后對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行初步的故障診斷,仔細(xì)觀察指示屏上顯示的內(nèi)容、各種故障指示燈等,然后利用觀察、觸摸、氣味等方法對(duì)數(shù)控機(jī)床的常見(jiàn)故障進(jìn)行判斷,如熱繼電器、空氣斷路器有沒(méi)有脫扣現(xiàn)象,熔絲有沒(méi)有出現(xiàn)損壞、斷裂現(xiàn)象,有關(guān)插接件有沒(méi)有出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。雖然這些故障類(lèi)型比較簡(jiǎn)單易見(jiàn),但是對(duì)數(shù)控機(jī)床故障診斷有著重要的作用。
2.2 分析
當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí),首先對(duì)機(jī)床進(jìn)行斷電,然后進(jìn)行故障分析,在確認(rèn)通電后不會(huì)產(chǎn)生更大故障時(shí),進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的故障診斷和觀察,從而獲得可能導(dǎo)致故障產(chǎn)生的各種因素,為接下來(lái)的故障排除確定大的方向和手段。
2.3 查找
在進(jìn)行故障原因查找時(shí),應(yīng)該遵循由表及里、由易到難的原則,也就是說(shuō),首先對(duì)容易拆卸和觸及的位置進(jìn)行檢查,然后再進(jìn)行那些拆除量較大和不易觸及的部位檢查。
3 數(shù)控機(jī)床故障診斷和排除
3.1 故障診斷方法
數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間使用,某些電器元件或者機(jī)械零件會(huì)磨損,如果不正確的使用會(huì)直接導(dǎo)致零部件損壞。以下是數(shù)控機(jī)床故障診斷的基本方法。
3.1.1 自診斷功能的方法
現(xiàn)在大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床都帶有報(bào)警功能,也就是說(shuō)當(dāng)機(jī)床發(fā)生問(wèn)題或者有故障時(shí),數(shù)控系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信息,這樣會(huì)顯示報(bào)警代碼,通過(guò)查閱資料分析代碼就可以鎖定故障的范圍,再通過(guò)逐一排查把問(wèn)題解決。
3.1.2 直觀法
這是一種最基本的,也是首先使用的方法。注意發(fā)生故障時(shí)的各種光、聲、味等異?,F(xiàn)象,往往可把故障定位到一個(gè)模塊或一塊印制線路板上。
3.1.3 PLC診斷法
數(shù)控機(jī)床控制主要通過(guò)PLC梯形圖控制,也就說(shuō)當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí),我們可以把梯形圖調(diào)出,分別按鍵調(diào)試,試試在梯形圖中有無(wú)反應(yīng),當(dāng)無(wú)反應(yīng)表示這部分控制無(wú)動(dòng)作,當(dāng)有反應(yīng)表示這部分控制有動(dòng)作但不能保證正常運(yùn)行,所以通過(guò)調(diào)試運(yùn)行同時(shí)觀察梯形圖的變化,逐一把故障診斷并排除。
3.1.4 交換法
這種方法適合用于設(shè)備較多,最起碼保證兩臺(tái),而且保證型號(hào)、電路板、模塊等零部件完全相同,還要確保這臺(tái)設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。這樣當(dāng)一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),先通過(guò)報(bào)警信息,鎖定故障范圍,當(dāng)檢測(cè)到是零部件損壞但又不能完全確定是這個(gè)零件的原因,這個(gè)時(shí)候就可以用到這種方法。把懷疑壞掉的零部件撤掉和正常運(yùn)行設(shè)備相同型號(hào)的零部件進(jìn)行交換,然后打開(kāi)系統(tǒng),再進(jìn)一步觀察設(shè)備的情況,若能正常運(yùn)行那就說(shuō)明是這個(gè)零部件的問(wèn)題,若還是不能正常運(yùn)行那就說(shuō)明不是這個(gè)原因,那就需要繼續(xù)排查故障。這種方法使用特別要注意一定要切掉電源,等1-2分鐘在進(jìn)行零件的交換。這樣才能保證各方面的安全。
3.1.5 參數(shù)法
數(shù)控機(jī)床參數(shù)相當(dāng)?shù)亩?,所以參?shù)的調(diào)整很重要,也是難點(diǎn),因?yàn)樯婕暗降臇|西多,而且不容易調(diào)整。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí),應(yīng)及時(shí)查看參數(shù)并對(duì)照說(shuō)明書(shū)一一調(diào)整。
3.2 數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障的診斷與維修
3.2.1 主軸部分常見(jiàn)故障。數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要作用是帶動(dòng)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其故障通常出現(xiàn)在主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸液壓以及主軸流量的檢測(cè)。其檢測(cè)一般是先利用PLC程序來(lái)檢查其信號(hào)的輸入輸出,接著對(duì)電磁閥進(jìn)行檢查以確定出現(xiàn)故障的具體原因及位置。另外還要對(duì)其進(jìn)行主軸流量的檢測(cè),看其是否會(huì)出現(xiàn)報(bào)警。若元件出現(xiàn)問(wèn)題則可進(jìn)行更換,若是管道問(wèn)題進(jìn)行疏通即可。
3.2.2 進(jìn)給伺服部分常見(jiàn)故障。進(jìn)給伺服部分的故障通常出現(xiàn)在伺服控制單元、位置反饋部分以及伺服電機(jī)。其檢測(cè)一般是先利用PLC程序來(lái)看其伺服使能信號(hào)是否存在,接著了解屏幕軸數(shù)值的變化情況,然后了解伺服軸的移動(dòng)情況以及伺服單元是否出現(xiàn)指令電壓等,以來(lái)確定故障出現(xiàn)的具置。若為機(jī)械問(wèn)題則可直接進(jìn)行維修,若為伺服電機(jī)的問(wèn)題則要進(jìn)行系統(tǒng)的維修。
3.2.3 其他常見(jiàn)故障。數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障的部分還有電動(dòng)機(jī),其多見(jiàn)于缺相及接地,另外在輔助回路的輸出及輸入點(diǎn)上也經(jīng)常發(fā)生斷路的情況導(dǎo)致電機(jī)損壞。因此對(duì)于電動(dòng)機(jī)輔助回路也要進(jìn)行檢查,若有問(wèn)題要及時(shí)進(jìn)行檢修,找出故障出現(xiàn)原因之后要進(jìn)行線路的維修或更換有關(guān)零件。
3.3 數(shù)控機(jī)床維修的基本原則
通常數(shù)控機(jī)床的維修都應(yīng)該遵守規(guī)定,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的流程和順序來(lái)進(jìn)行,這樣可以十分清楚維修的流程,有利于效果的提高。
3.3.1 先要思考故障產(chǎn)生的原因,然后再動(dòng)手進(jìn)行修理。一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障,首先要做的不是動(dòng)手修理,而是應(yīng)該先查清故障產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)和現(xiàn)象。通過(guò)故障的表現(xiàn)對(duì)設(shè)備的電路和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行思考,遵守相應(yīng)的維修原則,當(dāng)清楚了故障的原因之后在進(jìn)行拆卸。在拆卸之前要熟練的掌握好各個(gè)部件的功能位置和連接方式,如果沒(méi)有組裝圖,那就需要拆卸的過(guò)程中用草圖記錄,標(biāo)記好各個(gè)零件的位置。
3.3.2 在進(jìn)行設(shè)備檢查的時(shí)候,要先檢查機(jī)床的外部,然后再檢查內(nèi)部。首先要檢查設(shè)備表面是否有明顯的裂痕和缺損,必須詳細(xì)的了解使用年限等,再對(duì)機(jī)床內(nèi)部進(jìn)行檢查,拆除之前應(yīng)該對(duì)周邊的一些故障進(jìn)行排除,確定為機(jī)內(nèi)故障之后才能開(kāi)始拆卸維修,否則就會(huì)導(dǎo)致故障擴(kuò)大,讓機(jī)床的精度喪失,性能反而降低。
3.3.3 在機(jī)床維修中要先檢查機(jī)械設(shè)備然后檢查維修電氣設(shè)備。在維修過(guò)程中,首先需要確認(rèn)零件沒(méi)有故障發(fā)生之后,再進(jìn)行電氣方面的相關(guān)檢查,使用檢測(cè)儀器尋找到相關(guān)的故障位置,保證不會(huì)接觸不良之后,再針對(duì)性的檢查線路以及機(jī)械的運(yùn)作,這樣可以避免誤判。
3.3.4 在維修的過(guò)程中,要先處理靜態(tài)的故障,再處理動(dòng)態(tài)的故障。維修需要機(jī)床斷電,通過(guò)調(diào)試和檢查查看機(jī)床的連接安裝是否牢固,線板是否連接正確等,首先將靜態(tài)的故障進(jìn)行排除。
3.3.5 先對(duì)機(jī)床進(jìn)行清潔然后進(jìn)行維修。如果是污染較重的設(shè)備,要先對(duì)按鈕以及接線點(diǎn)進(jìn)行清潔,排除外部的控制鍵故障。實(shí)際上很多的故障都是因?yàn)榕K污導(dǎo)致的。
3.3.6 在進(jìn)行機(jī)床檢查的時(shí)候要先檢查電源,然后檢查設(shè)備。電源的故障是比較常發(fā)生的故障,檢查電源可以事半功倍。
3.3.7 機(jī)床維修要先排除隱患,然后再更換零件,確認(rèn)設(shè)備電路正常之后,再進(jìn)行零部件的更換。
4 結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備,要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的高效性,就必須正確的操作和精心的維護(hù),以保證機(jī)床的正常運(yùn)行和高的利用率。
參考文獻(xiàn)
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摘 要:數(shù)控機(jī)床作為裝備制造業(yè)的工業(yè)“母機(jī)”,其發(fā)展情況代表著我國(guó)工業(yè)化的水平,目前我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床門(mén)類(lèi)齊全,供給能力不斷增強(qiáng),能夠開(kāi)發(fā)出大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的品種,這些成效的取得離不開(kāi)三維軟件這個(gè)堅(jiān)實(shí)的后盾。本文將從三維軟件在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域中具體應(yīng)用進(jìn)行初步的探討,希望能為數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)效率和開(kāi)發(fā)水平的提高做點(diǎn)事情。
關(guān)鍵詞:三維軟件;數(shù)控機(jī)床;方案設(shè)計(jì);應(yīng)力分析
中圖文分類(lèi)號(hào): tp39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a
隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展,三維軟件的應(yīng)用也越來(lái)越普及,目前,三維軟件的使用已經(jīng)貫穿于數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)與制造的始終,具體體現(xiàn)在利用三維軟件進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、零件與部件的繪制、模擬裝配、加工仿真、運(yùn)動(dòng)仿真、動(dòng)畫(huà)演示、應(yīng)力分析、逆向工程。數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)與制造業(yè)常用的三維軟件有pro/engineer、catia、solidworks、ug、caxa等,各類(lèi)軟件雖然存在著一定的差異,但都能達(dá)到數(shù)控機(jī)床輔助設(shè)計(jì)與制造的目的。三維軟件的應(yīng)用為加強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力提供了有力的幫助。
1 利用三維軟件進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的方案設(shè)計(jì)
數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)制造企業(yè)根據(jù)客戶的要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì),傳統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)方法采用的是平面繪圖的方法,即設(shè)計(jì)人員根據(jù)客戶對(duì)數(shù)控機(jī)床加工功能及加工精度進(jìn)行設(shè)計(jì),滿足要求的方案不止一種,在利用平面圖形與客戶溝通時(shí)真實(shí)感較差,會(huì)使設(shè)計(jì)者與客戶的溝通存在一定的困難。采用三維軟件設(shè)計(jì)方案則比較直觀、快捷、易修改,且具有可視化??梢灶A(yù)見(jiàn)及避免因設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周而出現(xiàn)的問(wèn)題。此外,能夠使方案設(shè)計(jì)得更加具體化、形象化。
2 根據(jù)設(shè)計(jì)方案細(xì)畫(huà)零件并進(jìn)行模擬裝配
以機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)為依據(jù),利用傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法確定零件的尺寸后,在三維軟件繪圖環(huán)境中繪制零件的立體圖形,根據(jù)零件間的相對(duì)位置與尺寸關(guān)系進(jìn)行模擬裝配,利用三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠較直觀的看到整機(jī)的三維效果,能夠檢測(cè)各零件之間在設(shè)計(jì)時(shí)所產(chǎn)生的干涉問(wèn)題,設(shè)計(jì)者據(jù)此進(jìn)行改進(jìn),利用三維軟件還可以對(duì)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬,這樣能夠減少設(shè)計(jì)時(shí)的失誤,降低試制的成本。用三維軟件對(duì)零件進(jìn)行的模擬裝配如出現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)的對(duì)零件進(jìn)行修正,直接修改草圖即可,而如果是采用二維繪圖必須得同時(shí)更改三個(gè)視圖。用三維軟件繪制的三維零件圖形可以直接生成工程圖,并保存成二維圖形文件的擴(kuò)展名,二維軟件繪制的二維圖形也可以作為三維繪圖中的草圖,因此三維軟件可以與二維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行交互使用。
3 對(duì)零件進(jìn)行仿真加工節(jié)省時(shí)間降低加工成本
數(shù)控仿真是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)為數(shù)控加工操作過(guò)程進(jìn)行模擬仿真的技術(shù),在三維軟件中選擇毛坯、刀具、切削參數(shù),確定走刀路線,通過(guò)生成的刀具路徑可以直觀地看到零件加工的動(dòng)態(tài)過(guò)程。而且能夠進(jìn)行后置處理,自動(dòng)生成數(shù)控加工程序,通過(guò)適當(dāng)修改后的程序可以進(jìn)行數(shù)控加工。這就節(jié)省了編制數(shù)控加工程序的時(shí)間,而且也能減小加工出現(xiàn)的危險(xiǎn)性。
4 三維軟件應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床零件的應(yīng)力分析
4.1 利用三維軟件進(jìn)行應(yīng)力分析的可行性依據(jù)
數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮結(jié)構(gòu)是否合理,能不能滿足功能要求,其次是要對(duì)零件進(jìn)行受力分析,使產(chǎn)品設(shè)計(jì)的更為合理,傳統(tǒng)的分析方法采用的是根據(jù)計(jì)算公式手工進(jìn)行計(jì)算的方法,手工計(jì)算應(yīng)力雖然準(zhǔn)確,但需要很長(zhǎng)的時(shí)間,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,居于這種情況,三維軟件應(yīng)運(yùn)而生,經(jīng)過(guò)驗(yàn)證得出結(jié)論,利用三維軟件計(jì)算的結(jié)果與用手工計(jì)算的結(jié)果基本上是一致的。所以,當(dāng)前三維軟件已經(jīng)完全取代了手工分析應(yīng)力。
4.2利用三維軟件進(jìn)行應(yīng)力分析的必要性與使用價(jià)值
現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)所采用的最普遍的方法就是類(lèi)比法,根據(jù)客戶提出的切削用量確定機(jī)床的技術(shù)參數(shù),數(shù)控機(jī)床的本體結(jié)構(gòu)基本相似,只是附加的功能會(huì)有細(xì)微的差別,采用類(lèi)比法設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床雖然說(shuō)設(shè)計(jì)周期短,但成本會(huì)有所增加,因?yàn)樵跈C(jī)械結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)為了保險(xiǎn)而增大支撐部件的壁厚,假如同類(lèi)產(chǎn)品的立柱壁厚為20mm,如采用類(lèi)比法時(shí)壁厚就有可能設(shè)計(jì)為25mm或者更厚,這種設(shè)計(jì)方法雖然能夠保證立柱的強(qiáng)度,但也增加了立柱本身的重量,從而增加了生產(chǎn)成本。如果能夠?qū)?shù)控機(jī)床的大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力分析,就會(huì)得到較為合理的壁厚,在沒(méi)有延長(zhǎng)生產(chǎn)周期的前提下,為數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)廠家節(jié)約了制造成本。
5 逆向工程中三維軟件的應(yīng)用
數(shù)控機(jī)床的常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程,是設(shè)計(jì)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)首先構(gòu)思產(chǎn)品的形狀、相關(guān)性能和大致的技術(shù)參數(shù),確定設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行三維繪圖與模擬裝配,再利用三維軟件生成工程圖進(jìn)行投產(chǎn),這個(gè)過(guò)程是研發(fā)的正向設(shè)計(jì)過(guò)程。逆向工程則是先有產(chǎn)品,后進(jìn)行反向推出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的過(guò)程,即在產(chǎn)品上掃描多個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)到三維軟件中,根據(jù)這些點(diǎn)進(jìn)行繪制產(chǎn)品的立體圖形。這一技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用于汽車(chē)與船舶的制造行業(yè)中。
6 三維軟件在數(shù)控機(jī)床裝配中應(yīng)用的探究
目前,數(shù)控機(jī)床的制造企業(yè)中的裝配工人仍然使用二維的平面裝配圖紙進(jìn)行裝配,對(duì)工人的技術(shù)水平要求相對(duì)較高,必須讀懂三視圖,如因一時(shí)疏忽很可能造成裝配失誤,如果工人能夠直接用三維圖形進(jìn)行裝配,那就會(huì)取得事半功倍的效果,隨著機(jī)械制造業(yè)的設(shè)計(jì)制造水平的不斷提高,數(shù)控機(jī)床的裝配方法也會(huì)不斷更新,希望無(wú)紙化的設(shè)計(jì)與制造工藝能夠極早得到應(yīng)用。
結(jié)語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)與制造中,三維設(shè)計(jì)取代了人工的設(shè)計(jì)與制造,采用三維軟件可以縮短新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)周期,有利于產(chǎn)品的改型,能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量,不斷提高設(shè)計(jì)人員的工作效率,同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本,增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。三維軟件在數(shù)控機(jī)床及至機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用還有待于不斷的探索。
參考文獻(xiàn)
[1]劉彤晏,劉文華.nventor.軟件在機(jī)床方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[j].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2005(9).
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床 控制技術(shù)
數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品,數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)是集計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)和精密機(jī)械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展,數(shù)控機(jī)床在企業(yè)普遍應(yīng)用,對(duì)生產(chǎn)線操作人員的知識(shí)和能力要求越來(lái)越高。
一、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
(一)數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)
對(duì)零件的適應(yīng)性強(qiáng),可加工復(fù)雜形狀的零件表面。在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上,只需更換加工程序,就可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動(dòng)加工,這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利,特別是對(duì)那些普通機(jī)床很難加工或無(wú)法加工的精密復(fù)雜表面(如螺旋表面),數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。
加工精度高,加工質(zhì)量穩(wěn)定。目前,數(shù)控機(jī)床控制的刀具和工作臺(tái)最小移動(dòng)量(脈沖當(dāng)量)普遍達(dá)到0.0001mm,而且數(shù)控系統(tǒng)可自動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差,使數(shù)控機(jī)床達(dá)到很高的加工精度。此外,數(shù)控機(jī)床的制造精度高,其自動(dòng)加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差,因此,同一批工件的尺寸一致性好,產(chǎn)品合格率高,加工質(zhì)量穩(wěn)定。
生產(chǎn)效率高。由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好,允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削,從主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大,因此在加工時(shí)可選用最佳切削用量,提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率,節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。與普通機(jī)床相比,數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率可提高2—3倍。
良好的經(jīng)濟(jì)效益。使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn)時(shí),可節(jié)省劃線工時(shí),減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間,節(jié)省直接生產(chǎn)費(fèi)用;同時(shí)還能節(jié)省工裝設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用;數(shù)控機(jī)床加工精度高,質(zhì)量穩(wěn)定,減少了廢品率,使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。此外,數(shù)控機(jī)床還可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用,所以數(shù)控機(jī)床雖然價(jià)格較高,仍可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
自動(dòng)化程度高。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高,可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少操作人員的人數(shù),同時(shí)有利于現(xiàn)代化管理,可向更高級(jí)的制造系統(tǒng)發(fā)展。
(二)數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床的主要缺點(diǎn)如下:價(jià)格較高,設(shè)備首次投資大;對(duì)操作、維修人員的技術(shù)要求較高;加工復(fù)雜形狀的零件時(shí)。手工編程的工作量大。
二、數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)
數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)很多,主要分類(lèi)如下:
按工藝用途分類(lèi)。按工藝用途,數(shù)控機(jī)床可分類(lèi)如下。普通數(shù)控機(jī)床:這種分類(lèi)方式與普通機(jī)床分類(lèi)方法一樣,銑床、數(shù)控錨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。加工中心機(jī)床:數(shù)控加工中心是在普通數(shù)控機(jī)床上加裝一個(gè)刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置而構(gòu)成的數(shù)控機(jī)床,它可在一次裝夾后進(jìn)行多種工序加工。
按運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)。按運(yùn)動(dòng)方式,數(shù)控機(jī)床可分類(lèi)如下:點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)錘床、數(shù)控沖剪床等。直線控制數(shù)控機(jī)床:數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置以外,還要保證兩點(diǎn)之間移動(dòng)的軌跡是一條直線,而且對(duì)移動(dòng)的速度也要進(jìn)行控制。這類(lèi)機(jī)床主要有簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銷(xiāo)、銑床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床:數(shù)控系統(tǒng)能對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制,使合成的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足加工的要求。這類(lèi)機(jī)床主要有數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床等。
按伺服系統(tǒng)的控制方式分類(lèi)。按伺服系統(tǒng)的控制方式,數(shù)控機(jī)床可分類(lèi)如下。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。
按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類(lèi)。技功能水平分類(lèi),數(shù)控系統(tǒng)可分類(lèi)如下。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床大多指采用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床價(jià)格便宜,適用于自動(dòng)化程度要求不高的場(chǎng)合。中檔數(shù)控機(jī)床。這類(lèi)數(shù)控機(jī)床功能較全,價(jià)格適中,應(yīng)用較廣。高檔數(shù)控機(jī)床。這類(lèi)數(shù)控機(jī)床功能齊全,價(jià)格較貴。
三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展
機(jī)械設(shè)備最早的控制裝置是手動(dòng)控制器。目前,繼電器—接觸器控制仍然是我國(guó)機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀(jì)奶年代至50年代,出現(xiàn)了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)控制,這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng),系統(tǒng)的控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管——晶閘管控制,由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)運(yùn)性能大為改善,而且減少了機(jī)械設(shè)備和占地面積,耗電少,效率局,完全取代了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
在20世紀(jì)的60年代出現(xiàn)丁一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的自動(dòng)化裝置—順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境,由于它具備了計(jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn),故目前已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益廣泛,井進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展,產(chǎn)生了自動(dòng)編程系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造一體化是機(jī)械制造一體化的高級(jí)階段,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全部自動(dòng)化。
綜上所述,機(jī)械設(shè)備控制技術(shù)的產(chǎn)生,并不是孤立的,而是各種技術(shù)相互滲透的結(jié)果。它代表了正在形成中的新一代的生產(chǎn)技術(shù),已顯示出并將越來(lái)越顯示出強(qiáng)大的威力。
四、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)