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    數(shù)控機床的應用與維護

    閱讀:731          發(fā)布時間:2016-3-16

    科學技術的發(fā)展,對機械產(chǎn)品提出了高精度、高復雜性的要求,而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加快,這對機床設備不僅提出了精度和效率的要求,而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數(shù)控機床就是針對這種要求而產(chǎn)生的一種新型自動化機床。數(shù)控機床集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅(qū)動技術、精密機械技術于一體,是高度機電一體化的典型產(chǎn)品。它本身又是機電一體化的重要組成部分,是現(xiàn)代機床技術水平的重要標志。數(shù)控機床體現(xiàn)了當前世界機床技術進步的主流,是衡量機械制造工藝水平的重要指標,在柔性生產(chǎn)和計算機集成制造等*制造技術中起著重要的基礎核心作用。因此,如何更好的使用數(shù)控機床是一個很重要的問題。
    一、數(shù)控機床
    1. 數(shù)控加工的概念
    數(shù)控機床的工作原理就是將加工過程所需的各種操作(如主軸變速、工件的松開與夾緊、進刀與退刀、開車與停車、自動關停冷卻液)和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示,通過控制介質(zhì)(如穿孔紙帶或磁盤等)將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置,數(shù)控裝置對輸入的信息進行處理與運算,發(fā)出各種控制信號,控制機床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動元件,使機床自動加工出所需要的工件。所以,數(shù)控加工的關鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取,即數(shù)控編程。數(shù)控加工一般包括以下幾個內(nèi)容:
    (1) 對圖紙進行分析,確定需要數(shù)控加工的部分;
    (2) 利用圖形軟件(如CAXA制造工程師)對需要數(shù)控加工的部分造型;
    (3) 根據(jù)加工條件,選擇合適的加工參數(shù),生成加工軌跡(包括粗加工、半精加工、精加工軌跡);
    (4) 軌跡的仿真檢驗;
    (5) 生成G代碼;
    (6) 傳給機床加工。
    2. 數(shù)控機床的特點
    (1) 具有高度柔性
    在數(shù)控機床上加工零件,主要取決于加工程序,它與普通機床不同,不必制造、更換許多工具、夾具,不需要經(jīng)常調(diào)整機床。因此,數(shù)控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā),縮短了生產(chǎn)準備周期,節(jié)省了大量工藝設備的費用。
    (2) 加工精度高
    數(shù)控機床的加工精度,一般可達到0.005~0.1mm,數(shù)控機床是按數(shù)字信號形式控制的,數(shù)控裝置每輸出一個脈沖信號,則機床移動部件移動一個脈沖當量(一般為0.001mm),而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進行補償,因此,數(shù)控機床定位精度比較高。
    (3) 加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠
    加工同一批零件,在同一機床,在相同加工條件下,使用相同刀具和加工程序,刀具的走刀軌跡*相同,零件的一致性好,質(zhì)量穩(wěn)定。
    (4) 生產(chǎn)率高
    數(shù)控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間,數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速和進給量的范圍大,允許機床進行大切削量的強力切削,數(shù)控機床目前正進入高速加工時代,數(shù)控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工,減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時間,提高了生產(chǎn)效率。
    (5) 改善勞動條件
    數(shù)控機床加工前經(jīng)調(diào)整好后,輸入程序并啟動,機床就能自動連續(xù)的進行加工,直至加工結(jié)束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準備、加工狀態(tài)的觀測,零件的檢驗等工作,勞動強度極大降低,機床操作者的勞動趨于智力型工作。另外,機床一般是封閉式加工,即清潔,又安全。
    (6) 利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化
    數(shù)控機床的加工,可預先估計加工時間,所使用的刀具、夾具可進行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理。數(shù)控機床使用數(shù)字信號與標準代碼為控制信息,易于實現(xiàn)加工信息的標準化,目前已與計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)有機地結(jié)合起來,是現(xiàn)代集成制造技術的基礎。
    3. 數(shù)控機床使用中應注意的事項
    使用數(shù)控機床之前,應仔細閱讀機床使用說明書以及其他有關資料,以便正確操作使用機床,并注意以下幾點:
    (1) 機床操作、維修人員必須是掌握相應機床專業(yè)知識的專業(yè)人員或經(jīng)過技術培訓的人員,且必須按安全操作規(guī)程及安全操作規(guī)定操作機床;
    (2) 非專業(yè)人員不得打開電柜門,打開電柜門前必須確認已經(jīng)關掉了機床總電源開關。只有專業(yè)維修人員才允許打開電柜門,進行通電檢修;
    (3) 除一些供用戶使用并可以改動的參數(shù)外,其它系統(tǒng)參數(shù)、主軸參數(shù)、伺服參數(shù)等,用戶不能私自修改,否則將給操作者帶來設備、工件、人身等傷害;
    (4) 修改參數(shù)后,進行*次加工時,機床在不裝刀具和工件的情況下用機床鎖住、單程序段等方式進行試運行,確認機床正常后再使用機床;
    (5) 機床的PLC程序是機床制造商按機床需要設計的,不需要修改。不正確的修改,操作機床可能造成機床的損壞,甚至傷害操作者;
    (6) 建議機床連續(xù)運行zui多24h,如果連續(xù)運行時間太長會影響電氣系統(tǒng)和部分機械器件的壽命,從而會影響機床的精度;
    (7) 機床全部連接器、接頭等,不允許帶電拔、插操作,否則將引起嚴重的后果。
    二、數(shù)控機床的維護
    數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心部件,因此,數(shù)控機床的維護主要是數(shù)控系統(tǒng)的維護。數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過一段較長時間的使用,電子元器件性能要老化甚至損壞,有些機械部件更是如此,為了盡量地延長元器件的壽命和零部件的磨損周期,防止各種故障,特別是惡性事故的發(fā)生,就必須對數(shù)控系統(tǒng)進行日常的維護。概括起來,要注意以下幾個方面。
    1. 制訂數(shù)控系統(tǒng)日常維護的規(guī)章制度
    根據(jù)各種部件特點,確定各自保養(yǎng)條例。如明文規(guī)定哪些地方需要天天清理(如CNC系統(tǒng)的輸入/輸出單元——光電閱讀機的清潔,檢查機械結(jié)構部分是否潤滑良好等),哪些部件要定期檢查或更換(如直流伺服電動機電刷和換向器應每月檢查一次)。
    2. 應盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門
    因為在機加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電器件上,容易引起元器件間絕緣電阻下降,甚至導致元器件及印制線路的損壞。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)超負荷長期工作,打開數(shù)控柜的門來散熱,這是種絕不可取的方法,zui終會導致數(shù)控系統(tǒng)的加速損壞。正確的方法是降低數(shù)控系統(tǒng)的外部環(huán)境溫度。因此,應該有一種嚴格的規(guī)定,除非進行必要的調(diào)整和維修,不允許隨便開啟柜門,更不允許在使用時敞開柜門。
    3. 定時清掃數(shù)控柜的散熱通風系統(tǒng)
    應每天檢查數(shù)控系統(tǒng)柜上各個冷卻風扇工作是否正常,應視工作環(huán)境狀況,每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象。如果過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多,需及時清理,否則將會引起數(shù)控系統(tǒng)柜內(nèi)溫度高(一般不允許超過55℃),造成過熱報警或數(shù)控系統(tǒng)工作不可靠。
    4. 經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)用的電網(wǎng)電壓
    FANUC公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng),允許電網(wǎng)電壓在額定值的85%~110%的范圍內(nèi)波動。如果超出此范圍,就會造成系統(tǒng)不能正常工作,甚至會引起數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電子部件損壞。
    5. 定期更換存儲器用電池
    FANUC公司所生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的存儲器有兩種:
    (1) 不需電池保持的磁泡存儲器。
    (2) 需要用電池保持的CMOS RAM器件,為了在數(shù)控系統(tǒng)不通電期間能保持存儲的內(nèi)容,內(nèi)部設有可充電電池維持電路,在數(shù)控系統(tǒng)通電時,由 5V電源經(jīng)一個二極管向CMOS RAM供電,并對可充電電池進行充電;當數(shù)控系統(tǒng)切斷電源時,則改為由電池供電來維持CMOS RAM內(nèi)的信息,在一般情況下,即使電池尚未失效,也應每年更換一次電池,以便確保系統(tǒng)能正常工作。另外,一定要注意,電池的更換應在數(shù)控系統(tǒng)供電狀態(tài)下進行。
    6. 數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護
    為提高數(shù)控系統(tǒng)的利用率和減少數(shù)控系統(tǒng)的故障,數(shù)控機床應滿負荷使用,而不要長期閑置不用,由于某種原因,造成數(shù)控系統(tǒng)長期閑置不用時,為了避免數(shù)控系統(tǒng)損壞,需注意以下兩點:
    (1) 要經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電,特別是在環(huán)境濕度較大的梅雨季節(jié)更應如此,在機床鎖住不動的情況下(即伺服電動機不轉(zhuǎn)時),讓數(shù)控系統(tǒng)空運行。利用電器元件本身的發(fā)熱來驅(qū)散數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的潮氣,保證電子器件性能穩(wěn)定可靠,實踐證明,在空氣濕度較大的地區(qū),經(jīng)常通電是降低故障率的一個有效措施。
    (2) 數(shù)控機床采用直流進給伺服驅(qū)動和直流主軸伺服驅(qū)動的,應將電刷從直流電動機中取出,以免由于化學腐蝕作用,使換向器表面腐蝕,造成換向性能變壞,甚至使整臺電動機損壞。

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