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機(jī)床的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)與制造階段
閱讀：717 發(fā)布時(shí)間：2022-5-18一、機(jī)床應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)概述
在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)床可按照內(nèi)部控制程序自動(dòng)化運(yùn)行，常用于控制冷卻設(shè)備、開關(guān)和刀具等，并可將數(shù)字指令轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)行語言，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部程序設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)床動(dòng)作的控制。機(jī)床之所以被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，是因?yàn)樗哂卸喾矫娴膽?yīng)用優(yōu)點(diǎn)：①在規(guī)定加工時(shí)間內(nèi)的加工速率較不錯(cuò)，可縮短生產(chǎn)周期；②機(jī)床具有良好的適應(yīng)性，可加工一些形狀比較復(fù)雜的零件；③由于生產(chǎn)時(shí)間有限，機(jī)床利用內(nèi)部的編程程序規(guī)范化了零件的生產(chǎn)流程，從而為生產(chǎn)管理提供了方便；④運(yùn)用機(jī)床加工的零件的精度較不錯(cuò)，結(jié)構(gòu)形式比較標(biāo)準(zhǔn)，具有互換性；⑤機(jī)床的加工生產(chǎn)流程比較規(guī)范，零件質(zhì)量較不錯(cuò)；⑥機(jī)床的加工生產(chǎn)速率和自動(dòng)化程度較不錯(cuò)，加工速度尤其快，且可加工多樣化的零件。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)尤其的工作。為了充足發(fā)揮機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，基于模塊化的設(shè)計(jì)理念，合理地將機(jī)床電氣控制系統(tǒng)劃分為了3個(gè)模塊，即硬件電路、PLC程序和參數(shù)設(shè)置。從機(jī)床的控制管理角度，可將這3個(gè)模塊劃分為多個(gè)小模塊，從而提升機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平。
二、機(jī)床相關(guān)功能
專機(jī)的加工精度根據(jù)市場(chǎng)的需求進(jìn)行持續(xù)提升，要注意精度與、高速及經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)發(fā)展。精密微細(xì)加工呈現(xiàn)出應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大的趨勢(shì)。
在機(jī)床方面，屬于在各個(gè)軸位上的伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)較終的工作定位目的。在各個(gè)軸方面具有聯(lián)動(dòng)性的特點(diǎn)，各個(gè)軸均具有同時(shí)性運(yùn)動(dòng)的性能，也能夠進(jìn)行分開性的運(yùn)動(dòng)。為提升加工生產(chǎn)工作的精度，在工作臺(tái)中的各個(gè)軸會(huì)運(yùn)動(dòng)，合理的采用光柵尺的進(jìn)行全閉環(huán)類型的控制，使工作臺(tái)得到的定位。在此過程中，合理的利用外展模擬量I/O點(diǎn)形式，正確進(jìn)行高速變頻器的良好控制，各個(gè)軸的電機(jī)能夠好的啟停分開，并使得轉(zhuǎn)速系統(tǒng)可以同步性的控制。在各個(gè)軸的兩側(cè)區(qū)域，可以得到硬限位還有軟限位方面的雙重性保護(hù)，并實(shí)現(xiàn)軸下側(cè)的軟硬限位。在主軸方面，其轉(zhuǎn)速在每分鐘60000r，有助于提升加工生產(chǎn)的工作速率，并且正確的配置相應(yīng)冷卻水泵，嚴(yán)格進(jìn)行電機(jī)設(shè)備的冷卻處理，與此同時(shí)，還需實(shí)時(shí)化的針對(duì)電機(jī)設(shè)備溫度進(jìn)行檢測(cè)，完善相關(guān)的溫度保護(hù)功能，達(dá)到預(yù)期的工作目的。在各根主軸運(yùn)作的過程中，都需要安裝機(jī)械手還有刀庫，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化還有手動(dòng)類型的換刀目的，以此促使加工質(zhì)量的提升。
為確定相關(guān)的加工生產(chǎn)工作效果，在采用機(jī)械手換刀方式以后，可好的檢測(cè)刀具信息還有位置信息。在實(shí)際加工期間，可以的了解刀具磨損狀況還有斷刀狀況，預(yù)防發(fā)生刀具失效的問題，在自動(dòng)化進(jìn)行機(jī)械手還有手動(dòng)換刀的情況下，提升加工生產(chǎn)的穩(wěn)定性，高速性的實(shí)現(xiàn)上位機(jī)還有下位機(jī)的通信功能，上位機(jī)設(shè)備還能實(shí)時(shí)化的針對(duì)下位機(jī)進(jìn)行控制，下位機(jī)也可以將各種數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，好的完成相關(guān)的工作任務(wù)。
在機(jī)器中主要用來支撐傳動(dòng)零件如齒輪、帶輪，傳送運(yùn)動(dòng)及扭矩，如機(jī)床主軸；用來裝夾工件，如心軸。除了刨床、拉床等主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床外，大多數(shù)機(jī)床都有主軸部件。主軸部件的運(yùn)動(dòng)精度和構(gòu)造剛度是確定加工質(zhì)量和切削速率的重要要素。權(quán)衡主軸部件性能的指標(biāo)主要是旋轉(zhuǎn)精度、剛度和速度順應(yīng)性。
一、速度順應(yīng)性：允許的高轉(zhuǎn)速，主要決議于軸承的構(gòu)造和光滑，以及散熱條件。
二、旋轉(zhuǎn)精度：主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)在影響加工精度的方向上呈現(xiàn)的徑向和軸向跳動(dòng)，主要決議于主軸和軸承的制造和裝配質(zhì)量。
三、動(dòng)、靜剛度：主要決議于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。
機(jī)床的設(shè)計(jì)、制造和使用3個(gè)階段，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。當(dāng)前，國產(chǎn)機(jī)床制造企業(yè)存在諸多問題：在設(shè)計(jì)階段，機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)多參照展會(huì)和技術(shù)手冊(cè)，仿制同類型機(jī)床，其靜、動(dòng)剛度需通過經(jīng)驗(yàn)公式估算、反復(fù)修正和改進(jìn)才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這種被動(dòng)設(shè)計(jì)方式周期長(zhǎng)、投入大、缺乏主動(dòng)性。在伺服控制系統(tǒng)方面，國產(chǎn)機(jī)床特別是數(shù)控機(jī)床主要選擇S工EMENS，F(xiàn)ANUC及HE}ENHAIN等產(chǎn)品，其選型僅依靠功率、扭矩等幾個(gè)基本參數(shù)，這些系統(tǒng)也少有少量功能和少量參數(shù)對(duì)國產(chǎn)機(jī)床開放和使用，幾乎是一個(gè)“黑箱子”。
在機(jī)床制造階段，機(jī)床幾何精度由于缺乏主動(dòng)設(shè)計(jì)手段，往往需要裝配過程的反復(fù)調(diào)試、矯正予以。另外，國產(chǎn)機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)的裝配工藝也沒有定量化的指導(dǎo)原則，批量生產(chǎn)的機(jī)床精度一致性得不到，其動(dòng)態(tài)特性差異很大，無法準(zhǔn)確預(yù)知。對(duì)于伺服控制系統(tǒng)，國內(nèi)企業(yè)只能參考提供的調(diào)試手冊(cè)，對(duì)對(duì)象本身的運(yùn)行機(jī)理并不清楚，一些功能模塊不知如何使用，總是處在被動(dòng)境地。在機(jī)床使用階段，由于國內(nèi)機(jī)床制造企業(yè)缺乏對(duì)用戶工藝的了解研討，而數(shù)控機(jī)床用戶也僅僅關(guān)注加工生產(chǎn)，缺乏對(duì)機(jī)床特性和加工性能的認(rèn)識(shí)，在加工工藝的制定和參數(shù)選擇上，多憑工藝人員的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)，缺乏理論性、定量化的指導(dǎo)原則，造成機(jī)床加工速率很低、人力和物力資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。目前，這種國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與用戶加工工藝沒有深入結(jié)合的局面造成好機(jī)床用不好、也造不出好機(jī)床的困境，沒有形成“工藝牽引裝備，裝備支撐工藝”的良性循環(huán)。
在為數(shù)不多的企業(yè)實(shí)驗(yàn)室中，相關(guān)人員被商用軟件束縛了思維和手腳，一臺(tái)機(jī)床的設(shè)計(jì)與分析全部依賴商用軟件，盡管軟件操作嫻熟，但對(duì)軟件背后的力學(xué)、電磁學(xué)、控制論等基礎(chǔ)理論知識(shí)缺乏深究，也無法研制出一臺(tái)好的數(shù)控機(jī)床。當(dāng)前，需清醒地認(rèn)識(shí)到，僅僅熟練掌握商用軟件的使用根本無法幫助掌握機(jī)床設(shè)計(jì)、制造的核心技術(shù)。另外，創(chuàng)新不是一蹦而就的，而是對(duì)知識(shí)、技術(shù)長(zhǎng)期積累的必然結(jié)果，這在數(shù)控機(jī)床這種技術(shù)密集型產(chǎn)品上愈是如此。對(duì)比之下，機(jī)床企業(yè)缺少知識(shí)積累、人才儲(chǔ)備和技術(shù)，就談不上技術(shù)突破和創(chuàng)新。現(xiàn)在，機(jī)床產(chǎn)業(yè)正處在實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略布局的前沿，院所需發(fā)揮基礎(chǔ)研討的能力，盡快取得核心關(guān)鍵技術(shù)的突破，并與企業(yè)緊密合作，大力推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)、制造以及使用中相關(guān)核心技術(shù)的，這樣才能看到國產(chǎn)機(jī)床實(shí)現(xiàn)“彎道超車”的希望。