機床的靈活重構

2011年05月08日 22:39點擊：884來源：滕州森森機床廠>>進入該公司展臺

未來生產設備的趨勢

生產過程改變和工藝創(chuàng)新往往需要更換成套的設備，因為舊設備已不適合經(jīng)濟型生產。促使了高生產率的剛性生產線發(fā)展成可生產多品種零件族的柔性加工單元，能夠在較少人工干預的情況下無次序地進行加工。但是，由于加工單元的一些部件大多數(shù)情況下利用率不高，由此導致了很高的機床使用費用。因此，對于工件數(shù)量較多的加工情況采用這種設備模式進行加工仍然是不經(jīng)擠的。

集生產線和加工單元的優(yōu)點于一體

可重構的機床系統(tǒng)可以使生產線和加工單元的優(yōu)點集于一體。在進行重構時，可重構性是涉及到改變機床或機床系統(tǒng)運動坐標軸的結構配置和（或）改變加工的結構。這種柔性化的加工模式能顯著降低機床的使用費用，因為，在這里只需要花費買際使用的設備費用。一個加工任務在開始時，制造廠家只要購置直接為解決其加工任務所需的模塊，這樣，就能保持較低的投資總額和機床的小時使用費用。當每一次重構機床時，人們只要購買附加需要的模塊，所以可明顯減少后續(xù)投資。可以通過租借的方式來使用模塊，當要租借時，從聯(lián)營的某一公司處取得機床的模塊，可以按比例結算的方式來分攤費用。能以快捷方式使備用模塊投入使用的這種公司內部合伙經(jīng)營，縮短了新產品生產的啟動時間、同樣也縮短了修理或維護的停機時間。

可重構的系統(tǒng)，從一開始就必須作為模塊化結構來進行開發(fā)，此外，為了系統(tǒng)的可改裝性肯定要做比迄今傳統(tǒng)機床還要多的附加工作、并且要包含符合目前機床調試的所有功能。為此，新的輔助設備和新的控制結構模式是*的。

以具有一定接口的獨立模塊作為目標

在構造上，可重構的機床與傳統(tǒng)機床有根本上的區(qū)別。首先，傳統(tǒng)的機床是按剛性來進行設計的。少量*的接口（例如導軌或驅動裝置）形成實體的系統(tǒng)界限（在滑臺和導軌上），這個系統(tǒng)界限是與功能的系統(tǒng)界限（例如驅動的直線軸）是不一致的。

要快速和簡單地重構機床，各個部件功能界限和實體界限絕大部分必須要重合，目標是要為有限的、明確確定的任務范圍設計出具有一定接口的獨立模塊，到時就可利用這些模塊嚴格根據(jù)加工任務來組裝的機床系統(tǒng)，而今后可以通過添加、更換或去掉某些模塊來適應變化的加工要求。

為了滿足不斷提高的精度要求，當今的傳統(tǒng)機床對其*的機械裝置已采用附加的電子補償技術。對于情密加工來說，在所有機床配置中，由于必須要具有在運動、動態(tài)和熱變形方而的良好特性，未來將采用基于模型的控制方案，通過控制系統(tǒng)同時對這些機床模型進行分析處理，以便對機床的狀態(tài)進行調整。

只需要與進行加工時一樣多的同步運動的軸

可重構分為系統(tǒng)級和機床級。目前，生產線的運行往往要經(jīng)歷產量從低到連續(xù)增加，達到預定產量，zui后又下降直到設備停運的過程，為這種生產方式設計的加工設備大約只能工作其壽命時間的一半。在產品和技術創(chuàng)新周期愈來愈短，產品品種不斷增多的情況下，這樣的生產線就愈來愈不能獲利。而可重構的系統(tǒng)，可隨著產品需求量的增加，擴充其加工能力。當需加工新的變型品種，可重構的系統(tǒng)通過改變或添加加工工序來實現(xiàn)。

在機床級的層面上可以對加工任務進行類似的調整。通過改變運動使機床的加工區(qū)適應不同規(guī)格的工件。不需把加工進行轉移或購買新機床，理想的情況下，可重構機床只需增加必要的運動長度。

與5軸加工中心相比較，可重構機床操作更為簡單。其只使用加工所需的多個同步運動的軸。并可以變換加工工藝，快速地把銑削主軸變?yōu)槟ハ髦鬏S或者更換激光裝置，以便一旦必要將其余機床進行調整。從用戶的咨詢可看出，當今的機床，對工藝變換、加工區(qū)的適應或可調整性的改善并非盡如人意。

可重構機床特別適合加工多變型品種的工件族，尤其是已有好幾代的產品還在繼續(xù)進行開發(fā)的工件族。以較高數(shù)量的同一個坯件在一臺總是能適合各種不同成品件加工的機床上進行。例如，為了加工與缸蓋接合表面有著不同傾度的缸體，開發(fā)一臺能在幾分鐘內可重新進行配置的機床。采用具有多個主軸的銑床或者把車床改裝成的車—銑中心，加工大型工件時可以采用具有相應運動坐標軸和刀具的多個加工裝置同時進行加上。在多年后需要保證供應備件的成批生產中，在生產結束后只需要保留部分模塊。

軸配置的定義

在配置時，用模塊化的標準部件組成一臺新的機床。用戶從帶有模塊數(shù)據(jù)說明的實體模塊庫中選擇合適的并將其進行組合。在機床幾何關系數(shù)據(jù)塊中反映了模塊的堆疊和裝配的位置。利用幾何關系數(shù)據(jù)塊，通過同模塊敬據(jù)塊的組合產生具有完整地描述機床構建數(shù)據(jù)塊（圖1）。

關鍵詞：控制系統(tǒng) 加工中心

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