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數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)
數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)【1】
摘要：數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來了巨大的進(jìn)步，當(dāng)今的數(shù)控技術(shù)功能已經(jīng)十分強(qiáng)大，本文主要對(duì)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展、軟件驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行論述，對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展研究也有一些闡述，并指出未來數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢(shì)，期待讀者能夠了解更多的數(shù)控機(jī)床及先進(jìn)技術(shù)。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;先進(jìn)技術(shù);未來機(jī)床
前言
數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，其技術(shù)水平的高低代表了一個(gè)國家制造業(yè)的發(fā)展水平。
數(shù)控機(jī)床是復(fù)雜的機(jī)電液系統(tǒng)，與其它電子產(chǎn)品和機(jī)械制造業(yè)不同的是，它已經(jīng)具備了相對(duì)成熟的理論和可靠技術(shù)。
數(shù)控機(jī)床的先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到了精密高速復(fù)合加工機(jī)研發(fā)制造領(lǐng)域，此后隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和完善，其功能也將會(huì)越來越多，操作方法越來越簡單，穩(wěn)定性越來越好，數(shù)控機(jī)床的性價(jià)比也會(huì)越來越好，應(yīng)用和發(fā)展空間廣闊。
1.數(shù)控機(jī)床的概念和特點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床就是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，包括主機(jī)、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、輔助裝置。
數(shù)控機(jī)床發(fā)展以及經(jīng)歷了三個(gè)階段，一個(gè)是上世紀(jì)50年代的初級(jí)階段，一個(gè)是上世紀(jì)90年代的中級(jí)階段，第三階段是上世紀(jì)末，數(shù)控機(jī)床普遍用于生產(chǎn)，柔性單元、柔性系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)中央集成制造系統(tǒng)開始應(yīng)用[1]，數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入成熟階段。
在未來的發(fā)展過程中，數(shù)控機(jī)床技術(shù)會(huì)出現(xiàn)五大特點(diǎn)：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、集成化和微型化。
這將會(huì)給制造業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
2.數(shù)控機(jī)床的先進(jìn)技術(shù)
不管是國內(nèi)國外，先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床都會(huì)應(yīng)用到企業(yè)的核心技術(shù)，力求生產(chǎn)出高技術(shù)、高效益的數(shù)控機(jī)床，并根據(jù)企業(yè)自身的特點(diǎn)，用最低的成本生產(chǎn)出最高效益的產(chǎn)品。
還必須有科學(xué)的管理和應(yīng)用，才能發(fā)揮這種技術(shù)高密度集合的數(shù)控機(jī)床的最大價(jià)值。
我國的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)形成了開放的結(jié)構(gòu)體系，機(jī)床制造商通過開放平臺(tái)增加自己需要的硬件和軟件。
目前的先進(jìn)數(shù)控技術(shù)主要有可重構(gòu)技術(shù)、軟件伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、CNC系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)[2]。
2.1可重構(gòu)技術(shù)
可重構(gòu)技術(shù)使數(shù)控機(jī)床成為以用戶為中心的模塊化機(jī)床，用戶可以根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品的變化對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)、布局和加工功能進(jìn)行轉(zhuǎn)變，提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率，滿足了不同的加工工業(yè)的需求，克服了實(shí)際批量生產(chǎn)過程中的數(shù)控機(jī)床功能利用低的缺點(diǎn)，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。
2.2軟件伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)
數(shù)控系統(tǒng)中另一個(gè)重要組成部分是軟件伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
就是通過計(jì)算機(jī)控制算法采用的伺服裝置。
這項(xiàng)技術(shù)具有幾大優(yōu)點(diǎn)值得我們重視，穩(wěn)定;基于數(shù)值計(jì)算、精度高;通過參數(shù)設(shè)定、調(diào)整減少;ASIC電路容易形成。
伺服技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)而言已經(jīng)取得了重大突破，突破的結(jié)果產(chǎn)生了數(shù)字交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
隨著電力電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)及控制理論、微電子技術(shù)的發(fā)展、軟件運(yùn)算及處理能力的提高，系統(tǒng)的運(yùn)算速度有了很大的提高，伺服技術(shù)可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng)，推動(dòng)了高精密高加速加工技術(shù)的發(fā)展。
2.3CNC系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)就是通信、共享信息。
通信聯(lián)網(wǎng)及現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)行數(shù)據(jù)采集等功能，能夠保證現(xiàn)場設(shè)備高質(zhì)量完成任務(wù)，并將現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)的數(shù)據(jù)傳送到管理層，管理層得到數(shù)據(jù)后會(huì)下達(dá)生產(chǎn)管理及調(diào)度的命令。
因此，CNC系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。
2.4自適應(yīng)技術(shù)
自適應(yīng)技術(shù)借助高動(dòng)態(tài)控制技術(shù)，使機(jī)床部件具有自動(dòng)適應(yīng)性，能夠自主地適應(yīng)加工過程和外界環(huán)境等，反應(yīng)更快、更加精確也更堅(jiān)實(shí)更靈活，通常情況下，它能夠有效地消除振動(dòng)、變形、噪聲等內(nèi)部干擾，加工更穩(wěn)定更經(jīng)濟(jì)，具有一定的智能化。
3.數(shù)控技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)控機(jī)床以后的發(fā)展前景會(huì)更加廣闊，在結(jié)構(gòu)體系、功能方面、性能方面都會(huì)有很大的改革和轉(zhuǎn)變。
具體有以下幾方面的內(nèi)容：
3.1高速化與高精度化
數(shù)控機(jī)床一直追求的是高效率、高質(zhì)量。
提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的前提是高速度和精準(zhǔn)的加工技術(shù)。
縮短生產(chǎn)周期，企業(yè)才能在市場競爭中獲得優(yōu)勢(shì)。
3.2智能化
數(shù)控技術(shù)已經(jīng)智能化了，并且智能化會(huì)滲透到數(shù)控機(jī)床的各方面。
為了驅(qū)動(dòng)方便更多人性化的設(shè)計(jì)也會(huì)出現(xiàn)，會(huì)出現(xiàn)智能診斷、智能監(jiān)控系統(tǒng)和感應(yīng)裝置，系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)候會(huì)得到及時(shí)的反饋和維護(hù)，減少了查找故障的時(shí)間，為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的規(guī)模發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。
3.3驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化
并聯(lián)驅(qū)動(dòng)機(jī)床通過機(jī)床主軸和機(jī)座之間采用多桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，控制桿系中桿的長度使得桿系支撐的平臺(tái)獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動(dòng)。
多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝配和測量多種功能都會(huì)得到實(shí)現(xiàn)，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜的加工，具有重量輕、速度快等優(yōu)勢(shì)。
3.4網(wǎng)絡(luò)化
數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是一個(gè)必然趨勢(shì)。
機(jī)床依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和在線監(jiān)測功能，同時(shí)方便對(duì)機(jī)床進(jìn)行程序的修改。
數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)后會(huì)有幾個(gè)能力：可靠性、隨時(shí)性、穩(wěn)定性、在線性，方便采集數(shù)據(jù)，程序交換，實(shí)現(xiàn)電腦監(jiān)控的執(zhí)行。
總的來說，數(shù)控機(jī)床的未來發(fā)展趨勢(shì)很好。
首先在功能方面，將來的用戶界面會(huì)出現(xiàn)圖形化，通過三維的立體式的動(dòng)態(tài)圖來展現(xiàn)，非專業(yè)人員也能很好的操控，方便用戶使用。
將來的計(jì)算可視化也會(huì)用于自動(dòng)的編程和預(yù)處理等多個(gè)方面，數(shù)控技術(shù)也會(huì)加入多媒體技術(shù)，使機(jī)床能夠綜合處理圖像、文字、聲音等混合信息。
在結(jié)構(gòu)方面，未來機(jī)床會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)模式化、數(shù)控功能專門化、數(shù)控技術(shù)智能化。
將來機(jī)床智能化會(huì)自動(dòng)適應(yīng)控制技術(shù)，自動(dòng)檢測外圍的環(huán)境，智能發(fā)出指令指使機(jī)床工作，自行檢測發(fā)生的故障，在未來也會(huì)自行修復(fù)產(chǎn)生的故障。
智能化驅(qū)動(dòng)裝置會(huì)分析機(jī)床的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，使機(jī)床具有更好的運(yùn)動(dòng)效果。
智能化將成為未來生產(chǎn)廠家必爭的技術(shù)和核心。
4.結(jié)束語
國家的發(fā)展離不開制造業(yè)，制造業(yè)離不開數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床技術(shù)又是發(fā)展制造業(yè)的基礎(chǔ)。
面對(duì)市場的需求，數(shù)控機(jī)床會(huì)實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、數(shù)字化[3]，隨著計(jì)算機(jī)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床也會(huì)得到很大的發(fā)展和提高。
參考文獻(xiàn)：
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數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)【2】
摘要：近年來，隨著國內(nèi)機(jī)械加工的迅速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床也越來越多，許多數(shù)控機(jī)床逐步顯現(xiàn)故障。
然而,目前的數(shù)控維修工作很不規(guī)范,根本不能適應(yīng)數(shù)控行業(yè)快速發(fā)展的步伐。
為了使數(shù)控維修工作適應(yīng)現(xiàn)代化制造業(yè)的發(fā)展,提高數(shù)控設(shè)備維修質(zhì)量,那么規(guī)范數(shù)控維修技術(shù),已經(jīng)迫在眉睫。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床; 故障; 維修
本文就數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后的一些操作步驟和維修方法的操作規(guī)范做一個(gè)闡述，通過闡述了數(shù)控機(jī)床的維修方法的操作規(guī)范,使其具有可利用性、可持續(xù)發(fā)展性,為規(guī)范數(shù)控維修行業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。
數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí),對(duì)于操作人員應(yīng)首先停止機(jī)床,保護(hù)現(xiàn)場,并對(duì)故障進(jìn)行盡可能詳細(xì)的記錄,并及時(shí)通知維修人員。
1 故障發(fā)生時(shí)的情況記錄
1.1 發(fā)生故障的機(jī)床型號(hào),采用的控制系統(tǒng)型號(hào),系統(tǒng)的軟件版本號(hào)。
1.2 故障的現(xiàn)象,發(fā)生故障的部位,以及發(fā)生故障時(shí)機(jī)床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象。
1.3 發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)所處的操作方式。
1.4 若故障在自動(dòng)方式下發(fā)生,則應(yīng)記錄發(fā)生故障時(shí)的加工程序號(hào),出現(xiàn)故障的程序段號(hào),加工時(shí)采用的刀具號(hào)等。
1.5 若發(fā)生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障,應(yīng)記錄被加工工件號(hào),并保留不合格工件。
1.6 在發(fā)生故障時(shí),若系統(tǒng)有報(bào)警顯示,則記錄系統(tǒng)的報(bào)警顯示情況與報(bào)警號(hào)。
2 故障發(fā)生的頻繁程度記錄
2.1 故障發(fā)生的時(shí)例與周期。
2.2 故障發(fā)生時(shí)的環(huán)境情況。
2.3 若為加工零件時(shí)發(fā)生的故障,則應(yīng)記錄加工同類工件時(shí)發(fā)生故障的概率情況。
2.4 檢查故障是否與“進(jìn)給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動(dòng)作有關(guān)。
2.5 故障的規(guī)律性記錄。
2.6 故障時(shí)的外界條件記錄。
3 故障檢查
3.1 機(jī)床的工作狀況檢查。
3.2 機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況檢查。
3.3 機(jī)床和系統(tǒng)之間連接情況檢查。
3.4 CNC裝置的外觀檢查。
4 故障診斷
故障診斷是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的第二步,故障診斷是否到位,直接影響著排除故障的快慢,同時(shí)也起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴(kuò)大的作用。
首先維修人員應(yīng)遵循以下兩條原則: ①充分調(diào)查故障現(xiàn)場。
這是維修人員取得維修第一手材料的一個(gè)重要手段。
②認(rèn)真分析故障的原因。
分析故障時(shí),維修人員不應(yīng)局限于 CNC部分,而是要對(duì)機(jī)床強(qiáng)電、機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等方面都作詳細(xì)的檢查,并進(jìn)行綜合判斷,達(dá)到確珍和最終排除故障的目的。
故障診斷可通過;直觀法、系統(tǒng)自診斷法、參數(shù)檢查法、功能程序測試法、部件交換法、測量比較法、原理分析法、敲擊法、局部升溫法、轉(zhuǎn)移法等。
除了以上介紹的故障檢測方法外,還有插拔法、電壓拉偏法、敲擊法等等,這些檢查方法各有特點(diǎn),維修人員可以根據(jù)不同的現(xiàn)象對(duì)故障進(jìn)行綜合分析,縮小故障范圍,排除故障。
5 維修方法
在數(shù)控機(jī)床維修中,維修方法的選擇到位不到位直接影響著機(jī)床維修的質(zhì)量,在維修過程中經(jīng)常使用的維修方法有以下幾種:
5.1 初始化復(fù)位法。
由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警,可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障,若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除,清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄,若初始化后故障仍無法排除,則進(jìn)行硬件診斷。
5.2 參數(shù)更改,程序更正法。
系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù),參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。
有時(shí)由于用戶程序錯(cuò)誤亦可造成故障停機(jī),對(duì)此可以采用系統(tǒng)搜索功能進(jìn)行檢查,改正所有錯(cuò)誤,以確保其正常運(yùn)行。
5.3 調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。
調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。
通過對(duì)電位計(jì)的調(diào)節(jié),修正系統(tǒng)故障。
5.4 備件替換法。
用好的備件替換診斷出壞的線路板,并做相應(yīng)的初始化啟動(dòng),使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn),然后將壞板修理或返修,這是目前最常用的排故辦法。
5.5 改善電源質(zhì)量法。
目前一般采用穩(wěn)壓電源,來改善電源波動(dòng)。
對(duì)于高頻干擾可以采用電容濾波法,通過這些預(yù)防性措施來減少電源板的故障。
6 維修記錄到位
維修時(shí)應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)較多,記錄越詳細(xì),維修就越方便,用戶最好根據(jù)本廠的實(shí)際清況,編制一份故障維修記錄表,在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),操作者可以根據(jù)表的要求及時(shí)填入各種原始材料,供再維修時(shí)參考。
通常維修記錄包括以下幾方面的內(nèi)容：
①現(xiàn)場記錄;②故障原因;③解決方法;④遺留的問題;⑤日期和停工的時(shí)間;⑥維修人員情況
綜上所述;數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)規(guī)范的實(shí)施,可以提高重復(fù)性故障的維修速度,提高維修者的理論水平和維修能力,有利于分析設(shè)備的故障率及可維修性,改進(jìn)操作規(guī)程,提高機(jī)床壽命和利用率,并能充分實(shí)現(xiàn)資源共享。
使其具有可利用性、可持續(xù)發(fā)展性,為規(guī)范數(shù)控維修行業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。
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