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透鏡數(shù)控加工效率提高
透鏡數(shù)控加工效率提高【1】
【摘 要】針對透鏡數(shù)控加工周期長、效率低的現(xiàn)狀，通過工藝和刀路改進，實現(xiàn)了透鏡數(shù)控加工效率的提高，由2個星期變?yōu)?個星期。
【關鍵詞】透鏡;工藝;刀路;效率
0 引言
透鏡為我所某型產(chǎn)品中的重要零件，材料包括鋁波導、工業(yè)用蠟、環(huán)氧玻璃絲，制造周期長(半年以上)，工藝復雜(牽扯到波導鉗工、裝配鉗工、化工粘接、機械加工等多工種穿插配合生產(chǎn))，要求高(對波導管、拋物面及裝配面的精度都有要求)，結(jié)構(gòu)如圖所示。
圖1 透鏡
1 透鏡數(shù)控加工的現(xiàn)狀
1.1 加工周期長
透鏡拋物面的數(shù)控加工在數(shù)控立車CK5116B上進行，用粗車循環(huán)去掉拋物面的加工余量占總體積的60%左右，改進前加工周期是2個星期。
1.2 加工難度大
為了定型和保護波導管內(nèi)腔，透鏡的波導管中灌入蠟，透鏡的外層裹著玻璃鋼，所以車削時要同時切削三種材料――鋁波導管、蠟和玻璃鋼。
蠟和玻璃鋼在切削時容易堆積粘在刀頭上，并且不易導熱，增加了切削的難度;由于是復合材料，所以切削時不能用冷卻液，排屑困難。
1.3 精度要求高
按照透鏡拋物面要求x2+y2=4FZ(F=148.2)，粗加工要為精加工留下均勻余量，以便精加工時保證拋物面偏差±0.1，所以在數(shù)控加工中利用粗車復合循環(huán)去掉大部分余量，并控制好精加工余量，為精加工作好準備，精加工用精車循環(huán)保證拋物面精度。
2 影響透鏡數(shù)控加工效率的因素
2.1 背吃刀量小
圖2 刀具后面和波導管干涉
由于刀具后面和波導管干涉的原因，每次背吃刀量只能取1.37mm。
2.2 刀路長
圖3 Mastercam生成的粗車復合循環(huán)刀路
粗車循環(huán)復合循環(huán)的刀路長。
在其他因素不變的情況下，對刀具路經(jīng)進行優(yōu)化，縮短刀具路徑，也就是縮短加工時間。
3 工藝改進
3.1 用預先加工讓位臺階的方法提高背吃刀量
對于R10的圓弧到來說，每次的理論切深可達到5mm，但由于刀具后面和波導管干涉的原因，每次背吃刀量只能達到1.37mm。
只要加工出相應的讓位空間，就可使刀具切深增加;每間隔一次，加工出一個讓位臺階，就可使切深翻倍，達到2.74mm。
3.2 優(yōu)化刀具路徑
Mastercam自動生成的粗車復合循環(huán)刀路，在每一個刀具切深后，都要走到邊沿，這里我們隔一個切深，讓刀具只運行到50mm處，下一個切深再運行到邊沿處。
這樣刀具路徑明顯縮短。
4 采用新舊工藝的對比
4.1 程序長度的對比
(上接第91頁)4.2 刀路的對比
圖4 原來的刀路
圖5 改進后的刀路
4.3 加工時間的對比
將改進后的程序用于透鏡的生產(chǎn)，透鏡的數(shù)控加工效率有了明顯地提高，由原來刀路改進前的2個星期縮短到刀路改進后的1個星期。
5 總結(jié)
針對透鏡數(shù)控加工的現(xiàn)狀和特點，給出了提高透鏡數(shù)控加工效率的辦法，通過工藝和刀路改進成功實現(xiàn)了透鏡的數(shù)控加工效率的提高。
【參考文獻】
[1]張超英.數(shù)控編程技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.
[2]楊海東.數(shù)控機床CAM編程[M].北京：中央廣播電視大學出版社，2005.
提高數(shù)控機床加工效率的措施【2】
摘要：數(shù)控機床是我國機械制造工業(yè)和國民經(jīng)濟的重要裝備，其發(fā)展直接關系到國計民生的許多領域，如何提高數(shù)控機床的工作效率，讓其創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益?分析了數(shù)控機床常見故障以及維修方法，進一步論述了如何加強機床的管理和提高專業(yè)技術人員的素質(zhì)和技能水平。
關鍵詞：數(shù)控機床 故障 維護 管理
引言
數(shù)控機床是在機電一體化技術的基礎上發(fā)展起來的一種靈活而高效的自動化機床，由于它用數(shù)控程序控制機床自動加工零件，無需使用復雜和專用的工模夾具，能比較好地解決中小批量，多品種和復雜零件加工自動化的問題，有生產(chǎn)效率高、加工的零件一致性好、質(zhì)量穩(wěn)定、便于產(chǎn)品更新?lián)Q代等特點，因此在機械制造業(yè)中的比例越來越高，但是，有相當多的數(shù)控機床用戶其設備高效多能的作用并沒有充分發(fā)揮出來。
由于數(shù)控設備比普通設備的投資較大、生產(chǎn)準備時間較長，若加工效率太低，會嚴重影響企業(yè)經(jīng)濟效益的提高，因此，提高數(shù)控機床的加工效率己成為機械制造業(yè)面臨的一大問題。
1數(shù)控機床常見故障
1.1 故障發(fā)生的階段
故障是指設備或系統(tǒng)因自身原因而喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象。
發(fā)生故障具有相同的規(guī)律，一般分為三個區(qū)域：(1)初期運行區(qū)，故障率較高，故障曲線呈上升趨勢，此區(qū)故障多數(shù)屬于設計制造和裝配缺陷造成的。
(2)正常運行區(qū)，此時故障曲線趨近水平，故障率低，此區(qū)故障一般是由操作和維護不良造成的偶發(fā)事故。
(3)衰老區(qū)，此區(qū)故障率大，故障曲線上升快，主要原因是運行過久、機件老化和磨損過度造成的。
1.2故障的分類
按結(jié)構(gòu)分為機械和電氣兩類;按故障源分為機械故障和控制故障兩類;就其數(shù)控系統(tǒng)而言分為硬件故障、軟件故障、干擾故障三類。
要判斷是機械方面故障還是控制系統(tǒng)故障，其分析方法是：先檢查控制系統(tǒng)，看程序能否正常運行，顯示和其它功能鍵是否正常，有無報警現(xiàn)象等;再檢查電機和檢測元件，是否能正常運轉(zhuǎn)，有無間歇或抖動現(xiàn)象，有無定位不準等問題。
如果沒有上述問題，則可初步判斷故障原因在機械方面，著重檢查傳動環(huán)節(jié)。
2數(shù)控機床的維護
2.1常見故障分析
(1)位置環(huán)。
這使數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令，并與位置檢測系統(tǒng)的反饋值相比較，進一步完成控制任務的關鍵環(huán)節(jié);它有很高的工作頻度，并與外設相聯(lián)接，容易發(fā)生故障。
(2)伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
它與電源電網(wǎng)、機械系統(tǒng)等相關聯(lián)，工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態(tài)，也是故障多發(fā)部位。
(3)電源部分。
電源失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機或毀壞整個系統(tǒng)。
(4)可編程序控制器邏輯接口。
數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制，要由PLC實現(xiàn)，必須采集各控制點的狀態(tài)信息，它與外界繁多的各種信號源和執(zhí)行元件相連接，變化頻繁，發(fā)生故障的可能性較多，故障類型較多。
2.2 常見故障的排除方法
(1)初始化復位法。
(2)參數(shù)更改、程序更正法。
系統(tǒng)參數(shù)是系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設定有誤可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。
(3)調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。
(4)備件替換法。
(5)改善電源質(zhì)量法。
目前一般采用穩(wěn)壓電源，以改善電源波動。
對于高頻干擾可用電容濾波法，通過這些預防性措施可減少電源板的故障。
3加強數(shù)控機床的管理
3.1提高操作人員的綜合素質(zhì)
數(shù)據(jù)控機床是現(xiàn)代工業(yè)的關鍵設備，其效能發(fā)揮的好壞取決于管理使用和維修人員的素質(zhì)和操作技能。
建立一支高水平的技術隊伍，保存好設備的完整。
數(shù)控機床的使用比使用普通機床的難度要大，因為數(shù)控機床是典型的機電一體化產(chǎn)品，它牽涉的知識面較寬，即操作者應具有機、電、液、氣等更寬廣的專業(yè)知識，因此對操作人員提出的素質(zhì)要求是很高的。
3.2遵循正確的操作規(guī)程
不管什么數(shù)控機床，它都有一套自己的操作規(guī)程。
它既是保證操作人員安全的重要措施之一，也是保證設備安全、產(chǎn)品質(zhì)量等的重要措施。
使用者必須按照操作規(guī)程正確操作，如果機床在第一次使用或長期沒有使用時，先使其空轉(zhuǎn)幾分鐘，使用中注意開機、關機的順序和注意事項(如開機后首先要用手動或用程序指令自動回參考點)，這些對初學者尤其應引起足夠重視，因為他們?nèi)狈ο鄳牟僮髋嘤�，往往在這方面容易犯錯。
3.3創(chuàng)造一個良好的使用環(huán)境
隨著科學技術的進步，一般來說，數(shù)控機床的使用環(huán)境沒有什么苛刻要求，可放置于普通機床一樣的生產(chǎn)車間。
話雖然這么說，但由于數(shù)控機床中含有大量的電子元件，它們最怕陽光直接照射，也怕潮濕和粉塵、振動等，這些勻可使電子元件受到腐蝕變壞或造成元件間的短路，引起機床運行不正常，這些一般在安裝機床時就已經(jīng)注意了。
對于使用者而言，主要是注意周圍環(huán)境的保護，比如說下雨天，就要注意不要將雨傘帶到生產(chǎn)現(xiàn)場，更換鞋子等。
3.4提高機床的運轉(zhuǎn)率
數(shù)控機床購進后，如果它的開動率不高，這不但使用戶投入的資金不能起到再生產(chǎn)的作用，還有一個令人擔憂的問題是很可能因過保修期，設備發(fā)生故障需支付額外的維修費用，因為新購進的設備都有一定時間的保修期限，從以往的經(jīng)驗來看，CNC設備在使用初期故障率相對來說往往大一些，用戶就應在這期間充分利用機床，使其薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露出來，在保修期內(nèi)得以解決。
4利用成組技術原理提高生產(chǎn)率
利用成組技術為數(shù)控機床選擇合適的加工對象，以提高生產(chǎn)率，若工廠己經(jīng)實現(xiàn)了零件的編碼和分組，則可為每種數(shù)控機床所適于加工的零件進行分組，并形成檢索指令，利用這些檢索指令。
可以從大量的零件中檢索出適于在某種數(shù)控機床加工的零件或零件組;利用成組技術給零件組編程，通常的數(shù)控加工編程工作都是對每種零件單獨進行的，需花費很多的人力、時間，不僅工作量大，編程周期長，而且經(jīng)常有重復編程的工作，利用成組技術按零件組的假想?yún)?shù)化零件進行宏程序參數(shù)化編程。
可為每個零件組編制一個數(shù)控加工程序，當組內(nèi)具體零件加工時，只要在此基礎上輸入少量參數(shù)并稍加修改即可，這樣就大大減少了編程數(shù)量和縮短了編程時間，也相應縮短了程序的輸入和調(diào)試時間，還克服了重復編程的缺點;給成組加工的零件配置成組刀具，加工中心適合多品種、中小批量零件的加工，其刀庫容量一般較大。
由于刀具的品種繁多，規(guī)格、材料各異，故刀庫中存放哪些刀具，何時更換等問題直接影響到生產(chǎn)率，為了不經(jīng)常更換刀庫中的刀具，提高機床的使用效率，可為每組工件配備一套刀具即成組刀具，成組刀具所加工的不是一種零件，而是幾種零件組成的一組零件，這樣就不用每加工完一種零件就更換一次刀具了從而減少了輔助時間。
參考文獻：
[1]仟建平，自恩遠，趙美虹等.現(xiàn)代數(shù)控機床故障診斷及維修[M]北京：國防工業(yè)出版社，2002
[2]朱躍峰，朱敬超.數(shù)控機床故障判斷與維護[J].科技資訊，2007，(13).
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