數(shù)控磨床

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數(shù)控磨床范文第1篇

【關(guān)鍵詞】精密數(shù)控磨床 檢測 仿真實(shí)驗(yàn) 技術(shù) 分析

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的融合并形成了現(xiàn)代意義上的虛擬數(shù)控加工仿真技術(shù)。通過對數(shù)控加工仿真技術(shù)的應(yīng)用，能夠在進(jìn)行工件加工之前，對數(shù)控加工操作所對應(yīng)的代碼進(jìn)行驗(yàn)證，以此種方式能夠避免精密數(shù)控磨床在工件加工的過程當(dāng)中，出現(xiàn)干涉、或者是碰撞方面的問題。同時(shí)，現(xiàn)階段的精密數(shù)控磨床還支持通過對刀具、工件、加工環(huán)境、以及刀具路徑過程進(jìn)行模擬的方式，避免所加工工件因程序誤差而出現(xiàn)零件報(bào)廢、或者是夾具損壞方面的問題。從這一角度上來說，在對工件進(jìn)行超精密加工的過程當(dāng)中，通過可靠的檢測配合虛擬仿真的方式，對于提高加工作業(yè)質(zhì)量與效率而言均是至關(guān)重要的。本文主要就精密數(shù)控磨床檢測與仿真實(shí)驗(yàn)方面的相關(guān)問題做詳細(xì)分析與說明。

1 精密數(shù)控磨床檢測技術(shù)及其要點(diǎn)分析

在現(xiàn)階段的技術(shù)條件支持下，從精密數(shù)控磨床檢測實(shí)施環(huán)境的角度上來說，所涉及到的檢測方式包括以下幾種類型：離線式檢測；在位式檢測；在線式檢測。結(jié)合磨削加工系統(tǒng)的實(shí)際情況來看，真正意義上在線式檢測的實(shí)現(xiàn)難度還比較的大。因此，針對精密數(shù)控磨床而言，所對應(yīng)的檢測技術(shù)以在位式檢測為主。

從理論上來說，在位式檢測的核心在于：在工件加工作業(yè)完成后，對工件進(jìn)行檢測并不需要將其自機(jī)床上卸下。因此，應(yīng)用在位式檢測的方式，僅能夠?qū)ぜ庸ず蟮慕Y(jié)果進(jìn)行反應(yīng)，對于加工過程中，工件形態(tài)的變化并無法直接表示出來。但，從實(shí)際應(yīng)用的角度上來說，在位式的檢測技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)加工與檢測的有效融合，一方面能夠使加工后的測量更加自動(dòng)，另一方面能夠有效縮短檢測耗時(shí)，具有綜合性優(yōu)勢。

在引入在位式檢測技術(shù)的前提條件下，對于整個(gè)精密數(shù)控磨床而言，具體的檢測系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)由以下幾個(gè)方面所構(gòu)成：磨床床體；數(shù)控系統(tǒng)；伺服系統(tǒng)；測量系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。具體的在線檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示（見圖1）。

在將該檢測系統(tǒng)應(yīng)用于精密數(shù)控磨床的過程當(dāng)中，其具體的檢測流程可以概括為：在精密數(shù)控磨床對工件進(jìn)行初次加工作業(yè)完成后，直接在精密數(shù)控磨床上進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的檢測。檢測過程當(dāng)中，工件裝夾安裝在工作臺臺面上，同時(shí)，傳感器裝置安裝在主軸部件上，因此主軸部件的運(yùn)動(dòng)會帶動(dòng)傳感器裝置的運(yùn)動(dòng)。測量人員可以直接在PC機(jī)上，根據(jù)所加工工件的具體類型以及在檢測精度方面的要求，對檢測路徑進(jìn)行合理的規(guī)劃，并對測量點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行合理計(jì)算。在此基礎(chǔ)之上，由該精密數(shù)控磨床檢測系統(tǒng)控制軟件生成相關(guān)的NC代碼，支持檢測作業(yè)的完成。所生成的檢測NC代碼能夠自接口中傳入CNC系統(tǒng)內(nèi)部。與此同時(shí)，傳感器采樣頻率等參數(shù)設(shè)置完成后，以NC程序?qū)軘?shù)控磨床的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行控制，并在此過程當(dāng)中，對工件表面的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)采集，并以PC機(jī)終端對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將粗大誤差進(jìn)行剔除，從而獲取真實(shí)性的面形數(shù)據(jù)。更加關(guān)鍵的一點(diǎn)在于：通過對工件面進(jìn)行評定的方式，還能夠?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)作為補(bǔ)償加工的依據(jù)與支持。

2 精密數(shù)控磨床仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其要點(diǎn)分析

現(xiàn)代意義上的虛擬制造技術(shù)表現(xiàn)出了包括反復(fù)性、集成性、虛擬性、并行性、以及人機(jī)交互性在內(nèi)的多點(diǎn)特點(diǎn)，與機(jī)械加工作業(yè)之間有著高度的契合性。對于精密數(shù)控磨床而言，從仿真實(shí)驗(yàn)的角度上來說，檢測仿真與磨削加工過程的幾何仿真有著高度的一致性特征。比較顯著的區(qū)別在于：在精密數(shù)控磨床仿真系統(tǒng)砂輪箱外部安裝有相應(yīng)的傳感器裝置。在對NC程序進(jìn)行讀入的基礎(chǔ)之上，對傳感器所覆蓋的行走坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行合理提取，從而使砂輪能夠受驅(qū)動(dòng)作用力影響，帶動(dòng)傳感器裝置的持續(xù)運(yùn)動(dòng)。精密數(shù)控磨床檢測仿真以圖形化為載體，能夠?qū)⒕軘?shù)控磨床在進(jìn)行工件加工過程當(dāng)中的檢測過程中真實(shí)且可靠的在線出來。以此種方式，能夠更加直觀與形象的對檢測路徑進(jìn)行檢查。更加關(guān)鍵的一點(diǎn)在于：以此種方式，在精密數(shù)控磨床的運(yùn)行過程當(dāng)中，能夠避免對工件、以及傳感器產(chǎn)生損壞影響。

3 結(jié)束語

從機(jī)械加工的角度上來說，加工工件的外形精度、表面精細(xì)度、以及加工質(zhì)量均會受到精密磨削技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的影響。高質(zhì)量的精密磨削技術(shù)有利于所加工表面精度、光潔度的高水平發(fā)揮。在現(xiàn)階段的技術(shù)條件支持下，從數(shù)控角度上來說，精密數(shù)控磨床應(yīng)用于機(jī)械加工所表現(xiàn)出的優(yōu)勢極為突出，包括加工精度高、加工效率高、以及加工范圍廣等。更加關(guān)鍵的一點(diǎn)在于：通過對精密數(shù)控磨床的合理應(yīng)用，能夠最大限度的避免工件在搬至測量機(jī)而導(dǎo)致的重復(fù)定位誤差問題，綜合優(yōu)勢突出。總而言之，本文主要針對精密數(shù)控磨床檢測與仿真實(shí)驗(yàn)過程中所涉及到的相關(guān)問題做出了簡要分析與說明，希望能夠引起各方特別關(guān)注與重視。

參考文獻(xiàn)

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數(shù)控磨床范文第2篇

數(shù)控外圓軋輥磨床（型號MK84100A/H），是加工大型板帶材軋輥的重要設(shè)備，機(jī)床配置的是西門子840D數(shù)控系統(tǒng)，磨削之星應(yīng)用程序。因設(shè)備840系統(tǒng)電池失電造成程序丟失，經(jīng)過數(shù)天的調(diào)試終于將該設(shè)備成功修復(fù)，現(xiàn)就恢復(fù)過程論述如下。

1.機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)配置

具體配置：操作面板是OP010，控制系統(tǒng)是NCU的572.4系統(tǒng)（PCU 50，556MHz，256MB，WlNXP，鍵盤是MCP483，EY，MPI，）。PLC采用s7―300，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用SIEMENS 611D數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，伺服電動(dòng)機(jī)全部采用1Pr6系列交流伺服電動(dòng)機(jī)，其中x軸、u軸、z軸、形軸配有HEIDENHAIN的絕對編碼器的直線光柵尺，c軸配有HEIDENHAIN的絕對編碼器的圓光柵，所有伺服電動(dòng)機(jī)均采用全閉環(huán)控制。

2.故障現(xiàn)象

該設(shè)備在正常加工完一個(gè)軋輥后正常關(guān)機(jī)，在間隔3個(gè)月后又開機(jī)加工軋輥時(shí)出現(xiàn)三個(gè)報(bào)警（報(bào)警編號分別為4060、2102、2001），并且PCU鍵盤上的所有鍵盤在閃爍，NCK上POK綠燈亮，Ps、PF紅燈閃爍，無法復(fù)位。經(jīng)查閱《sINUMERIK 840D sl SINAMICS S120診斷手冊》，故障為NCK電池報(bào)警、PLC沒有啟動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床數(shù)據(jù)裝載錯(cuò)誤。

首先將電池盒拔出測量（設(shè)備上電后才能拔出電池盒，否則程序會丟失）電量為0.09V，基本可以判定是電池失電造成系統(tǒng)PLC程序、NCK程序丟失，導(dǎo)致以上報(bào)警，使設(shè)備無法運(yùn)行。

3.解決過程如下

據(jù)上述判定先更換好原裝電池后，重新啟動(dòng)設(shè)備報(bào)警2102消失，其它報(bào)警現(xiàn)象依舊，然后又查閱操作說明書、調(diào)試手冊等資料，可以進(jìn)行PLC、NCK的數(shù)據(jù)恢復(fù)，其具體過程是：開機(jī)進(jìn)入啟動(dòng)區(qū)域，按下設(shè)定鍵，輸入密碼sunrise（西門子系統(tǒng)默認(rèn)），進(jìn)入到服務(wù)區(qū)域，按下擴(kuò)展鍵，將會出現(xiàn)系列啟動(dòng)的按鍵。按下“讀取檔案文件”，系統(tǒng)彈出歸納文件夾的所有檔案文件，本機(jī)的檔案文件有nc070521.arc、pl c070521.arc、nc070522.arc、plc070522.arc 、nc091125.arc plc091125.arc、

nc0911 27.arc、plc091127.arc。選擇時(shí)間最近的文件nc091127.arc、plc091127.arc再按下開始按鍵，系統(tǒng)開始恢復(fù)數(shù)據(jù)。在這個(gè)過程中，系統(tǒng)會自動(dòng)重啟。系統(tǒng)重啟后問題依舊，系統(tǒng)還多報(bào)了一些日志錯(cuò)誤，又依次將nc091125.arc plc091125.arc、nc070522.arc plc070522.arc、nc070521.arc、plc070521.arc這些文件都恢復(fù)了一遍，但設(shè)備故障還是沒有解決，這時(shí)懷疑PLC和nc中可能有程序的殘余，影響設(shè)備運(yùn)行。于是就進(jìn)行plc、nc、程序總清，其具體步驟如下：Nc總清操作步驟如下：

（1）將NC啟動(dòng)開關(guān)s3“1”； （2）啟動(dòng)NC，如NC已啟動(dòng)，可按一下復(fù)位按鈕sl_（3）待Nc啟動(dòng)成功，七段顯示器顯示“6”，將s30”；Nc總清執(zhí)行完成。Nc總清后SRAM內(nèi)存中的內(nèi)容被全部清掉，所有機(jī)器數(shù)據(jù)（machineData）被預(yù)置為缺省值。

PLC總清操作步驟如下：

（1）將PLC啟動(dòng)開關(guān)s4“2”；=>Ps燈會亮。 （2）s4“3”并保持約3秒直等到Ps燈再次亮；=>Ps燈滅了又再亮。（3）在3秒之內(nèi)，快速地執(zhí)行下述操作s4：“2” “3”“2”；=>Ps燈先閃，后又亮，PF燈亮。（4）等Ps和PF燈亮了，s4“O”；=>Ps和PF燈滅，而PR燈亮。Nc、PLC總清執(zhí)行完成。這兩種總清執(zhí)行后riCH單元的狀態(tài)燈指示正常，然后再進(jìn)行了各自的數(shù)據(jù)恢復(fù)，步驟如上面所述，但是設(shè)備還是不能運(yùn)轉(zhuǎn)，在數(shù)據(jù)恢復(fù)的過程并沒有出錯(cuò)。我們懷疑這些備份程序應(yīng)該有所殘缺，于是又分別恢復(fù)nc程序和plc程序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)恢復(fù)nc070522.ar和plc091125.arc時(shí)，設(shè)備的故障報(bào)警全部消失，設(shè)備可以初始化，各軸都能找回原點(diǎn)。但是進(jìn)入設(shè)備的加工界面“磨削之星”后，就提示“nc中存儲的砂輪編號是非法的，請引起足夠的重視”，這是因?yàn)閚c總清后nc中的設(shè)定數(shù)已經(jīng)沒有了，忽略提示進(jìn)入，發(fā)現(xiàn)原設(shè)備存儲的設(shè)定加工程序沒有了，這可以根據(jù)加工要求自行設(shè)定，但是設(shè)定完成后下載執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)加工界面中缺少一些參數(shù)：輥輪沒有、輥輪的長度、輥輪的速度、砂輪、砂輪直徑、砂輪的速度都沒有，按啟動(dòng)后設(shè)備沒有任何反應(yīng)也不報(bào)錯(cuò)，我分析是“磨削之星”和840D的數(shù)控系統(tǒng)兼容不好，后來查看磨削之星中的配置程序“W0001.xml（砂輪配置）、R0001.xml（軋輥配置）、GStar.xml（磨削之星配置）”發(fā)現(xiàn)磨削之星是直接調(diào)用840D系統(tǒng)的P參數(shù)，于是將8403中的用到的P參數(shù)根據(jù)磨削之星用到的分別重置。然后重新開機(jī)，在840D中初始化原點(diǎn)正常，進(jìn)入磨削之星沒有報(bào)警，運(yùn)行程序，設(shè)備運(yùn)行正常。

4.結(jié)束語

現(xiàn)就西門子的8403的數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)備做以簡單的技術(shù)總結(jié)。①設(shè)備驗(yàn)收時(shí)要提供以下資料：操作和編程；數(shù)控程序備份；驅(qū)動(dòng)備份；PLC程序備份。②定期檢查NCU電池電量，及時(shí)處理并記錄標(biāo)記電池更換時(shí)間③在設(shè)備正常運(yùn)行半年后，做一次設(shè)備的數(shù)據(jù)備份分別用不同的介質(zhì)存貯。

參考文獻(xiàn)

數(shù)控磨床范文第3篇

關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 電磨頭 車 磨一體 精密加工

中圖分類號：TG580.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-03

當(dāng)今數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展越來越快，為了適應(yīng)市場的競爭，提高生產(chǎn)效率。許多中、小企業(yè)的生產(chǎn)都廣泛應(yīng)用了數(shù)控技術(shù)來提高生產(chǎn)效率及縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期。但由于高科技、高精密的數(shù)控機(jī)床在價(jià)格、日常管理、維護(hù)和保養(yǎng)方面成本都比較高。為了降低投資資金風(fēng)險(xiǎn)，特別是小企業(yè)難以承受高成本的設(shè)備投入。所以小企業(yè)使用經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床較多，但只能滿足加工精度要求不太高的零件。

由于產(chǎn)品的技術(shù)要求越來越高，一些高精密的零件、超硬的材料等對經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床來講是難以進(jìn)行加工的。以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床為例，雖然經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床加工效率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、用途廣泛，能車削各種零件的內(nèi)外圓柱表面、錐面、球面、曲面、切槽、公英制螺紋、圓錐螺紋等等。但由于機(jī)床自身精度和其他因素的影響，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般只能滿足加工公差在0.04左右范圍的零件。零件的加工精度再有所提高，加工的效率和產(chǎn)品的合格率就會急劇下降。主要存在的原因有以下幾點(diǎn)。

（1）車床機(jī)械結(jié)構(gòu)方面

以半閉環(huán)伺服系統(tǒng)為例，數(shù)控車床在機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在的誤差主要有：同步帶（聯(lián)軸器）的間隙、滾珠絲桿間隙、刀架（四工位刀架）重復(fù)定位誤差。這些誤差使傳動(dòng)終端的X、Z軸重復(fù)定位精度在0.01～0.02 mm范圍內(nèi)，但反映在零件加工尺寸上的誤差就可能更大了。

（2）刀具方面（主要因素）

對于零件批量生產(chǎn)加工，現(xiàn)在大多數(shù)工廠都采用加工性能更穩(wěn)定的機(jī)夾刀和機(jī)夾刀粒。但從實(shí)際加工效果來看，由于機(jī)夾刀的刀尖圓角較大，加工時(shí)會產(chǎn)生較大的徑向力。此類刀具除了在刀具耐用度上優(yōu)點(diǎn)突出外，其他方面的性能與手工刃磨的刀具差異不大。特別是在加工細(xì)長軸等方面更沒有優(yōu)勢，不能實(shí)現(xiàn)高精密零件的加工，而且刀具成本較高。

（3）其他方面

在數(shù)控裝置的插補(bǔ)精度、車床本身的剛性、夾具的剛性、切屑、切削液室溫等等都直接影響到零件加工的精度。

經(jīng)過以上的分析，考慮到刀具和機(jī)床剛性等因素。為了能在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上也能加工精密零件，但又要減少資金的投入。該文以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床（使用GSK980TD數(shù)控系統(tǒng)）為例子，通過在車床上加裝電磨頭，實(shí)現(xiàn)車、磨一體的精密通用加工，解決了實(shí)際加工中經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床也能快捷穩(wěn)定的加工精密零件的需要。

1 電磨頭的加裝與控制

磨削加工是一種比較精密的金屬切削方法，經(jīng)過磨削的零件有很高的精度（圓度可達(dá)0.0001 mm）和很細(xì)表面粗糙度（Ra0.05 ?m）。因此在大多數(shù)的情況下，它是機(jī)床加工的最后一道工序，另外對于一些硬度較高的零件（如零件鍍鉻、淬火后）都是通過磨削來達(dá)到零件的技術(shù)要求。所以在數(shù)控車床上加裝了電磨頭后，不僅能加工高硬度材料的零件，而且加工的穩(wěn)定性更高，也能加工出技術(shù)要求更高的精密零件。

1.1 電磨頭加裝的方案

如圖1所示。

加裝部份分別由底板、磨頭主軸、變速箱、電機(jī)等組成，安裝在X軸拖板上。通過車床的X、Z軸控制砂輪的縱、橫向進(jìn)給，通過加工程序?qū)崿F(xiàn)指定的磨削加工。安裝要求如下。

①各零件間連接要牢固可靠，防止砂輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)而造成危險(xiǎn)。

②砂輪安裝必須經(jīng)過平衡校正，并要修磨好切削面。

③砂輪中心高與數(shù)控車床主軸中心高要求等高，保證加工零件的尺寸精度容易控制。如圖2所示：h=h1=h2

④砂輪的左端面與四工位刀架上的刀具刀尖盡可能平齊，防止刀具在切削時(shí)，砂輪與車床主軸卡盤發(fā)生干涉而造成事故。

⑤砂輪最外緣與四工位刀架上的刀具要求有一個(gè)合適的距離（根據(jù)零件的直徑而定），防止其中一方在切削加工時(shí)，另一方與工件或機(jī)床發(fā)生干涉而影響加工。

⑥電磨頭的電機(jī)利用機(jī)床輸出信號接口的DOTWJ（尾座進(jìn)）和M08（冷卻液開）信號來控制，電磨頭電機(jī)正轉(zhuǎn)用（M10），停止用（M09）來控制。原理是：砂輪正轉(zhuǎn)時(shí)冷卻液必須在開啟狀態(tài)，當(dāng)磨削加工結(jié)束以后用M09指令關(guān)閉冷卻液及磨頭電機(jī)。此外，也可以使用機(jī)床的擴(kuò)展輸出指令控制。用DOTWJ和M08控制原理圖如圖3所示。

1.2 砂輪的修整方法

由于砂輪的制造等原因，砂輪在安裝后一般都要求進(jìn)行修整，以減少磨削過程中產(chǎn)生的振動(dòng)和保證零件在最后一個(gè)工序加工的質(zhì)量。修整砂輪的過程如圖4所示。

砂輪修整筆可通過專用夾具安裝在尾座上，并按要求與砂輪的軸線保持一定的角度固定好。通過移動(dòng)X軸調(diào)整砂輪筆與砂輪外緣的距離，然后控制Z軸左右移動(dòng)砂輪來進(jìn)行砂輪的修整。

1.3 砂輪的對刀方法

由于砂輪安裝在刀架的另一方向，所以對刀時(shí)要注意避免誤操作造成碰撞事故。砂輪對刀的原理與四工位中的刀具一致，只是將它當(dāng)作第五把刀具，并將刀補(bǔ)輸入T00～T04以外的刀補(bǔ)中。對刀時(shí)可使用基準(zhǔn)刀T0100，然后通過試切的方法，將刀補(bǔ)輸入05號中的X、Z內(nèi)。調(diào)用磨削程序前，在確保換刀點(diǎn)在安全位置的前提下運(yùn)行T0105，再進(jìn)行砂輪的定位和磨削。在編寫加工程序時(shí)要注意，由于砂輪與四工位刀架位置不同（前刀架與后刀架），所以如圖（5）所示，砂輪的程序應(yīng)為：G0Z5；X-40；X軸上的數(shù)值應(yīng)為負(fù)數(shù)與四工位刀架上的刀具相反。

2 應(yīng)用舉例

如圖6所示零件圖，由于該零件加工精度要求較高，如果要小批量生產(chǎn)，利用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床通過正常的加工方法很難保證其精度要求。但車床在加裝電磨頭后，此類精度的零件加工就比較容易控制。

加工經(jīng)過砂輪對零件進(jìn)行了精加工后，零件的尺寸精度、表面粗糙度得到了有效的保證。同時(shí)利用一次裝夾就完成了零件的粗加工、半精加工、精加工等所有類型的切削加工，減少了加工輔助時(shí)間提高了生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床通過加裝了電磨頭，車床結(jié)合磨床的優(yōu)越性得到了充分的體現(xiàn)。不僅能更好地控制零件的精度，而且通過修改刀補(bǔ)或程序數(shù)據(jù)，可以很容易對精密零件的尺寸進(jìn)行修整達(dá)到要求，高硬度的材料也可以通過磨削來加工。通過改變砂輪的形狀還可以對內(nèi)孔、錐面、螺紋或成形面進(jìn)行精加工，減少了零件的加工工序，在降低設(shè)備投入成本的同時(shí)提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和加工范圍。

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數(shù)控磨床范文第4篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；存在問題：管理應(yīng)用

前言

立式數(shù)控車床的應(yīng)用，可以提升工作模塊的綜合效益，這主要集中在該數(shù)控車床的關(guān)鍵部件環(huán)節(jié)，保證轉(zhuǎn)向節(jié)桿部的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)大端面位置配置的精確，從而實(shí)現(xiàn)裝卸工件勞動(dòng)強(qiáng)度的調(diào)整，保證勞動(dòng)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)其綜合運(yùn)作效益的提升。上述應(yīng)用環(huán)節(jié)需要做好一些細(xì)節(jié)性質(zhì)的工作，才能保證立式數(shù)控車床工作質(zhì)量效率等的優(yōu)化。

1 關(guān)于轉(zhuǎn)向節(jié)專用立式數(shù)控車床工藝方案的研究

在日常工作過程中，汽車轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車應(yīng)用比較廣泛的零件，并且對其的應(yīng)用要求也比較嚴(yán)格，需要其具備一定的機(jī)械性能。通過對其加工質(zhì)量的控制，可以提升汽車的整體操作安全性。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，其汽車的應(yīng)用數(shù)量不斷增加，應(yīng)用規(guī)模不斷的擴(kuò)大，汽車行業(yè)對于其轉(zhuǎn)向節(jié)的需要也日益的上升，這就需要我們進(jìn)行日常工作效率的優(yōu)化，從而滿足現(xiàn)階段社會對于轉(zhuǎn)向節(jié)的需要。在轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)過程中，受到其結(jié)構(gòu)自身復(fù)雜性的約束，不利于日常機(jī)械加工模式的正常開展。特別是對法蘭端面及其轉(zhuǎn)向節(jié)桿部的加工調(diào)節(jié)，如果不能保障其良好的尺寸精確度及其位置精確度，就影響了日常機(jī)械加工的正常開展。在汽車轉(zhuǎn)向節(jié)桿部的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊中，需要進(jìn)行易臥式數(shù)控車床的應(yīng)用，通過對其法蘭端面應(yīng)用模式的優(yōu)化，提升工作的質(zhì)量效率。在日常工作中，可以利用尾座頂尖進(jìn)行相關(guān)工作，保證車具撥動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)旋轉(zhuǎn)的有效加工。當(dāng)然，該模式的應(yīng)用也是存在一些弊端的，比如比較困難的工件裝夾問題，如果不能針對車具展開優(yōu)化控制，就可能影響其整體環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速情況，不利于其整體轉(zhuǎn)速的提升，也就降低其應(yīng)用效率。該傳統(tǒng)加工轉(zhuǎn)向節(jié)桿部生產(chǎn)工藝技術(shù)存在明顯的缺陷，需要進(jìn)行專用立式數(shù)控車床的應(yīng)用，進(jìn)行立式數(shù)控車床的自身工藝性能模塊的優(yōu)化，保證加工轉(zhuǎn)向節(jié)的高效率化。這樣可以保證工人裝夾工件勞動(dòng)強(qiáng)度的減輕，能夠滿足現(xiàn)實(shí)工作的諸多要求。

受到其整體式轉(zhuǎn)向節(jié)自身工藝特性的限制，其形狀和結(jié)構(gòu)都是比較復(fù)雜的，具備較大的加工余量，其毛坯一般都是鍛件，對于工藝技術(shù)的要求比較高。特別是設(shè)計(jì)過程中，法蘭盤根部圓弧部分的設(shè)計(jì)，其工件重量是比較大的，具備較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，進(jìn)行定位夾緊有些難度。為了滿足日常工作的需要，針對機(jī)床方案，展開立式數(shù)控車床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是非常必要的。這需要我們就其定位夾緊要求及其轉(zhuǎn)向節(jié)的工藝性質(zhì)，展開分析，包數(shù)控車床結(jié)構(gòu)的主軸偏置應(yīng)用體系的優(yōu)化。通過對傳統(tǒng)式的數(shù)控車床的工作應(yīng)用環(huán)節(jié)的分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)控車床結(jié)構(gòu)主軸偏置模式的優(yōu)化，有賴于尾座頂尖部位的積極設(shè)置。在上述工作模塊中，進(jìn)行專用車具的優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常必要的，這是現(xiàn)實(shí)工作的應(yīng)用需要，保證其新型機(jī)床應(yīng)用過程中的高效加工性。在電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用模式中，我們要進(jìn)行液壓系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)疊加閥結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而滿足現(xiàn)實(shí)工作的需要。在機(jī)床的工作循環(huán)過程中，也要保證不同的安裝環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，保證工作過程中各個(gè)模式的優(yōu)化。

2 關(guān)于轉(zhuǎn)向節(jié)專用立式數(shù)控車床部件設(shè)計(jì)模塊的優(yōu)化

在轉(zhuǎn)向節(jié)專用立式數(shù)控車床部件設(shè)計(jì)過程中，通過對主軸箱設(shè)計(jì)模塊的優(yōu)化，來滿足日常工作的相關(guān)需要。這需要進(jìn)行主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊的應(yīng)用，該種機(jī)床的應(yīng)用是立式結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行主軸箱的應(yīng)用，進(jìn)行主軸及其傳動(dòng)系統(tǒng)的安全。在支撐立柱環(huán)節(jié)上，需要進(jìn)行縱橫滑板及其電動(dòng)刀架的設(shè)置。這對于主軸箱的設(shè)置問題提出了一些要求，比如具備不錯(cuò)的剛性，實(shí)現(xiàn)其主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，能夠滿足長期使用的條件。在主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用模塊中，也要進(jìn)行傳動(dòng)比的優(yōu)化，保證轉(zhuǎn)向節(jié)的積極控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)控立車功能體系的優(yōu)化，從而滿足當(dāng)下工作的需要，提升其工作效益，進(jìn)行傳動(dòng)比的控制，限制好轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。當(dāng)然，我們也要進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)路線確定，傳動(dòng)路線采用伺服電機(jī)通過行星減速箱、皮帶輪驅(qū)動(dòng)主軸單元使主軸旋轉(zhuǎn)；主軸單元結(jié)構(gòu)：采用主軸單元結(jié)構(gòu)目的是方便制造、安裝、維修。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適合加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適應(yīng)加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要，滿足剛性要求，旋轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性；要有夾緊油缸及分油裝置；動(dòng)力卡盤和專用車具可快速切換，實(shí)現(xiàn)通用立式數(shù)控車床功能和專用轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控加工的切換。據(jù)此，選用的主軸單元為標(biāo)準(zhǔn)50規(guī)格的車主軸支撐形式，具有高剛性、高精度的特點(diǎn)。

在進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要做好縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)劃，進(jìn)行縱向滑板模塊及其縱向滾珠絲杠傳動(dòng)副的協(xié)調(diào)。這需要我們進(jìn)行縱向滑板的安裝，將其固定在立柱的縱向滾動(dòng)導(dǎo)軌上，從而確保其沿著立柱導(dǎo)軌進(jìn)行縱向運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌選擇方面，需要進(jìn)行重載型滾珠滾動(dòng)導(dǎo)軌的應(yīng)用，提升其導(dǎo)軌的自身承載能力，保證其應(yīng)用剛性，滿足其縱向進(jìn)給系統(tǒng)的應(yīng)用需要。橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)主要由橫向滑板和橫向滾珠絲杠傳動(dòng)副組成。其橫向滑板安裝在縱向護(hù)板的橫向滾動(dòng)導(dǎo)軌上，它可沿著縱向滑板向滑板橫向?qū)к壸鰴M向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動(dòng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強(qiáng)。橫向伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副，帶動(dòng)橫向滑板沿縱向滑板橫向?qū)к夁\(yùn)動(dòng)。

在轉(zhuǎn)向節(jié)工裝夾具設(shè)計(jì)過程中，需要保證頂尖部件設(shè)計(jì)模式的優(yōu)化。在機(jī)床設(shè)計(jì)中，其頂尖部分是機(jī)床的重要定位環(huán)節(jié)，其具備良好的回轉(zhuǎn)功能、定位功能、夾緊功能等。在我們進(jìn)行安裝時(shí)，需要確立好頂尖部件的位置，進(jìn)行工件的專用車具的位置的確立，保證頂尖的有效移動(dòng)，能夠滿足油缸作用的具體需要。

使上頂尖頂緊工件桿部上頂尖孔，完成工件的定位夾緊。主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)頂尖也隨著旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)此部件首先確定夾緊力，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)油缸的規(guī)格，確保夾緊可靠；轉(zhuǎn)向節(jié)是不平衡件，頂尖主軸及頂尖要有足夠的剛性，以保證回轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性。

在轉(zhuǎn)向節(jié)車具設(shè)計(jì)過程中，由于轉(zhuǎn)向節(jié)自身的應(yīng)用特點(diǎn)，不具備良好的平衡性，其是一種異形件，需要我們做好車具設(shè)計(jì)的相關(guān)工作。這需要我們進(jìn)行頂尖孔的定位，進(jìn)行上下頂尖定位夾緊，將下頂尖進(jìn)行主軸的固定，確保上頂尖進(jìn)行移動(dòng)部件的單獨(dú)設(shè)計(jì)。我們也要把握好夾緊的環(huán)節(jié)，進(jìn)行夾緊面環(huán)節(jié)的分析，由于不具備有規(guī)則的夾緊面，并且其各個(gè)頂尖形狀都存在差異性，這就需要進(jìn)行車具的通用性的控制，保證車具具備各個(gè)工件的適應(yīng)性，要具備相關(guān)的柔性。工件的不平衡性，在設(shè)計(jì)車具時(shí)必須有可調(diào)整的配置設(shè)置；第四是在旋轉(zhuǎn)的主軸上采用液壓自動(dòng)夾緊，主軸設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器，以適應(yīng)車螺紋功能，車具設(shè)置夾緊油缸。本機(jī)床已交付用戶使用，其性能已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。圖紙經(jīng)完善后開始投入小批量生產(chǎn)，并參加了2010年在北京舉辦的第十屆國際機(jī)床博覽會，得到廣泛好評。

數(shù)控磨床范文第5篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床故障模式對比分析

故障模式分析是隸屬于機(jī)械行業(yè)可靠性研究中的一項(xiàng)重要組成部分，它同時(shí)也為目標(biāo)物體設(shè)計(jì)與改進(jìn)的提供重要的措施與方法。現(xiàn)有模式下最常見的故障分析方法有兩種：功能樹結(jié)構(gòu)分析、故障發(fā)生頻率統(tǒng)計(jì)分析。這兩種分析方法的運(yùn)作原理都是根據(jù)整機(jī)分析，對子系統(tǒng)具體化研究。

一、國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的故障模式分析

當(dāng)前在數(shù)控機(jī)床這一行業(yè)方面，其研究存在一些故障與誤區(qū)。這些都會導(dǎo)致

國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展速度明顯低于同類外國產(chǎn)品。因此，工作人員必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這些故障并加以處理分析。具體來說主要步驟有以下幾個(gè)方面。

（一）現(xiàn)場試驗(yàn)與跟蹤。由于現(xiàn)有的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床大多體形較大、制造成本較昂貴并且運(yùn)作條件中的不確定因素多，因此許多故障缺陷只有在實(shí)際投入使用后才會顯現(xiàn)出來。數(shù)控機(jī)床的可靠性強(qiáng)調(diào)的是實(shí)際運(yùn)作中的功能維持性。因此，只有通過現(xiàn)場操作中顯現(xiàn)出的故障才能夠真實(shí)的反映數(shù)控機(jī)床的缺陷與不足。我國現(xiàn)有技術(shù)支持下多采用現(xiàn)場試驗(yàn)與跟蹤法對故障信息采集歸納。

這種方式下要求工作人員要針對數(shù)控機(jī)床的每一輪班班次填寫記錄表，登記對應(yīng)機(jī)床的運(yùn)行時(shí)間、整體情況，涉及到發(fā)生故障的機(jī)床要詳細(xì)說明故障時(shí)間、部位、原因等，為后續(xù)故障分析工作提供有力佐證。

（二）故障部位具體分析。在實(shí)驗(yàn)過程中需要將目標(biāo)數(shù)控機(jī)床依照一定的規(guī)律劃分為各類子系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)出其中發(fā)生故障現(xiàn)象的子系統(tǒng)與每個(gè)子系統(tǒng)的故障頻率。將得到的所有數(shù)據(jù)制成表格進(jìn)行整體與系統(tǒng)的分析工作。

（三）故障模式的分布。故障或缺陷是通過故障模式來表現(xiàn)的。這是相對于既定的功能、故障產(chǎn)品的一種狀態(tài)。判定一種故障模式是否值得引起相關(guān)工作人員重視的關(guān)鍵在于這種故障會造成的后果與其出現(xiàn)的概率。對數(shù)控機(jī)床的故障模式分析，同樣也是要依據(jù)它的故障表現(xiàn)形式與出現(xiàn)概率。對于有研究價(jià)值的那一部分故障要深層次的分析。

依據(jù)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、功能與表現(xiàn)形式的不同，故障模式可以分為松動(dòng)型、失調(diào)型、堵塞（滲漏）型、功能型、狀態(tài)型、損壞型、工藝型與其他型。實(shí)驗(yàn)過程中需要判定具體故障分屬的類目并對其進(jìn)行具體分析。

（四）故障原因的分析。大多數(shù)的故障原因多是按照物理性質(zhì)來分類的，如元件松動(dòng)、零配件斷裂等。但這種物理原因并不能直觀的反映數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)、制造、檢修、裝配以及使用過程中潛在的隱患。工作人員經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)只有對這一部分國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床按照生命周期來分類，才能夠探求到真正潛在的故障隱患。

（五）故障危害度分析。對某一類故障模式所帶來的后果與這種模式發(fā)生頻率的整體性綜合考量稱為危害度。對故障模式的可靠性分析不僅能夠如實(shí)的記錄每種故障的出現(xiàn)次數(shù)與頻率，還能夠進(jìn)一步反映出這些故障模式對國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的危害度。因此，現(xiàn)有技術(shù)條件下，工作人員主要將其應(yīng)用于衡定每一項(xiàng)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床故障模式危害等級與元部件故障率的綜合指標(biāo)。

其中我們假設(shè)零部件x由于故障模式y(tǒng)的作用發(fā)生故障，引起這部分零部件發(fā)生的故障危害程度為CRxy，那么這三者間的關(guān)系可以表述為：CRxy=αxyβxyλxy。工作人員可以根據(jù)這一公式從理論上延伸，為整個(gè)數(shù)控機(jī)床故障危害程度研究工作帶來便捷。

二、國外數(shù)控機(jī)床的故障模式分析

近些年以來，隨著發(fā)達(dá)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展更新節(jié)奏不斷加快，國外數(shù)控機(jī)床也在不斷更新之中。因此也就更容易顯現(xiàn)出機(jī)器本身存在的缺陷與故障。其中德國研制的數(shù)控機(jī)床則一直處于世界先進(jìn)水平。

這兩種數(shù)控機(jī)床常常在實(shí)際工作中被應(yīng)用在同一生產(chǎn)線上，它們工作的連貫性、硬件條件、操作背景甚至使用人員都保持一致。這樣可以有效的保證對比分析工作的公平、公正性。

與國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的故障模式分析一樣，國外的數(shù)控機(jī)床也需要通過現(xiàn)場試驗(yàn)與跟蹤、故障模式的分布、故障部位具體分析、故障原因的分析、故障危害度分析這五大方面來進(jìn)行考量。

三、兩大類數(shù)控機(jī)床的故障模式對比分析

隨著科技不斷的進(jìn)步，工作人員對數(shù)控機(jī)床故障分析方面的工作重視程度也在不斷提高，但始終只關(guān)注在可靠性方面的評估，有關(guān)于故障模式、機(jī)理的理論分析工作還不充分，尤其是關(guān)于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與外國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的對比研究工作幾乎沒有記錄。因此，工作人員現(xiàn)階段工作的重心就是選擇具有代表性的外國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)與跟蹤，通過一定的方式與方法，找到造成國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床發(fā)展不均衡的故障原因，并加以借鑒改正，以促進(jìn)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的健康發(fā)展。具體而言，兩大類機(jī)床的不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在這幾個(gè)方面。

（一）故障模式的不同。我們已經(jīng)知道故障模式大多可以分為松動(dòng)型、失調(diào)型、堵塞（滲漏）型、功能型、狀態(tài)型、損壞型、工藝型與其他型這類。外國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床故障模式主要集中在損壞型、功能型、失調(diào)型這三種；而國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床在交付使用者使用之后，這類故障模式都會逐漸的顯現(xiàn)出來，并且涵蓋了數(shù)控機(jī)床的所有子系統(tǒng)。

（二）故障率的不同。經(jīng)過長期的現(xiàn)場試驗(yàn)與跟蹤，工作人員發(fā)現(xiàn)，在數(shù)控機(jī)床與相同環(huán)境中長時(shí)間使用時(shí)，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的次數(shù)與頻率都要明顯高于外國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，特別值得注意的是國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的故障原因中還包含這相當(dāng)大一部分的人為因素。

（三）造成故障的原因不同。通過對調(diào)查研究數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，工作人員發(fā)現(xiàn)在眾多的故障缺陷中，國外產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的故障原因均為偶發(fā)因素；而國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床則是由外購零配件質(zhì)量原因、安裝調(diào)配技術(shù)原因、制造設(shè)計(jì)理念原因造成的。并且這些因素會使早期故障帶到用戶中，甚至嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床制造商的聲譽(yù)。

總而言之，本文通過對國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與外國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在故障模式與危害度方面的影響狀況進(jìn)行了有力的對比與分析，正確揭示了國內(nèi)外產(chǎn)的兩大類數(shù)控機(jī)床在故障量、故障率、故障分布、故障模式影響以及故障帶來的危害度這五大方面的差異，并且及時(shí)發(fā)現(xiàn)了國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床常見的故障部位與表現(xiàn)形式，指出了國內(nèi)外產(chǎn)兩大類機(jī)床故障方面極大差異的產(chǎn)生原因，努力為國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床及時(shí)研發(fā)相應(yīng)的改進(jìn)措施，促進(jìn)其快速、穩(wěn)定、健康的發(fā)展。

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