前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇數控加工中心范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞: 數控技術;應用專業;實訓中圖分類號:G718文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2014)10-0274-01目前,我國制造業對既掌握數控技術又熟練數控編程、加工操作的中等職業畢業生需求越來越大,由于數控技術發展日新月異,教學內容與生產技術水平總是存在著滯后教學經費投入的不足.限制了實驗、實訓設備及數控應用軟件的投入與更新。為了滿足社會對數控技術應用型人才的需求,更為滿足我校畢業生的需要.我們對現有的教學計劃進行了相應的調整:我校數控技術應用專業學制為三年,前兩年在校學習理論知識、到校實訓中心接受實驗、實訓,在理論學習期間,特開設了《車工工藝學》、《數控加工技術》、《數控編程與設備》、《公差測量與技術》、《機械制圖》等十幾門專業課和專業基礎課,使學生的知識結構更趨于合理,為實訓作了很好的鋪墊,夯實了基礎。后一年到企業頂崗實習,為更好地向企業輸送合格的數控人才,把實訓分四個階段,以鞏固和深化理論知識,提高和完善操作技能。
第一階段:普銑實訓
這一階段是學習數控銑床不能逾越的過程。學生在普通銑床上實習、練習對刀,熟練操作銑床,從加工平面、外輪廓、內輪廓、內槽開始,逐漸接觸到螺紋各部分的尺寸計算和加工,曲面的加工.在這一過程中深刻理解刀具對切削加工精度和表面粗糙度的影響,進一步認識切削三要素Vc、ap、F在加工中的相互關系及其對工件質量的影響,掌握銑床的加工方法。掌握切削的有關計算、熟練掌握其他使用方法,合理地選擇工件的定位基準,安排加工工藝過程。同時還須讓學生知道只有完成這一階段的實訓任務,將來才有可能在數控銑床上所編制的加工程序更為合理和實用。
第二階段:仿真實訓
第一階段的實訓后,對學生進行技能考試。操作達到要求的學生到計算機房進行數控仿真軟件的練習,同時也能促進未選中的學生努力練習,激發他們的學習興趣和競爭意識。首先讓學生熟悉仿真機床的操作面板和錄入面板明確每個按鍵的功能,建立工件坐標系的方法,如何選擇刀具、設置刀補、詳細地講解每個過程。
在編程銑削平面時.可用兩種方式:(1)在輪廓線的延長線上找出下刀的安全點(P點),讓刀具沿著工件的刀具半徑方向切入(建立刀具半徑補償G41/G42)和切出(取消半徑補償G40),用G01直線插補完成切削加工;(2)在工件輪廓上垂直下刀,法向方向切入和切出(通過坐標點的偏移值),用G01直線插補完成切削加工。同時讓學生比較哪種方式更為簡單和實用。
在孔加工中,通過對這些固定循環指令的使用,可以在一個程序段內完成某個孔加工的全部動作(孔加工進給、退刀、孔底暫停等),從而大大減少編程的工作量。G81指令常用于普通鉆孔,刀具在初始平面快速(G00方式)定位到指令中指定的X、Y坐標位置,再Z向快速定位到R點平面,然后執行切削進給到孔底平面,刀具從孔底平面快速Z向退回到R點平面或初始平面。G82指令在孔底增加了進給后的暫停動作,以提高孔底表面質量,如果指令中不指定暫停參數P,則該指令和G81指令完全相同,該指令常用于锪孔或臺階孔的加工。所以,學生要掌握各自的加工特點及適用范圍,并根據工件的加工特點和工件要求的精度,正確靈活地選用這些切削循環指令,然后編制加工程序,并自動加工。
第三階段:數控加工實訓
在數控仿真軟件加工出合格工件的同學先到數控加工中心上進行編程加工。由于仿真軟件和數控加工中心是同一個界面,學生短時間內可熟練操作機床,但需注意以下幾點。(1)要根據工件的材質,選用刀具,刀具的參數設定也不相同。經過普銑的實訓,這將不是難題。(2)學生編制的程序要先經過圖形模擬加工,程序正確后再進行對刀加工。(3)在首件加工中合理使用程序暫定MOO指令,在精加工前對工件進行測量.看是否需要調整刀具半徑補償參數,最后加工出合格的工件。(4)重點突出典型零件的工藝分析,裝夾方法的選擇、程序編制,調整加工和檢驗,如果有缺陷,應找出原因并修正。遵循由易到難、由簡單到復雜、由單項到綜合這一過程,重視在實踐教學中培養學生的實踐能力和創新能力。
對學生加工的工件,按小組進行互評。學生都有好勝心理,會對對方的工件一絲不茍地檢查,不放過任何一個細節。最后教師根據實際情況給出綜合性的評價,或者讓學生保存自己滿意的作品,激發學生的興趣。學生的學習效果非常明顯。如此,學生能全面了解數控加工的全過程,深刻理解加工原理、機床工作過程、編程方法及制訂工藝的原則。能夠對數控機床加工中出現的常見故障予以解決,對將來從事數控工作上手快,操作規范。更具備解決問題的能力。
第四階段:總結提高
老師和同學共同探討實訓經驗及實踐教學中遇到的問題。由于實訓內容較多,機床種類全,學生在短時間內既要掌握機床的操作,又要對復雜零件進行合理的工藝安排和準確地編程加工,現場講解具有局限性。將工藝分析及基本編程內容制成課件,能方便學生掌握和復習,多年來的實踐證明這是行之有效的方法,優化實訓的效果。數控實訓教學過程:普銑加工-仿真數控軟件-數控機床加工,這幾步走的教學方案能最大限度地發揮教學資源的使用性和經濟性,盡可能避免事故的發生,縮短機床的人均占有時間,提高機床的利用率和使用壽命,如果能結合實際生產,其教學效果將更顯著。參考文獻:
目前,數控加工中心在制造業中起到舉足輕重的作用,早已成為各個工業領域不可或缺的必要裝備,數控加工中心的產生與發展,更是制造高質量、高效率、高一致性產品的有力保障。隨著國內數控加工中心的迅速發展,數控加工中心逐步出現故障高發時段。然而,目前的數控維修工作混亂無序,根本不能適應數控行業快速發展的步伐。因此,如何更好的使用數控加工中心是一個很重要的問題。
【關鍵詞】
加工中心;故障診斷;維修
數控加工中心是集合了計算機數字控制技術、可編程控制技術、伺服控制技術、機械傳動技術、氣動及液壓技術的一體化產品。隨著我國機械制造行業的不斷發展,數控加工中心因其在精度、柔性化、效率等方面的優良特性,已經在加工領域獲得了廣泛的使用,因此對數控機床的使用和維修提出了迫切的要求。本文根據日常機床維修中所見到的維修案例進行分析,總結出有效的維修方案,下面介紹數控銑床的典型故障診斷與維修案例。
1數控加工中心的組成
數控機床一般由輸入輸出裝置、數控裝置(或數控單元)、主軸單元、伺服單元、驅動裝置(或稱執行機構)、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、測量裝置組成。
1.1 數控裝置
數控裝置是數控系統的核心,這一部分主要包括微處理器、存儲器、邏輯電路及與數控系統其它組成部分聯系的接口等。
1.2 輸入輸出裝置
輸入輸出裝置主要用于零件加工程序的編制、存儲、打印和顯示或是機床的加工的信息的顯示等。
1.3 可編程控制器
可編程控制器主要完成與邏輯預算有關的一些動作,沒有軌跡上的具體要求,它接受數控裝置的控制代碼M(輔助功能)、S(主軸轉速)、T(選刀、換刀)等順序動作信息,對其進行譯碼,轉換成對應的控制信號,控制輔助裝置完成機床相應的開關動作,如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開關等一些輔助動作;它還機床操作面板的指令,一方面直接控制機床動作,另一方面將指令送往數控裝置用于加工過程的控制。
1.4 伺服單元和驅動裝置
伺服單元接受來自數控裝置的進給指令,經變換和放大后通過驅動裝置轉變成機床工作臺的位移和速度。
1.5 主軸驅動系統
主軸驅動系統和進給伺服驅動系統有很大的差別,主軸驅動系統主要是旋轉運動。現代數控機床對主軸驅動系統提出了更高的要求,這包括有很高的主軸轉速和很寬的無級調速范圍等,為滿足上述要求,現在絕大多數數控機床均采用鼠籠式感應交流異步電動機配矢量變換變頻調速的主軸驅動系統。
1.6 測量裝置
測量裝置也稱反饋元件,通常安裝在機床的工作臺或絲杠上,它把機床工作臺的實際位移轉變成電信號反饋給數控裝置,供數控裝置與指令值比較產生誤差信號以控制機床向消除該誤差的方向移動。此外,由測量裝置和數顯環節構成數顯裝置,可以在線顯示機床坐標值,可以大大提高工作效率和工件的加工精度。常見測量裝置有光電編碼器、光柵尺、旋轉變壓器等。
1.7 其他輔助裝置
刀庫是加工中心機床的關鍵部件之下,在加工中心機床中用來儲存和運送刀具。在加工過程中進行換刀時控制系統選定刀具后,刀庫必須把選定的刀具運送到特定的位置準備由機械手取刀具或機床的主軸直接取刀。機械手是加工中心換刀機構的核心部件。換刀時機械手在機床主軸(或刀架)與刀庫之間,執行新舊刀具交換的任務,在一個換刀程序中要完成抓刀、拔刀、交換(新舊刀對調)裝刀,復位等動作。
2數控加工中心常見故障及排除方法
案例1:一臺進口臥式加工中心,開機時屏幕一片黑,操作面板上的NC電源開關已按下,紅、綠燈都亮,查看電柜中開關和主要部分無異常,關機后重開,故障一樣。
故障分析:經查,確定其電源部分無故障,各處電壓都正常,仔細檢查發現數控系統有多處損壞,在更換了顯示器,顯示控制板后屏幕出現了顯示,使機床能進入其它的故障維修。
案例2:XHK716立式加工中心,在安裝調試時,CRT顯示器突然出現無顯示故障,而機床還可繼續運轉。停機后再開,又一切正常。
故障分析:采用直觀法進行檢查,發現每當車間上方的門式起重機經過時,往往就會出現優故障,由此初步判斷是元件連接不良。檢查顯示板,用手觸動板上元件,當觸動某一集成塊管腳時,CRT上顯示就會消失。經觀察發現該腳沒有完全插人插座中。另外,發現此集成塊旁邊的晶振有一個引腳沒有焊錫。將這兩種原因排除后,故障消除。
案例3:主軸在強力切削時停轉
故障分析:電動機與主軸連接的皮帶過松,移動電動機座,拉緊皮帶,然后將電動機座重新鎖緊,皮帶表面有油,用汽油清洗后擦干凈,再裝上,皮帶使用過久而失效,更換新皮帶,摩擦離合器調整過松或磨損,調整摩擦離合器,修磨或更換摩擦片。
案例4:刀具不能夾緊
故障分析:蝶形彈簧位移量較小,調整蝶形彈簧行程長度,刀具松緊彈簧上的螺母松動,順時針旋轉松夾刀具彈簧上的螺母使其最大工作載荷不得超過13kN。
案例5:加工中心換刀時主軸定位不準
故障分析:主軸每次定位完后都不在同一位置,定位參數重新設置后,用M19重新定位后,還是不準。檢查系統參數都沒問題,當檢查主軸同步帶時,發現同步帶磨損嚴重,帶齒被磨完,把主軸電機卸掉,重新更換一條同一型號的同步帶,故障解決。
案例6:TH42160龍門加工中心自動換刀時刀鏈運轉不到位,刀庫就停止運轉,機床報警。
故障分析:由故障報警知道刀庫伺服電動機過載,檢查電氣控制系統,沒有發現什么異常。可以假設:刀庫鏈內有異物卡住;刀庫鏈上的刀具太重;不良。經過檢查排除了上述可能。卸下伺服電動機,發現伺服電動機不能正常運轉,更換電動機,故障排除。
3結語
目前在我們國家數控技術正迅速向各工業部門滲透,隨著電子技術的發展,數控技術在國民經濟中的地位也就隨之提高,作為一名數控系統維修技術人員,就應該不斷地學習和掌握新的知識與技術,尋找新的維修診斷的方法和手段,為推動數控系統維修技術的發展做出應有的貢獻。
參考文獻:
[1]孫偉.數控設備故障診斷與維修技術.北京國防工業出版社,2008
關鍵詞:加工中心 軌跡仿真 實踐教學
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)008-190-02
1 引言
數控技術及裝備,是發展高新技術產業和尖端工業的基本技能技術和最基本的裝備。隨著我國由“制造大國”向“制造強國”的轉型,數控加工中心在先進制造技術領域中得到了越來越廣泛的應用,社會對高素質技術人才的需求也不斷發生變化。了解先進制造技術的發展現狀,掌握先進制造裝備的編程、軌跡仿真和加工技術原理將成為工科院校畢業生所必備的專業知識。
2 數控加工中心實踐教學現狀
美國的高校一直以來都對實踐教育給予了足夠的重視,在全面開展系統化的理論課程同時,倡導開放型與實踐性,讓學生通過實踐提高創新能力。國內高校也深刻地認識到人才市場需求的變化,加大投入購買了一些先進的加工中心設備。加工中心作為數控技術發展的終端,具備提高學生掌握更加復雜的數控加工工藝、加工能力和編程方法,進一步了解更先進的數控設備和制造技術發展趨勢的優勢。然而,加工中心在國內高校的實踐教學中卻未能起到其應有的作用,主要問題在于:(1)設備昂貴,維護成本高。現行的實踐教學方式需要多臺加工中心設備才能達到教學效果,而目前三軸的加工中心動輒百萬以上,使的大部分教學單位無力承擔。(2)人均占有設備數少。雖然國內很多高校都引進了加工中心,但大多未形成設備群,單一種類至多1-2臺,對于每個班級至少20人進行實踐教學則無法實現。(3)操作安全性差。加工中心操作復雜程度高,學生實際操作經驗不足,出現誤操作的可能性大,對于人身和設備都存在安全隱患。
這些問題使得加工中心在工程訓練實踐教學中受到限制,如何在工程訓練實訓中擴展加工中心的實踐課程、利用現有資源突破加工中心教學課程的瓶頸,使學生了解更先進的數控設備和制造技術的發展趨勢,掌握更加復雜的數控加工工藝、加工能力和編程方法,成為工科院校實踐教學亟待解決的問題。
3 軌跡仿真在數控加工中心實踐教學中的應用模式
加工中心實訓的目的是使學生在機械類課程學習和數控加工實訓的基礎上,進一步鍛煉學生的先進加工技能、機械加工中工藝規程制定、程序編制、切削工藝性、刀具種類等綜合專業知識。本文擬充分利用工程訓練中心現有的4套美國HASS加工中心數控系統和1臺美國HASS三軸立式銑削加工中心(如圖1所示),開展數控加工中心實踐教學中手動編程、軌跡仿真、實操訓練等教學模式探索。
加工中心數控實踐教學以專業技術應用為主線,圍繞這條主線設置課程、確定教學內容、形成教學體系組織教學。理論課程體系的教學,在密切結合專業實際需要和應用范圍的前提下,使學生掌握必需、夠用的理論知識;實踐課程體系教學主要以基本技術和工藝技能熟練為重點,培養學生對先進技術的應用能力和素質,兩者有機結合,共同圍繞主線展開教學。
3.1 加工中心編程基礎訓練
編程講解與實際操作相結合,在加工中心實際加工模塊中編程的講解是必須的,也是首先要做的。但同時這種實訓中的編程講解又與理論課中的編程講解不一樣,實訓中的編程講解針對實際使用的設備和系統,有很強的可操作性。利用現有的4套HASS加工中心數控系統和1臺立式銑削加工中心,可使5組同學每組2-3人分別在HASS數控系統邊學習邊演示,使學生對所學知識有直觀的驗證,從而加強學生的理解和實際運用能力,使學生熟悉加工中心編程特點,掌握常用的編程G代碼,熟悉加工中心的工作原理。
3.2 手動編程與加工軌跡仿真實踐
設置具有典型工藝特征的零件作為數控軌跡編程對象,充分利用加工中心工序集中、自動換刀功能的特點,零件應具有鉆、銑等多種加工工藝特征和粗、精加工等多種工藝過程。利用現有數控系統采用手工編程方法,實現零件的工藝規程的制定和數控軌跡編程。
采用數控系統自帶的軌跡仿真模塊對程序進行仿真,驗證數控軌跡的正確性。這樣既使學生綜合鍛煉了機械制造的基礎知識,掌握了加工中心的技術特點,同時也避免了實際加工中因程序設置不當或操作不當而帶來的危險。學生可在數控系統中多次對編制的程序進行修改、仿真,最終形成可行的加工軌跡。
3.3 數控軌跡加工驗證實踐
在加工中心編程基礎訓練和加工軌跡仿真訓練的基礎上,對于在仿真模塊修改好的典型零件加工程序,可在指導教師審核后,在實際的加工中心中以石蠟或PVC為坯料,開展典型零件的樣件加工,充分體現加工中心所獨有的工序集中、高效率、高精度的加工過程,使學生理論聯系實際,切實掌握機械制造技術。
在培養加工中心數控技術專業技能過程中,通過典型零件的設置,綜合運用理論知識對零件的加工進行合理的工藝編排,并通過軌跡仿真對編程進行修定,最終通過樣件的加工對理論知識進行驗證。這種教學模式有利于學生實踐能力與創新能力的培養,提高了教學效率和效益。
4 結論
本文以“編程技術――加工工藝制定――軌跡仿真――樣件加工驗證”的課程體系設計思路,優選典型的體現加工中心技術和機械制造工藝的零件,通過合理安排教學內容,探索加工中心在實踐教學中的應用模式,使學生更好的了解先進制造技術的現狀、特點,并初步掌握加工中心加工的基本技能。
(遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目“基于綜合性工程素質培養的工程訓練教學內容改革與實踐”資助)
參考文獻:
[1] 宋春華.數控技術的現狀及發展趨勢[J].裝備制造技術,2011(3):114-117.
1 工藝流程
為降低轉向架加工成本、保證加工質量,加工時需要在加工中心工作臺上進行定位夾裝。為此將其加工工藝流程做出如下安排:
(1)加工底板和定位基準孔
為確保轉向架底板上10個φ22mm通孔之間的位置和尺寸精度,在焊接耳板前使用鉆模加工。中部2個φ22mm通孔作為底板與夾具配合的定位基準孔。為提高底板與夾具之間的定位精度,這2個φ22mm孔采用鉆、鉸方法加工。
(2)焊接和加工耳板
4個耳板預加工孔的直徑是為70mm。為提高耳板之間的軸向尺寸精度和耳板上φ70mm預加工孔的同軸度精度,與轉向架底板焊接時采用心軸定位,然后在加工中心上,將耳板上φ70mm預加工孔加工到設計要求的φ80mm成形孔。
(3)配備專用夾具
為提高轉向架加工效率和精度,其專用夾具要達到加工時所需的剛性要求,并且可以實現快速夾裝和定位。
2 夾具結構
在夾具設計上我們遵循以下4個原則:一是定位精度高,夾緊牢固可靠,具有足夠的剛度;二是要適合小批量多品種的生產特點,盡量采用孔系或槽系組合夾具、拼裝式快速調整夾具;三是要進行碰撞校驗,防止在自動化加工過程中,由于進、退刀或變換工位,使刀具與夾具部件相撞;四是必須慎重選擇夾具支撐點、定位點和夾緊點,壓板的夾緊點要盡量靠近支撐點,以減少夾緊變形。按照上述原則設計的轉向架專用夾具結構如圖3所示。
該夾具采用“一面兩銷”定位原理。使用時,首先將夾具底板1固定在工作臺上,轉向架底板上2個定位孔與夾具上的2個定位銷7、9(圓柱、菱形各1個)配合,從而將轉向架在機床上X、y、Z位置坐標限制死。其次鎖緊4個壓板的螺母(每個壓板有3處螺母),使壓板3壓緊轉向架,至此完成定位夾裝。最后擰緊限位塊6上緊固螺釘,以增加工件抵抗軸向切削力的作用。
考慮到夾具制作成本和互換性要求,在該夾具的設計上采用了模塊化結構,各零件之間采用螺栓、螺釘拼裝。
(1)夾具底板結構
加工中心工作臺一般有2種結構,一種是螺紋連接,一種是T型槽連接。無論何種連接結構,為實現夾具與機床工作臺快速裝配,夾具底板的形狀、尺寸應盡可能與機床工作臺一致,這樣夾具可以快捷方便地找正與工作臺之間的相對位置,從而有利于提高夾具的裝夾效率和定位精度。
此外,在批量生產過程中,一些緊固件、定位件如雙頭螺栓、定位銷等容易磨損,與其配合的螺紋孔、銷孔也容易損壞。為此,上述零件與夾具底板連接部位設計為圖4、圖5所示的結構。
圖4所示為緊固件連接結構,雙頭螺栓一頭連接在夾具底板上,另一頭通過鎖緊螺母壓緊壓板,起到固定轉向架的作用。若將雙頭螺栓直接連接在夾具底板上,在轉向架壓緊和切削過程中,雙頭螺栓與夾具底板連接處螺紋部位將受較大的緊固力和切削力,在上述組合應力的作用下,雙頭螺栓及夾具底板上的螺紋孔容易產生損壞。
雙頭螺栓成本較低,其損壞后可迅速更換;但是夾具底板尺寸大,造價高,其螺紋孔一旦發生破壞,將可能導致其報廢,造成較大損失。為此,在夾具底板與雙頭螺栓之間增加連接定位座,并用4個內六角緊固螺釘將其固定在夾具底板上。雙頭螺栓與連接定位座上的螺紋孔相連接,即使連接定位座上的內螺紋孔損壞,只需將其更換新件,夾具底板即可繼續使用。
圖5所示為定位銷與夾具底板連接結構,定位銷插入夾具底板上的定位銷孔中,定位環套在定位銷上后用內六角緊固螺釘固定在夾具底板上。為防止拆裝轉向架時將定位銷帶出,定位銷一側加工出1個缺口,在定位環的一側擰入1個定位銷緊固螺釘,卡在定位銷缺口處,就可防止定位銷被帶出底板銷孔,這樣定位銷就與固定在夾具底板上了。
定位環的作用一是增加了定位銷與底板上銷孔的配合長度,二是起到固定定位銷的作用。需要更換定位銷時,只需要松開定位銷緊固螺釘,拔出定位銷即可,此種結構實現了定位銷的快速裝夾和更換。
(2)壓板結構
由于壓板使用比較頻繁,壓緊部位較易磨損,容易降低壓緊和固定工件的效果,若整個更換則不經濟,因此,可將壓板設計為如圖6所示結構,由壓板本體和小壓板組成,兩者采用內六角緊固螺釘固定在一起,為提高耐磨性,小壓板可采用耐磨材料制造,當小壓板磨損后,更換小壓板即可。
3 加工工藝
夾具固定在工作臺上后,由于轉向架與夾具之間采用了“一面兩銷”定位方式,重復定位精度非常高。加工時只需要找正首件轉向架坐標系的X、y、Z坐標值,輸入到機床OFFSET中的工件坐標系中,加工下一個轉向架不再需要校正,夾裝好后執行程序指令即可進行各孔加工。
轉向架φ80mm孔的加工分為粗、精2個工序。一般情況下,加工其4個耳板孔時可采用直鏜的工藝方法(即工作臺不換位)。此工藝方法由于采用同一個坐標系和同一主軸坐標,消除了工作臺回轉的精度誤差,因此可以確保4個耳板孔獲得很高精度的同軸度。
但是由于4個耳板軸向間距較大,采用直鏜工藝方法使刀具加長,加工過程中刀具剛性變差,切削振動加大,反而影響4個耳板孔的加工尺寸精度和形位精度。若采用阻尼減振刀桿,則由于采購成本太高、刀桿最大長度受孔徑影響、小直徑孔不適合采用等因素,一般很少采用。
為此轉向架的4個φ80mm孔可采用低成本刀具,先加工相鄰2個耳板孔,然后將工作臺回轉180°,再加工另外2個耳板孔。由于夾具與工件之間的定位精度較高,且加工中心工作臺回轉精度也較高,因此可滿足工件同軸度精度需要。
4 刀具選用
耳板材料為Q235A,為提高加工效率,保證加工精度,降低加工成本,粗鏜刀可選用國產機夾式刀具,以達到用較低成本的刀具切除大余量的目的。精鏜刀可選用韓國或臺灣地區所產的刀具,以滿足精鏜后孔的加工精度和加工效率要求。
刀具上的刀片選用涂層刀片,其斷屑效果較好,可以避免產生的長切屑刮傷工件已加工表面,并可減少對機床運屑器的影響。刀具使用前,先采用對刀儀進行刀長檢測,并將刀長數據輸入到數控系統OFFSET內刀具補償值中。
5 切削用量
由于材料較軟,粗加工時,在工藝系統剛性和機床功率允許的情況下,盡可能選取較大的切削深度和較高的進給量。由于該工件單邊加工余量為5mm,粗鏜孔時切削深度可定為4.5mm,主軸轉速為200~300r/min,主軸移動速度為200mm/min。
精加工時為了獲得較好形位精度和表面粗糙度,切削深度應小一些,可定為0.5mm,主軸轉速可適當提高定為300~450r/min,主軸移動速度減小為100~150mm/min。
6 程序編制
關鍵詞: 數控機床 整機調試 機床精度 故障分析
1.引言
數控五坐標加工中心機床是數控機床中較為復雜的一類機床,機床的精度要求很高,當機床出現大修、搬遷、初調等情況時,都要對機床進行整機調試,以保證機床的加工精度。但有些機床并無通用性的機械、電氣調試流程。在此以意大利藍堡蒂公司生產的五坐標立式加工中心-RAMMATIC1201機床為例,通過總結多人的維修實踐經驗,簡述藍寶蒂機床整機調試方法。
此機床采用西門子840D控制系統,機械主軸最高轉速6000RPM,,工作臺為4500*1250,A、B坐標軸最大行程± 30°,可實現五軸聯動,由于機床結構復雜,定義了大量的系統參數、伺服參數和用戶參數,PLC程序繁瑣,給機床的維護維修和調試帶來很大難度。
2.藍堡蒂機床電氣調試技術
2.1通電前機床電氣檢查
CNC控制箱檢查:檢查各類模塊的插頭、插座、總線、母線是否松動、脫落。
接線質量檢查:檢查各類接線端子,每個端子都要用工具緊固一次。
電磁閥檢查:各類電磁閥都要用手推動數次,以防止長時間不通電造成的動作不良,如發現異常應做好記錄,以備通電后確認修理或更換。
限位開關檢查:檢查開關位置和接線方式,電纜外皮是否正常。
接地線檢查:要求有良好的地線,測量機床地線,接地電阻不能大于1Ω
電源相序檢查:用相序表檢查輸入電源的相序,確認輸入電源的相序與機床上各處標定的電源相序應絕對一致。
2.2 機床總電壓的接通
在通電前將電器柜內所有的安全保護空氣開關處于斷開狀態,然后接通機床總電源,檢查進線380V電源是否正常,接下來一步一步推上各級空開,直至機床全部上電,如果出現異常,按照機床電氣圖紙查找被控制元件,分析故障原因,查找故障源頭。
2.3 CNC電箱通電
接通CNC電源,觀察屏幕顯示,直至出現840D正常畫面根據有關資料上給出的測試端子的位置測量各級電壓,有偏差的應調整到給定值,并做好記錄將狀態開關置于適當的位置,選擇到參數頁面,核對參數將狀態選擇開關放置在JOG位置,將點動速度放在最低檔,分別進行各坐標正、反方向的點動操作,同時用手按與點動方向相對應的超程保護開關,驗證其保護作用的可靠性,然后再進行慢速的超程試驗,驗證超程開關安裝的正確性將狀態開關置于回零位置,完成回零操作進行手動變檔試驗,驗證后將主軸調速開關放在最低位置,進行各檔的主軸正、反轉試驗,觀察主軸運轉的情況和速度顯示的正確性,然后再逐漸升速到最高轉速,觀察主軸運轉的穩定性進行手動導軌試驗,使導軌有良好的逐漸變化快移超調開關和進給倍率開關,隨意點動進給軸,觀察速度變化的正確性。
3.藍堡蒂機床機械部分調試技術
3.1觀察有無漏油,特別是液壓站單元的電磁閥和相關油路,如有漏油應立即停電修理或更換。
3.2油壓的調整:液壓變速、液壓拉刀等機構都需要合適的壓力,油泵工作后調整油壓,一般壓力在12Mpa。
3.3自動的調整:數控銑床大多采用自動定時定量站供油,開動機床前檢查一下油泵是否按規定的時間啟停。
4.藍堡蒂機床調試過程中精度分類及檢測方法
4.1幾何精度
項目:幾何精度包括直線度、垂直度、平面度、平行度等。
工具:ML10激光干涉儀、直線度光學鏡、垂直度光學鏡、平面度光學鏡、和角度鏡組件。
特點:可采用自動數據采集及分析,精度高,測量范圍大。特別是蕾尼紹直線度光學鏡改善了調光的復雜程度。
4.2定位精度的檢測及其自動補償
項目:重復定位精度和位移精度。
工具:ML10激光干涉儀、線性光學鏡。
特點:用此ML10激光干涉儀能自動測量機器的誤差,而且可以通過RS232接口自動對線性誤差進行補償,還可最大限度地選用被測軸上的補償點數,使機床達到最佳精度。
4.3工作精度檢驗
項目:兩軸聯動誤差檢測。
工具:QC10球桿儀。
特點:QC10球桿儀是一種快速(10-15min)、方便和經濟的檢測數控機床2軸聯動性能的儀器,可用于取代工作精度的NAS試件切削。加工工件補償前形狀如圖1所示,補償后形狀如圖2所示。
5.藍堡蒂機床調試中出現的問題及解決方案
5.1機床運動時振蕩的消除方法
此機床在接入全閉環后Z軸曾出現振蕩現象,在機床停止或加/減速過程中出現抖動。全閉環控制時消除振蕩的方法可按下面步驟進行:降低位置環增益參數MD1409,設定時在標準設定值的基礎上適當降低并觀察。其原理方框圖見圖1所示:
減小振蕩方法:
5.1.1降低位置環增益
5.1.2.設定前饋控制功能有效,減少伺服電機運行中的速度偏差。
③增加伺服環增益。
5.2加工零件表面光潔度異常
5.2.1先檢查主軸,把芯棒(Φ50)放入主軸錐孔內,用百分表進行檢測,先把百分表頂到芯棒的底部,旋轉主軸觀察軸向竄動是否太大,把百分表頂到芯棒側部,旋轉主軸觀察徑向跳動是否太大,如果徑向或軸向間隙大,把主軸拆下后,檢查預緊主軸軸承的鎖緊螺帽是否松動,如果松動重新預緊螺母,還要檢查主軸軸承是否損壞。
5.2.2檢查工作臺是否因反向間隙產生抖動,打開工作臺的防護罩,使用百分表頂到絲母上設置0位,前進后退0.1mm觀察表的讀數是否回到0位,如果沒有回到0位,就說明了絲杠絲母有反向間隙,調整絲母中間墊片的厚度,觀察軸向位是否松動。電氣補償反向間隙在參數MD32450 backlash 中。
5.2.3松刀預緊不夠,檢查緊固拉刀疊簧的螺母是否松動,如果松動就會產生抓刀不緊,直接影響加工工件的光度,如果螺母太緊,就會產生抓不上刀或松不下刀,必須調整到合適位置。然后檢查疊簧片是否損壞,如果發現有損壞的必須更換疊簧片。
5.3 進給軸的屏蔽方法
在軸參數里,設MD31030和MD30240為0。在驅動配置菜單里,在相應軸模塊一項里設為“no active”即可,該軸就為設為虛擬軸,其相應的模塊和電機就可以去掉了,如果要恢復,把上面的參數該回原來的值即可。
6.結論
通過對這臺五坐標立式加工中心機床整機調試過程進行總結,我們得到了一套數控機床調試的簡易流程,可以在一定程度上解決一部分機床隱患,幫助維修人員判斷故障、解決故障,減少停機時間,達到機床正常、安全加工生產的目的。
參考文獻:
[1] 王愛玲 白恩遠編著 《現代數控機床》北京 國防工業出版社 2003年