前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的數控機械主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關鍵詞】公路工程;土建施工;數控機械技術;傳統機械技術;智能化;概況;功能;技術應用
隨著科學技術的不斷進步,數控技術與土建工程已經實現了密切結合,在國家有關政策與投資規模加大的基礎上,我國數控機械技術也得到了極大的發展,特別是在高端先進數控設備建設中,我國有關研究人員與國際數控方面相關專家建立了緊密聯系,利用合作和溝通,為數控機械技術發展提供可靠的保障。在科研人員的研究中,我國數控機械技術水平得到了顯著提升,并與工程建設充分融合。公路土建工程作為國民經濟增長的基本保障,將數控機械技術應用到公路土建施工中可有效提升工程建設質量,為公路事業發展、施工安全及經濟效益、社會效益提升具有重要意義。
一、數控機械技術的概況
數控機械施工是指通過智能全站儀實時動態控制或GPS內RTK技術,以此準確獲取施工機械三維位置及狀態,通過定位系統及不同傳感器進行信號發送,及時記錄傳感器顯示數值,對數字化三維設計基準模型與當前機器三維位置狀態信息,以圖形、數值及聲音信號等多種方式指示機械工作部件及目標工作面的相對位置,引導操作員自動控制鏟刀精確施工。
數控機械施工通過三維設計圖模型、現場定位、數據采集體系及數控控制系統等平臺的建立,并融合使用雙向通信及施工場地信息資源的整合,可打破時間、空間局限,對于單臺、多臺及全部施工機械進行實時管理及精準控制模式。在公路土建施工中,將平地機、推土機、壓路機等機械上安裝數字控制系統組成數控設備,并在開挖土石方、平整場地等環節得到了廣泛地應用。
二、公路土建施工中數控機械技術的功能
公路工程作為國民經濟增長的根本保障,只有在全面完善公路網規劃,推進國家公路網建設的前提下,才能形成布局合理、層次清晰、功能完善、權責分明的干線公路網絡。隨著社會主義市場經濟的不斷發展,我國公路土建工程事業發展也取得了不錯的成績。作為公路土建工程施工的重要技術之一,數控機械施工是否符合施工要求,對其發展具有至關重要的作用。
1、機身位置識別技術
土建機械位置識別技術是指機械設備具備自動辨識自身所處位置的能力,現階段選用的方式主要有2種:內部位置識別方式及外部位置識別方式,機械行駛路徑數據檢測可選用內部位置識別方式運用速度傳感器配合回轉式角傳感器進行施工,隨后按照運動、方位變化情況,向計算機中心反饋測得的數據,以此取得設備所在位置數據。通過該技術功能的應用,可以有效提升施工的質量。
2、位置誘導機能
位置誘導機能是作業實施過程中機械設備遵循已經設置的工作程序進行施工,并將機身位置識別系統反饋數據作為依據,對和已設置工作程序存在偏差的閉環控制技術進行適時校準、消除,在作業過程中土建機械如與確定途徑存在偏差,機械設備啟動自動復位功能可向確定途徑進行最大限度地恢復,該系統可確保設備在位置、速度及方向上對其存在的偏差進行及時改正。
3、作業對象識別與評價技術
作為實現土建機械自動化的重要保障,識別與評價作業對象技術的應用,可判斷機械作業方式,并對其運行狀況起到決定作用。作為數控機械施工的重要功能,在作業對象識別、評價技術對土建施工具有良好的效果。
4、安全保障機能
伴隨公路建設規模的不斷擴大,公路土建作業,選用的施工設備種類較多,為降低施工難度,公路土建工程數控機械施工必須充分結合工程實際施工情況,選用科學有效的安全保障設備,確保多臺設備正常運行,降低施工事故風險。
三、公路土建施工中數控機械技術的應用
社會經濟的發展,推動了科學技術的進步,促使數控機械技術在各行業得到了廣泛地運用。在該技術運用過程中,可對行業現代化水平進行間接反映。公路土建工程施工中,通過數控機械技術科對工程實際標高、坡度及平整度等進行確定。因土方機械具有不同性能,機械操作水平也存在極大的區別,這種情況下,將加大操作隨機性,導致工程建設存在大量質量問題,數控機械化施工技術的應用,不僅可以降低工程成本,減少資源浪費,更為提升施工進度,幫助施工企業樹立良好的形象。本文通過傳統機械化施工與數控機械化施工分別對某公路工程路段(2段200米)進行了分析,兩種施工方式的施工特點如表1所示。
表1 數控機械化施工和傳統機械化施工特點
在分析傳統機械及數控機械施工數據后,與傳統機械施工均方差相比,數控機械施工數據均方差為其1/5以下。如選用全幅路基(400米)段進行施工,選用數控機械技術,可半天完成;選用傳統機械技術,一天可結束施工。
為實現無樁化作業,數控機械的選擇,僅需要一個測量人員準確輸入或收集路基外形參數,不需要測量員、護樁員的輔助,避免現場人員過多給機械作業造成影響,造成安全事故的產生,同時也可以節省大量人工費用。據相關數據(表2)顯示,相比傳統機械施工,數控機械施工人工費可節省70%以上,由此可見,在交通工程建設水平不斷提升的同時,數控機械技術作為公路土建工程建設的重要組成部分,其技術水平的高低將直接影響到工程施工的整體質量,甚至影響到公路事業的可持續發展。
表2 傳統施工模式與數控施工模式人工費計算表
四、結束語
綜上所述,數控機械技術作為一項全面化新型技術,在公路建設中數控機械技術正逐漸向智能化、信息化、自動化及高效率的方向發展。數控機械技術運用中,智能特性的發揮,可通過計算機等系統對公路建設過程中檢測的數據信息進行收集、存儲及完善,并利用故障診斷系統,完善自診斷故障監控能力。在數控機械技術發展的同時,更能為公路土建工程提供技術支持,更能推動公路建設事業的快速發展。
參考文獻:
[1] 李佳民. 數控機械在公路施工中降低誤差的應用[J]. 公路交通科技(應用技術版). 2014(12)
關鍵詞: 數控機械加工示范專業建設 基本思路 建設措施
一、數控機械加工示范專業建設的基本思路
(一)以數控機械加工技術應用能力和基本素質培養為主線,建立中職人才的知識、能力和素質結構。
1.高級數控機床操作工崗位職業能力。
(1)識讀和繪制工程圖能力。
(2)工藝準備能力。
制定加工工藝過程的能力,合理選擇刀具與使用刀具的能力,夾具準備與簡單夾具設計能力、構件受力分析能力,合理選擇切削用量能力。
(3)數控加工編程能力。
(4)數控加工能力。
(5)工件質量檢驗能力和誤差分析能力。
(6)數控機床維護保養與一般故障診斷能力。
2.崗位所需的基本素質
(1)有正確的人生觀、價值觀。
(2)良好的人文素質。
(3)良好的職業道德和敬業精神。
(4)具有健康的體魄。
3.圍繞職業能力、基本素質確定課程體系
針對培養目標,設置課程與活動,通過教學與活動,獲得相應的崗位所需的基本素質與職業能力,職業能力與支撐課程、基本素質與養成條件見圖1、圖2。
(二)建立與專業培養目標相適應的理論教學和實踐教學體系。
以培養學生職業能力為中心,合理安排理論教學,突出實踐性教學。
數控機械加工專業學制為五年。為了加強學生的操作技能訓練,在教學中實訓課和理論課的教學時間比例為1∶1左右。第一至第三學期主要安排文化基礎課學習;第四至第期進行專業課與技能實訓課輪換交叉學習,完成高級技校教學計劃規定的各專業的理論課,同時通過相應高級工職業資格等級鑒定;第九、十學期安排下廠實習。學生在第五至第期進行理論課與技能實訓課輪換交叉學習,其中理論課是指專業基礎課。在技能實訓中采用的是專業理論與技能訓練結合一體的模塊式學習方式,按課題教學。課題針對相關工種國家職業資格鑒定標準、針對當地就業的需要和科技的發展進行設置。
二、建設措施
(一)深化教學改革,逐步形成以職業能力為核心的教學體系。
圍繞培養學生職業能力來組織相應的知識、技能和態度,設計相應的實踐活動。樹立職業教育的新觀念,即以學生職業生涯為目標確定改革方向,以職業標準為依據確定鑒定項目,以工作過程為主線確定課程結構,以工作任務為引領確定課程設置,以職業能力為基礎確定課程內容。
(二)優化師資隊伍整體結構,強化“雙師型”教師培養。
1.優化結構、合理組合。
職業學校專任教師按知識與技能劃分可分為知識型、技能型、“雙師型”。從企業選拔的技能型教師,積累了豐富的技能,有著不可替代的作用。因此,不僅對這三類教師要配置合理的比例,而且對同一門課程要科學安排,進行合理雙師組合,用“知識型”、“技能型”組合,達到“雙師型”教師教學效果。
2.明確任務,強化培訓。
“雙師型”教師雖然具備了教師資格和相應的職業資證書,但并不一定具備相關工種的崗位職業能力。因此,專業教師培訓,除了職業資格培訓外,還應明確任務,下企業實踐、帶課題研修。
(三)加強實訓室建設,打造專業發展的平臺。
在實訓實驗室的建設中,堅持“三好”。一是規劃建設好。根據示范專業的五年規劃,精心地選購設備,合理布局,認真地組織驗收。二是使用好。制定各類設備的保養制度,落實安全操作規程,提高設備的利用率。三是管理好。建立設備臺賬,落實設備管理的責任制。
(四)加強教材建設,完善教材體系。
從實踐性課程入手,建立項目教學的課程體系,同時完善與之相配套的教材體系,例如《數控車工技能訓練圖冊》和《中高級數控車工技能鑒定知識練習題》。以選擇教材為主,積累經驗,為編寫滿足本校專業特色的教材打下堅實基礎。教材選擇原則是內容具有先進性、實用性、難度適中性。
(五)突出教學方法和教學手段的改革。
鼓勵教師積極探索適合職業教育多元化的教學方法。以項目為載體,以“行為引導”的教學方法為手段,充分發揮學生的主觀能動性,讓學生在練習中學習、探索,逐步形成職業能力。在基礎課程中,采用傳統教學與多媒體教學相結合的教學手段,創設生動活潑的教學情境激發學生的學習積極性,讓學生感到能學易學,鼓勵教師自制教具、掛圖、設備。
(六)堅持職業素養訓導與教學相結合。
職業教育是以能力為中心,以滿足崗位與職業需要導向的素質教育,必須把厚德修身的職業素養訓導放在極其重要的位置,讓學生帶著敬業的精神、誠信的品格、法律觀念、吃苦思想、創業意識走向社會,成為一個企業和社會所需的人才。職業素養訓導應貫穿于實踐性教學、職業指導等課程之中,參加實訓的學生從應學生著裝、實訓崗位的規則、實訓紀律等入手,接受職業的熏陶和職業素養訓導,強化學生誠信的品格和敬業愛崗的精神。
(七)加強校企合作,完善辦學機制。
完善校企聯合辦學的機制,形成專業的培養特色。具體做法如下。
1.根據企業需要和職業標準的要求,確定人才培養方案。
2.與企業簽訂聯合辦學協議,建立長期的合作關系。企業為學校提供實習條件,參與學校的教學改革;學校為企業開設特色班級或特色課程,輸送掌握相關技術及管理知識的畢業生。
3.為企業加工零件,解決生產中的技術難題。
參考文獻:
[1]周述齊,張鐵城,張永丹.職業教育研究,2006,(3).
[2]王泓.科技信息,2009,(30).
1數控技術概述
數控技術,簡稱數控,指的是運用數字、文字和符號組成的數字指令控制一臺或多臺機械設備動作的技術,通常主要控制位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量[1]。現代數控技術采用計算機實現數字化程序控制,計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置,使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能得到實現??傊?,數控技術能夠完成普通機床難以完成的生產及加工,控制加工工藝及加工程序,使工具標準模塊化,提高加工制造的生產效率。
2機械制造中的數控技術
2.1礦業零部件加工
礦質開采是破壞地表的活動,在開采的過程中會遇到巖石、巖土層等物質的阻礙,因此采礦機械的采掘臂其生產具有較高的要求。傳統機械制造工藝在大批量生產的過程中,降低了采掘臂的質量要求,而將數控技術應用于礦業零部件的加工與生產中,有效的解決了零部件的質量問題,提高零部件批量化生產的質量。數控技術在煤礦機械領域的應用也十分廣泛,以采礦機為例,采礦機加工與制造中應用數控技術,加快切割速度,鋒利的葉片能夠加快采集頻率。煤礦開采機械的機殼在傳統機械制造中使用焊件來制造毛培,小批量生產影響生產效率,應用數控技術能夠使加工手段更快捷,提高生產效率,并完成復雜的煤礦采集、加工及運輸操作。
2.2汽車工業
隨著我國汽車工業的發展,汽車配件的加工技術也不斷發展,數控技術在汽車工業中的應用加快了汽車配件的生產制造。將汽車配件加工中心與數控機床組合形成高效的機械生產線,實現多品種、中小批量的高效生產,其中現代數控加工技術能夠實現復雜汽車零部件的快速加工[2]。以汽車齒輪為例,傳統機械制造工藝主要以模型為依據,無法對齒輪的細部構造作調整,而汽車當中的大多數零部件都與齒輪有關,這樣不僅造成汽車生產線滯后,還影響汽車的質量,但數控技術通過計算機編程,能夠完成了人工無法計算的精度,從而有效保障汽車齒輪的精密化生產,提高汽車的生產效率。數控技術中的虛擬制造技術、集成制造技術、柔性制造技術等均已應用于汽車工業中,促進汽車產品生產的多元化。
2.3機床設備
機械設備是機械制造中重要組成部分之一,機械制造中數控機床設備的使用是必不可少的。機床設備內部存在具有自動化性能的程序或工業控制設備,數控機床的出現彌補了傳統機械設備在自動化控制上的不足,實現了自動化控制,降低機床設備操作的勞動成本。數控技術與機床設備相結合,機電一體化是數控技術與機械制造的有效結合,實現了機械制造的精準化和高效化生產,人工與操作的分離促進生產操作的安全性?,F代數控技術能夠精準、快速的完成任務,例如精密控制工件與道具之間的距離,控制主軸變速、生產流程等,促進加工生產的精準。
2.4航天工業
數控機床在機械制造中的高精密度能夠完成各種復雜制造,為航天工業提供便捷的服務。與民用行業相比,航天工業主要加工生產高精密度的零部件,這些零部件都需要特殊加工,數控機械結合工藝相比于傳統制造工藝能達到精益求精的效果,實現微小部件材質的深度加工,提高材料的利用率,實現零部件的高性能[3]。隨著各國航天技術的發展,微量化、超精確度的零部件生產工藝更符合航天工業的需求,超精密數控與機械制造的結合實現這一要求,例如航天工業中零部件需要特殊金屬,但傳統工藝無法負荷零件切割的要求,這時就需要制造機械對其進行特殊處理,而控制這些特殊處理的關鍵正是超精密的數控技術,這樣才能滿足宇航工業對機械加工的要求;需要超柔處理的金屬材料,人為并不能進行精確的工藝設定,并也不能控制其參數及正確數據,需要超精密數控進行計算機核對,以保障整體數據的嚴密性以及精準性,保障超柔材料的柔性曲線[4]。
3結束語
關鍵詞:數控 機械制造 應用
前言:數控技術從上世紀七十年代伊始就開始興起,到八十年代中期已經逐漸的傳入了我國當中,在我國的九十年代初得到了廣泛的運用。機械制造技術發展多年,在七十年代時與數控技術相結合,逐漸形成了現有的發展規模。從中我們不難發現,數控在機械制造領域的應用是有較大結合價值的,正是基于詞典,筆者結合多年的經驗,從數控與機械制造的具體結合形式出發,詳細的分析了這一問題。
1.數控技術在機械制造中的應用
數控技術在機械制造的應用方向非常廣泛,沒有具體的方向,但是有三點重要因素是數控作用于機械制造的基礎,一,機械制造往往是精益化的零件加工組合過程,數控化的應用應當滿足加工過程的全面性,即精益化方法、精益化水平。二,機械制造的的嚴密性毋庸置疑,所以在加工過程當中數控化操作一定要深入到細致的具體層面,包括工藝切割數據是否吻合圖紙要求、工藝鍛造是否精良等。三,數控化操作時遠程計算機編碼的實現過程,爭取全面的代替人工操作,成為全自動化的操作方式,只有滿足以上三點,才能將數控應用于現代化的機械制造當中。
1.1.礦業零部件的加工,礦質開采是對地表進行破壞的一種行為,在開采過程當中經常會遇到巖石、巖土層等阻礙物,所以在采煤機的生產加工過程當中,對于采掘臂的的生產有著相當高的要求,而傳統的機械制造工藝在大批量生產的同時無法顧及采掘臂的質量,而顧忌采掘臂的質量又無法進行批量生產,數控技術的引進極大程度的解決了這一難題,使生產迅速化、質量高效化得到了保障。
1.2. 在汽車工業中的應用,從2003年以來,汽車的生產得到了穩定的發展,我國汽車生產能力也得到了迅速的提升,其中數控化操作便是實現有效汽車生產的保障。數控帶來了機械化的精益求精,比如汽車齒輪來說,傳統的機械制造工藝只能以模型為依據,無法對齒輪的細部構造作調整,而汽車當中的大多數零部件都與齒輪有關,這樣不僅導致汽車生產線滯后,還導致汽車質量存在許多問題。但數控技術問世之后,這一問題得到了極大的改善,數控技術通過計算機編程,完成了人工無法計算的精度,從而有效的保障了汽車齒輪的生產,也保障了汽車的生產效率。
1.3.在機床設備中的應用,機電一體化是數控技術與機械制造的有效結合,通過機電一體化不僅實現了精準化作業和高效生產的雙向結合,還完全滿足了人工與機械操作脫離,最大程度的保障了人工安全,現有的數控機床能夠精準、快速的完成生產控制,比如在加工過程當中工件與刀具的具體距離的控制、主軸變速控制、生產流程控制等內容,從而保障了加工的精準的前提條件。
1.4.在宇航工業中的應用 宇航工業有許多零部件需要進行
特殊加工,這一工藝是近年來興起的數控機械結合公益,隨著各國的軍事、航天、海洋等各大領域的開展,傳統工藝已經不適合現有的開發要求,各國之間都在追尋一種微量化、超高精確程度的零部件生產,這是超精密數控成為了與機械結合的良好合作伙伴,比如在航天領域當中,一些零部件需要特殊金屬,但是傳統工藝無法負荷零件切割的要求,這時就需要制造機械對其進行特殊處理,而控制這些特殊處理的關鍵正是超精密的數控技術,如此才能滿足宇航工業對機械加工的要求。又比如一些需要超柔處理的金屬材料,人為并不能進行精確的工藝設定,并且也不能進行參數以及正確數據的控制,這時也需要超精密數控進行計算機核對,以保障整體數據的嚴密性以及精準性,保障超柔材料的柔性曲線。
2.數控技術應用于機械制造的發展趨勢
數控裝置方面 一方面,數控裝置需要具備高速處理指令數據和快速反應的能力,高速主軸單元的轉速目前已經達到每分鐘100000r 以上,對進給運動部件的速度和加減速能力的要求更高,目前其移動速度已經達到每分鐘 120m 以上,工作進給速度達到每分鐘 60m 以上,而高速處理技術由于 CPU 的更新換代已經達到上千兆 MHz,運算速度大幅圖提高在分辨率在 0.01μm 時仍然能夠達到較高的進給與快速進給速度。另一方面,由于個人計算機技術的發展,相應軟件資源的豐富和功能的增強,為數控系統提供了成本低廉的平臺,在 PC 平臺上的開放性數控系統有著很高的可靠性,如今已經得到了廣泛的關注和重視,然而其標準、編程、操作系統、樣機等方面還需要進行深入的研究。機械結構與數控編程技術 為縮小機械結構體積,如今通常選擇機電一體化結構,并采用萬能回轉銑頭、自動交換刀具、動力刀架、數控夾盤等提高機械自動化程度,對伺服系統等的機電匹配進行了優化,提高了動態特性。在編程方面,通過 CNC 裝置使在線編程成為主要的編程方式,能夠使用圓切削、宏程序設計、藍圖編程等程序編制功能,借助小型工藝數據庫可以同時處理幾何與工藝信息,使編程水平得到提高,綜上所述,數控技術在機械制造中具有重要的地位,不僅推動
了機械制造業的發展進程,還促進了我國綜合國力的快速增強。隨著科學技術的發展,數控技術也將迎來新的發展機遇 .
數控技術是遠程編碼技術,也就是利用計算機實現半自動化或者全自動化的一種操控技術,這種技術有著操作規范,節時勝利、操作精確等特點,近年來在各大工業生產基地已經得到了普及,但是如何利用數控技術實現精密加工或者是超精密加工還有待詳細的研究,只有將數控技術全面的發展到機械制造的各個領域當中,才能使我國的機械制造行業得到質量的提升以及飛速的發展。
參考文獻:
[1] 陳光明.基于數控加工的工藝設計原則及方法研究[J].制造業自動化.2005(09).
[2] 南生春,傅萬四.淺談數控技術在木材加工機械上的應用[J].木材加工機械,2004(01).
關鍵詞:機械制造、數控技術、特點、應用、展望何謂數控技術呢?一般來說數控技術即指那種將計算機技術、計算機網絡通信技術、光機電技術以及機械制造技術匯集而成的綜合性技術,它能夠是傳統意義上機械式的機械加工與運動過程轉變為數字式、信息式的運動過程中,進而使相關工作人員能夠直接利用計算機終端操作平臺對各個機械設備進行靈活且高效的控制。與傳統意義上的機械制造控制技術相比,數控技術有著如下幾個發那個面的優點:靈活性、高效性、自動性以及精確性。可以說,數控技術是適應我國現階段機械制造行業發展要求的最核心技術。
在全球經濟一體化進程不斷加劇與城市化建設規模持續擴大的背景作用下,數控技術在機械制造行業中的應用日益延伸,它在提高機械制造效率、控制機械制造成本投入以及適應市場經濟變化發展需求等方面的優勢值得我們加大對其的研究與探索力度。筆者現結合實踐工作經驗,就機械制造中數控技術的應用問題談談自己的看法與體會。
一、數控技術的基本特點分析首先,機械制造中數控技術的應用無疑大大加快了整個機械制造控制系統的自動化轉型;其次,數控技術解決了傳統意義上機械制造系統控制技術的硬性問題,實現了整個控制系統高度靈活的柔性自動化控制。以上兩點使得數控技術在不斷應用與發展的過程中成為了整個現代集成化制造系統的重要組成部分,它在這一系統中所占據的地位也日益關鍵。機械制造中數控技術的出現與應用將整個機械制造設備制造精度與制造可靠性提升到了一個嶄新的高度,同時也極大的增強了整個機械制造行業在是經濟市場競爭中的綜合實力,是傳統意義上機械制造技術無法實現的。具體來說,數控技術之所以區別于傳統意義上的機械制造技術,其關鍵可以歸納為以下幾個方面[1]。
、數控技術在機械制造中的應用從本質上來說也正是機械制造行業與計算機輔助設計技術的融合,它為機械制造的實踐提供了計算機終端操作平臺,實現了機械制造的信息化轉型。
、在數控技術背景下,機械制造當中的加工工具嚴格按照標準化與模塊化相關規定執行,這使得機械制造設備中換刀與安裝的作業時間得到了較好的控制。換句話來說,機械制造設備刀具更換時間的縮短也就意味著整個數控技術背景下加工工具管理及維護水平的提升。
、在數控技術支持下,機械制造系統中的一次裝夾工件能夠同時完成對多道加工工序的裝夾任務,這大大的節約了傳統意義上機械制造控制技術在裝夾環節的加工時間,同時也使得加工精度與產成品質量得到了充分保障。
、從傳統機械制造技術角度上來說,機械加工車床在機械再加工的過程中無法對加工產品的基本參數指標及規格進行在變化,這也就使得不同批次的加工產品無法在傳統機械加工車床中得到連續的加工,不僅無法有效節約機械加工的加工時間,同時也一定程度的阻礙了新加工產品與方式的壓閥。而從數控機床與機械制選的融合角度上來說,數控機床上所加工產品的各項參數指標都能夠及時的反映到計算機終端操作平臺當中,以遠程調控的方式與數控機床的加工參數進行合理調整,以此簡化了批次加工的復雜程度,并為新加工產品的研發提供了有力的技術支持。
、數控機床高精度的加工特性使其能夠完成傳統意義上一般機械加工機床所無法完成的復雜性與異性零件加工工作,有效拓展了機械制造的加工范圍[2]。
二、機械制造中數控技術的應用分析正如上文所述,數控基礎存在諸多的優勢,那么將其應用與機械制造行業當中勢必能夠產生極為深刻的作用與影響。工業生產、煤礦機械、汽車工業以及機床設備等機械制造行業勢必會在數控技術作用之下得到生產能力與競爭能力的提升。筆者就機械制造中數控技術的應用問題做詳細分析與說明。
、工業生產。數控技術與工業生產的融合推動了工業機器人的形成與發展。這種工業機器人參照數控系統的結構設計,由控制單元、驅動單元以及執行單元這三大板塊共同構成。工業機器人白其研發開始就受到了各方關注。它能夠在各種高溫、有毒復雜老動環境下代替工業生產人員完成各種高危工業生產作業,在確保工業生產質量一定的基礎之上保證了工業生產員工的生命安全,有著極為深刻的應用價值。相關工作人員可以對工業機器人的控制單元發出相應指令,控制單元在接受相應指令之后按照預先編制的程序對驅動單元發出同樣的工作指令,驅動單元接受指令并指揮執行單元完成相應的指令操作[3]。特別值得一提的是:工業機器人在執行各種指令任務的過程中有相應的傳感檢測系統對其實施動作與完成動作的情況進行在線監測,并將監測數據及時反映至操作終端,工作人員即可根據這些監測數據對工業機器人的運行情況進行考評,及時發現故障并由傳感器進行報警動作,其次確保工業機器人乃至整個工業生產的安全運行‘“。2、煤礦機械。煤礦機械最大的特點在于其品種繁多、更新迅速以及小批量生產。傳統意義上的煤礦機械制造技術受機械外殼焊件形式的制約,在煤礦下料過程中的成本投入比較高,且大部分煤礦機械生產形式為小批量生產,這使得成本投入問題與生產時間問題成為了煤礦機械制造技術所面臨的兩大關鍵問題。在數控技術支持下,煤礦機械能夠利用數控氣割技術對單件下料工作進行靈活控制,并兼顧高下料質量與低下料成本的實現。與此同時,在采用數控氣割進行煤礦下料的過程中,氣割切縫能夠在數控技術支持下進行自動的補償。這也就意味著相關工作人員能夠以氣割切縫補償值的自動控制為途徑來實現加工工件加工余量的精確控制。
、汽車工業。現代經濟在不斷建設發展的過程中推動著整個交通運輸行業的蓬勃發展。汽車作為當前經濟社會中人們出行的最普遍交通工具,推動著汽車制造工業的發展與進步。數控技術與汽車工業的融合使得汽車制造所需要的各種零部件生產精度與生產效率得到了顯著提升。傳統意義上的汽車工業以規模效益的實現為其發展目標,這一經營管理方式隨著數控技術在汽車工業中的不斷深遠與發展而逐漸被打破,當前經濟形式下的汽車生產制造企業開始將目光轉移到多規格、小批量汽車零部件的生產當中。與此同時,數控技術還為汽車工業的發展提供了大量的輔助技術支持,虛擬現實結束、計算機輔助制造技術等數控技術的應用將給整個汽車工業注入新鮮的動力【5]。
、機床設備。眾所周知,設備裝置一直以來都是機械制造行業的基礎與核心。可以說,機械制造設備裝置的質量高低將直接關系到整個機械制造行業的發展程度。在現代機電一體化進程不斷加快的背景作用下,數控技術無疑為整個機械制造行業提供了先進的控制能力,數控機床作為這種控制能力的最佳實現載體需要引起我們的特別關注。數控機床能夠在預先編制程序的作用之下完成對機械制造機床的操作與控制。與此同時,數控機床所提供的終端軟件操作平臺還能夠有效完成包括機床加工主軸速度變化、加工刀具、冷卻泵運行等在內的多種操作,最終促使數控機床完成高產出、高質量的加工任務。
關鍵詞:數控技術;機械加工;應用;發展前景
我國機械工業的發展和進步使得我國在機械加工方面的技術和工藝也日益的提升,數控技術是一種比較新的控制技術,它在機械加工方面也充當著不可小視的角色,數控技術在機械加工方面可以完成復雜的施工環節,同時對很多其他技術無法完成的任務也有著非常顯著的作用,還可以實現計算機遠程控制,因此這也是對機械加工行業的一次重大的改進和創新。
1 數控技術在機械加工中的應用情況
工業是當今社會發展中一個非常重要的產業,它是衡量各國綜合實力的一個關鍵因素。而一個國家想要發展工業,就必須要以先進的技術為重要的支撐,只有這樣才能更好的保證其發展水平。
1.1 數控技術在機床中的應用
在機床生產的過程中,數控技術的應用使得機電一體化成為了一個重要的發展趨勢,在原有技術的基礎上,機電一體化技術的應用可以有效的提高生產的質量和生產的效率,同時它也可以很好的為機械加工創造更加有利的條件,所以從這個角度上來看,數控技術是機械加工技術發展的一個關鍵的推動力,這種機床具備很好的性能,因此其生產質量也是十分令人令人滿意的。
1.2 數控技術在工業機器人方面的應用
工業機器人通常就是指在工業生產中使用的一種能夠模擬人的動作,按照一定的流程盡心吧操作的自動化設備,這些自動化設備使用的最終目的就是為了提高生產的質量和效率,同時在生產的過程中也能保證生產的安全性和穩定性,工業機器人實際上屬于工業設備的一種,工業機器人的使用可以很好的改進生產條件,節省了生產時間的同時,也節約了勞動力成本,而如果從工業機器人的基本功能上來看,其可以完成基本的人力生產工作,同時還可以完成噴漆、焊接等一些復雜性和生產要求相對較高的工作,另外其還可以在一些人類無法觸及的極端環境下保證良好的工作狀態。
2 數控技術及數控設備的研究和應用熱點
在生產過程中效率和質量一直都是人們十分關注的一個因素,精度高的加工技術可以很好的提高生產的效率,同時還可以保證生產的質量,從最近幾年的生產情況上來看,在加工精度方面有了明顯的改進和提升,這也成為了人們十分關注的重點。
2.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
這種技術的應用可以提高整個機械加工的水平,同時在很多其他的方面也可以很好的體現出其他技術所不具備的優勢,使用該技術可以有效的縮短產品的生產周期,同時還可以在生產精度方面有更好的保證,在生產中最高的精度已經可以精確到納米的級別。
2.2 軸聯動加工和復合加工機床快速發展
采用這種加工形式進行生產和加工可以很好的保證零件的光潔度,同時在工作的效率方面也有了更好的保證,它可以是普通聯動機械生產效率的2到3倍。所以其在生產過程中也可以體現出更好的性能和優勢,但是因為這種系統在編程技術上難度較大,同時價格也比較高,所以在過去的機械加工中一直沒有得到良好的發展,阻礙了機械加工的進步。
當前由于電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床的發展。
2.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考
3.1 戰略考慮
我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題,首先,從社會安全看,因為制造業是我國就業人口最多的行業,制造業發展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國就業的壓力,保障社會的穩定;其次,從國防安全看,西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質,對我國實現禁運和限制。
3.2 發展策略
從我國基本國情的角度出發,以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向,以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標,用系統的方法,選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容,實現制造裝備業的跨躍式發展。
數控技術是隨著數字時代的來臨廣泛應用于機械加工和制造領域的一種新型技術手段,標志著新的生產力的發展方向,具有劃時代的意義。目前我國的數控機床已經取得了相當大的成就。在產品種類、技術水平和質量上都較大的發展。據了解,目前我國的數控機床在市場推廣的就多達一千五百種以上,在整個金屬切削和鍛壓機械中都具有有舉足輕重的地位。
首先,數控機床的應用范圍不斷擴大。近年來,我國的機床行業在國家重點工程,以及國防軍工建設中得到了廣泛的應用,并且在航天航空事業中也不斷提高數字控制的精確度。SSCKZ80-5型五軸車銑復合加工中心在對航空、船舶、鐵路運輸行業具有高技術、高精度的技術運用,對飛機發動機主軸和起落架的加工等關鍵性的機械加工都有較重要的作用。在其他生產工業方面,數控技術同樣具有較大的影響作用,通過超精密球面車床的基礎設備提供,促進了照相機塑料鏡片、激光加工光路系統以及條形碼閱讀設備等高科技的技術加工的精細化和科學化。
其次,數字技術不斷提升。“國產XNZD2415型數控龍門混聯機床充分吸取并聯機床的配置靈活與多樣性和傳統機床加工范圍大的優點,通過兩自由度平行四邊形并聯機構形成基礎龍門,在并聯平臺上附加兩自由度串聯結構的A、C軸擺角銑頭,配以工作臺的縱向移動,可完成五自由度的運動。”同時,網絡化和集成化的數控機床創新是數字技術提高的表現之一,提高數控機床的速度和精密程度,當前我國已經研制成功出一批速度在8000~10000r/min以上的數控機床,并且搭理推廣了CAD技術的應用。
最后,企業的數控機械化程度大大提高。據了解,當前企業經過不斷的研發和創新,已經開發并生產了“8大類、13個系列、160多種電主軸及主軸單元”,高度的數字機械化大大減少了公司的產品生產成本,提高其市場競爭力;目前我國企業在數控技術的應用上達到了一個較大的,是數字技術在機械加工領域應用的重要表現形式。
結束語
工業是國家實力的衡量基準,以發展工業為主要手段來維持我國的經濟增長,鞏固國家實力是可行之策。隨著數控技術在機械加工制造領域的應用越來越廣泛,機械加工制造行業內所配備的數控設備越來越多,我國機械行業的發展必將越來快速,數控技術在機械工業以及其他行業中的應用前景也必定會越來良好。
參考文獻
[1]劉思默.機械數控的技術應用實施與探討[J].數字技術與應用,2011(12).
[2]冉振旺.數控技術在機械加工中的應用與發展前景分析[J].科技資訊,2011(26).
數控技術是一種將計算機技術、通信技術、光機電技術以及傳感監測技術等融為一體的通過數字命令信息指令對機械進行二次加工并控制的自動化技術,該技術由數字化信息設備以及控制運行設備組成,技術含量極高,在用于機械制造領域中能夠大大提升生產效率,保證產品質量和精確度。數控技術的特征有以下三點:首先,數控技術可有效提高制造業的產品質量以及精確度,從而提高生產效率。例如,在機床夾具制造過程中利用數控技術,在同一時間內對多個夾具進行統一規格的加工,簡化操作程序,縮短制造時間,從而提高了生產聊率,統一規格的加工操作,讓機床夾具更符合標準,精確度更高。其次,提供簡化工藝流程,減少投入。利用數控技術能夠大大簡化工藝數量和程序,以自動化的方式代替更多繁瑣復雜的工藝,使生產更便利;第三,功能強大。數控技術不僅能提高生產效率,統一規格,提高精確度,還能改變生產參數,使其適用于更多規格不同、批次不同產品的要求。數控技術只需要通過電腦調整生產參數、規格就可以實現以上要求。
2數控技術在機械制造中的實際應用
2.1機床設備上的數控技術
機床設備是機械制造過程中的基礎設備,絕大部分的操作程序都是在機床上面實現完成的。數控技術引入機床設備中將計算機技術以及互聯網通信技術融合進機床設備中,控制生產過程中的每道工序的參數、時間、以及規格,做到統一規范化的操作,讓機床設備在工作時更加穩定、安全和高效,同時完善機床的各類零部件開關控制,使操作開關系統、冷卻泵系統等調節得更加精準、細致。
2.2工業生產中的數控技術
工業生產過程中的數控技術應用最為頻繁,尤其是食品加工、藥品加工以及印刷造紙等工業領域。數控技術的使用不僅可以有效降低工業生產中的材料損耗,提高工作環境的利用率,降低工業投入成本,將工業化生產由傳統的、人工化、滯后化帶入一個智能化、高效化的全新時代。比如某牛奶加工廠,從牛奶的提取、檢測、加工、包裝等一系列的過程中,采用數控技術,全程利用計算機控制牛奶加工生產的各個流程和環節,既保證了效率和質量,還能全程監控牛奶的生產加工包裝過程,一旦發現不利因素,可及時采取應對措施解決問題,保證奶制品的安全可靠。
2.3航天器材上的數控技術
航空航天技術一直以來是屬于高精密型的、技術含量超高的技術,而它所采用到的材料和零件都是經過特制而成的。以往沒有出現數控技術之前,對于航天器材的制造尚處于較為粗淺的階段,往往不能滿足航空航天的高要求和高標準。當數控技術引入航天宇航工業中后,以精密的計算機技術以及超強的網絡通信技術為支撐,力求將航天器材制作的更符合要求、更完美的程度,尤其是對航天器材的小部件的制作更是精益求精,堅持節約,反對能源浪費。
2.4汽車領域的數控技術
隨著人們生活水平的不斷提高,對生活質量的要求越來越高,汽車作為出行代步工具和顯示人們財富地位的象征已經成為許多人擁有的物品之一,汽車需求量與日俱增,而由此引發的汽車行業的競爭愈演愈烈。汽車生產領域引入數控技術,可以有效提升構成汽車各個零部件的生產速率,加快汽車零部件的組裝和后期測試的效率,加大汽車成品的生產量,提高汽車成品的質量,最終提高汽車從生產都投入銷售過程中的經濟效益?,F階段的汽車生產車間中,全部采用的是現代化、高科技的數控機床設備,生產流水線作業高效化、智能化,讓汽車從零件的生產、組裝到后期的試運行全程控制中,實現了高產能和高質量的要求。
2.5煤礦機械領域中的數控技術
眾所周知,煤炭是人們生產和生活中必不可少的能源之一,而煤炭的開采以及運輸屬于一項高危險生產活動,必須要求參與者擁有較強的專業技術和高度工作警惕。采煤過程中最常使用到的就是采煤機,尤其采煤工作面的環境極為惡劣,地形地質條件復雜,通常意義上的采煤機只能完成小部分工作面的采煤工作量,無法對一整個礦料進行單獨開采和整合,在這種惡劣的情況下難以正常工作并保證工作效率,倘若引入數控技術,即在采煤機添加了數控氣割,利用焊接技術將采煤機功能擴展,解決傳統采煤機程序單一、功能不全的缺陷,使其能在不同的采煤工作面正??焖俚墓ぷ?,不僅有效提升了采煤工作效率,縮短了煤炭采礦時間,還大大降低了采煤礦工的危險,值得在煤礦機械領域廣泛推廣。
3結論
關鍵詞:工程機械;控制器;智能化;控制技術
中圖分類號:U415.5文獻標識碼:B文章編號:1672-545X(2015)11-0182-03
作者簡介:楊文剛(1980-),男,山西太原人,研究生,碩士,講師,從事工程機械控制系統研究和自動控制系統研究
近年來,隨著電子技術的不斷進步,工程機械的控制器由原本的電路控制器逐漸轉變為可編程控制器,使工程機械的智能控制能力和數據處理能力得到了極大的提高,工程機械也進入了全新的發展領域。智能化控制器和新型控制技術應用,例如以太網現場總線控制技術、嵌入式軟PLC控制技術、工程機械液壓系統動力匹配系統控制技術的應用,使工程機械操作的準確性得到了很大的提高,實現了對工程機械工作狀態的實時控制。本文分析了工程機械控制器的組成以及控制技術的工作原理,希望可以有效提高工程機械的工作效率,保證工程工作人員的人身安全,促進工程建設的發展。
1工程機械控制器的現狀
工程機械控制器最開始只是通過簡單的智能系統實現對機械結構部件的運動控制,但是控制效果并不好,不能實現工程機械的實時控制,但是隨著工程機械控制器的發展,逐漸出現了微型控制系統、PLC可編程控制器,促進了工程機械的發展。我國對于工程機械控制器的研究比較晚,所以最開始大多應用國外的工程機械控制器。國外的工程機械控制器大多基于PLC的模式進行開發,但是缺少實時的操作系統,例如西門子、日立、三菱等等,其中微型控制器在工程機械中應用較為廣泛,通過在微型控制器當中安裝不同控制軟件,應用到不同的工程機械中。工程機械在工作時,控制器荷載變化比較劇烈,而且工程機械的使用環境非常惡劣,所以控制器的控制難度非常大。傳統的控制器不能對工程機械的工作狀態進行監控和分析,不能實現良好的控制效果。我國工程機械的控制器大多使用國外的產品,例如西門子、力士樂等等,由于沒有自主研發的控制軟件,所以需要進行外部采購[1]。智能化可編程控制器的應用使工程機械的可靠性得到了有效地提高,使工程機械的操作和運行更加簡單和流暢。新型的嵌入式可編程控制器在工程機械上的應用已經成為了主流,使工程機械的操作指令更加簡單,并且現行的工程機械控制器還具有過載保護的功能,使用起來更加方便。工程機械控制器和控制技術在不斷發展的過程中形成了一定的標準,在控制器的編程環境、通信接口以及驅動協議等方面,各個廠家制造的控制器逐漸實現了共通,全部實現了信息化的故障智能檢測,并將GPS與GSM技術與工程機械控制技術緊密的結合在了一起,實現了工程機械的遠程控制、遠程定位、遠程數據傳輸與采集等等,有效地規避了工程機械在運行過程中的風險。對工程機械控制器的研究也逐漸向著平臺集中開發調度的方向發展。
2工程機械控制器的組成及原理
(1)控制器的系統硬件組成
控制器系統硬件組成主要有控制模塊、電源模塊、數據傳輸存儲模塊、人機交互模塊和狀態監測模塊。其中電源模塊對工程機械的控制器進行供電,一般連接到工程機械的車載蓄電池上,電源模塊中有濾波電容,可以減少蓄電池供電的電壓波動,限制運行過程中瞬間電流的產生,使工程機械的運行穩定性更高;控制模塊是整個控制器的核心,該模塊與工程機械的動力系統相連接,實現工程機械的智能化實時控制,并且控制模塊可以通過串口連接外部設施進行智能升級,以此來適應大部分的工程機械智能控制;人機交互模塊可以顯示每個控制信息,讓工程機械的控制操作可以在顯示屏上體現出來[2]。
(2)PLC可編程工程機械控制器的工作原理
工程機械控制器的工作原理分為五個階段,分別是內部信息的處理、與控制器的通信處理、輸入掃描、程序執行、輸出處理等,當工程機械開始運行時,控制器的通信功能啟動,實現對工程機械的通信處理,掃描具體的工作程序,掃描完成后對工程機械發出具體的工作指令,程序輸出,輸出端連接工程機械的控制部分,實現工程機械的預編控制。這五個階段合在一起成為控制器的一個工作周期,在完成一個工作周期之后,又重新的執行此工作周期。由于工作周期的長短不同,所以對控制器的控制性能要求比較高,如果較長的工作掃描時間就會導致控制器的響應時間比較慢,不利于控制器的精準控制??刂破鲯呙柚芷诘臅r間等于控制器內部處理時間與通信傳輸時間、輸入時間、程序響應時間、輸出時間的總和。每個控制器的內部處理時間是固定不變的,通信時間會受到網絡傳輸的影響,程序的響應時間取決于整個程序的長短,輸入輸出時間與控制器的存儲狀態相關[3]。工程機械的控制器在代碼輸入時,一定要保證所有的代碼全部符合操作要求,并且也要將定時中斷等代碼輸入到控制器當中,保證控制器運行的及時和有效。隨著工程機械控制器的發展,逐漸出現了幾種新型的控制技術,例如以太網現場總線控制技術、嵌入式軟PLC控制技術、工程機械液壓系統動力匹配控制技術等等。這些技術可以更好的實現工程機械的實時控制,提高了工程機械的工作效率。
3工程機械的控制器的幾種新型控制技術
(1)以太網現場總線控制技術以太網現場總線控制技術可以實現工程機械控制器之間的信息迅速交換,提高工程機械信息交換的可靠性,它通過超高速的通信功能,實現工程機械某些不可能達到的控制功能?,F在很多的工程機械制造廠商都在研制適合現場總線控制技術的控制器,并將這類控制器直接應用到工程機械的器件層上。
(2)嵌入式軟PLC控制技術PLC控制技術的通用性比較強,而且工程機械上的PLC控制系統安裝和后期維護都非常簡單,有很強的抗干擾能力,但是隨著科學技術的發展,工程機械的具體工作狀況越來越復雜,傳統的PLC已經不能實現對工程機械故障的實時診斷,無法對工程機械的運行狀態數據進行采集,所以更加智能化的嵌入式軟PLC控制技術應運而生[4]。該控制技術的硬件結構是開放式的,操作指令比傳統的PLC操作指令更加豐富,而且在控制程序的開發方面變得更加簡單,使工程機械控制技術的性價比得到了很大的提升??刂破鲀炔恐饕幚砥鞯膶崟r計數器由原本的16位逐漸轉化為32位、64位,向著多核發展,使工程機械的控制性能得到了很大的提升。
(3)工程機械液壓系統動力匹配及控制技術液壓系統動力匹配控制技術可以有效提高工程機械發動機利用效率,使工程機械的泵在暫時不使用的情況下,可以將功率分配給其它的泵。當工程機械的負載發生變化時,控制器自動監測出其變化情況,對功率進行分配,保證工程機械的最低能源消耗,并滿足工程機械工作的最大功率[5]。該控制技術在工程機械中的應用,可以對工程機械的功率進行優化處理,提高工程機械在各種工作環境中的適應能力,減少工程機械的作業強度,使工程機械的操作和使用更加流暢。通過液壓系統動力匹配讓工程機械的各個部件全部處于合理的運行狀態,保證了工程機械的使用壽命和運行可靠性,滿足不同環境的作業要求。
4結束語
通過對工程機械控制器發展現狀和PLC可編程控制器工作原理的研究,分析現有的控制技術,并提出了幾種新型控制技術,促進控制器和控制技術的智能化發展。社會生產力的發展需要不斷的對工程機械的性能進行優化,加強控制器和控制技術在工程機械中的應用,可以使工程機械運行的更加靈活,以便達到更高的質量要求。
參考文獻:
[1]李美升.工程機械智能控制器設計與研究[D].武漢:武漢科技大學,2010.
[2]胥貴萍.基于軟PLC技術的工程機械智能控制器[D].武漢:武漢科技大學,2011.
[3]劉慶春.工程機械控制器與控制技術[J].門窗,2014,(4):172-174.
[4]任紅飛.基于工程機械控制器HC-G15的圓捆機電氣控制系統研究與設計[D].內蒙古:內蒙古農業大學,2012.
關鍵詞 機械精度;舊機床;機床改造;數控機床
中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)03-0043-01
隨著我國加入世界貿易組織后,與世界各國的交流日益增加,對資源的重視程度也不斷提升。在工業生產中,如果能夠對廢舊機床實現成功的改造意味著能夠大幅度的降低生產成本,創造更加豐厚的經濟效益。為了保證改造后的機床與一般機床生產的零部件在質量上盡可能的相同,以實現數控機床的成功改造,提高機床的精準度是關鍵,主要是要提高機床在機械精度、運動精度、和控制精度三個方面的品質和質量。因此,在改造和翻修舊機床時,必須重點恢復舊機床的機械加工精準度。機床軌、小滑板,主軸組件以及主傳動機械部分是機床的關鍵部分,為了提高舊機床加工的精度,必須重點關注這三個部分的加工修復和維修改進。
1 對機床軌、小滑板的加工修復
在機床的工作過程中,機床導軌和小滑板的磨損程度較高,是影響機床使用壽命及精準度的一個重要原因,因此最大程度的修復機床軌和小滑板是在舊機床數控改造中提高機械精度工作的重點。
1.1 傳統修復方法
數控機床的軌道的材質一般為鑄鐵,傳統數控機床改造時為了恢復機床的精度往往采用重新打磨的方式。然而由于在機床原始加工過程中,為了增加機床軌道的耐磨性和堅硬程度,主要采取的方式是淬火處理。當機床二次加工時,淬火過后的表面被打磨掉,機床軌的堅硬度也隨之而降低。為了重新恢復硬度,需要重新進行淬火處理,但是淬火設備體積較大,成本較高,一般使用機床的生產廠家難以提供這樣的裝置,因此傳統的修復方法難以滿足大范圍舊機床改造后提高其機械精度的要求。
1.2 新的修復方案
如何采用一種新的方式代替傳統打磨、重新淬火的改造方式成為了近些年來機床改造領域專家和工作人員的目標。在經過大量的工藝研究、實驗室試驗及實際生產操作后,納米復合電刷鍍技術的效果凸現出來,成功的修復了數以百臺的舊數控機床,并大幅度的提高了其機械精度。納米復合電刷鍍技術是使用脈沖電刷焊技術,并結合粘結工藝,通過修復機床導軌和小滑板上的舊劃痕來恢復其光滑程度,并且增強了耐磨程度。其中脈沖電刷焊技術的主要作用是增強改造后機床的耐磨性。
2 主軸組件旋轉精度調整與維修
當主軸旋轉時,由于種種原因,其旋轉中心線位置隨時間而變化,若用一條直線代表主軸理想的旋轉中心線,實際旋轉中心線與理想旋轉中心線的偏移量,稱為主軸組件的旋轉精度,亦可指機床在空運轉時,主軸前端的徑向跳動、端面跳動和軸向竄動的大小。主軸組件的旋轉精度主要取決于主軸、軸承和軸承鎖緊螺母的制造精度及裝配品質。在維修時,主軸及軸承鎖緊螺母主要采用修復恢復其精度,而正確的裝配方式是提高主軸旋轉精度的重要環節。
2.1 主軸錐孔中心線的測量
在加工過程中必然存在一定的修復誤差,加工主軸時的精準程度直接形象到主軸相關組件的精度??梢圆捎脤崟r測量的方法,即測量并記錄出軸維修時的偏差值,并及時調整,確保主軸相關組件維修過程中的誤差值降低至最小程度。
2.2 軸承的定向裝配
軸承是機床的最重要的元件之一,是主軸的重要組成部分。軸承關系著旋轉軸的徑向跳動和軸向竄動的誤差值。正確的主軸裝配方式是確保舊機床數控改造后的機械精度的關鍵步驟。軸承的裝配要按照一定的順序進行。首先是要將主軸鏈孔中心線和前后軸承內環安裝至同一個水平線上,確保其橫截面位于同一個軸向,減少誤差值;其次是要在裝配主軸前,測量好軸承內外的跳動量,并及時記錄在案,為接下來的安裝奠定基礎;最后要根據主軸軸承不同的裝配需要確定不容的徑向跳動量數值。由于機床在運行過程中存在一定的跳動,因此以上所述的步驟在安裝過程中還要根據不同的變化做出調整,根據主軸各個元件跳動的最高值和最低值、最高點和最低點確定出一個平均值,以此作為基數定向裝配。
2.3 軸承鎖緊螺母的調整
矯正螺母的差值是提高機床改造精度的又一方面。由于螺母內圈存在螺紋,因此每個螺母在擰緊后會存在一定的差值,可能會造成軸承存在些許傾斜和誤差。矯正這個差值可以通過擰緊螺母后修正偏差值的方式將誤差值降至最小。具體的操作方法是,首先將主軸軸承的螺母擰緊,測量是其偏轉的差值,并在螺母上標記出偏差的具置;其次將螺母擰下,在做出標記的位置按照記錄的偏差值打磨修正;然后再將螺母擰緊重新測量偏差值。通過反復重復這個過程直至主軸的旋轉精度達到標準為止。
3 主傳動機械部分的改進
機床的速度控制一般通過主軸齒輪箱和手工拉動撥叉來實現。主軸齒輪箱能夠實現普通速度的控制,手工拉動撥叉控制的是變速。不同的加工零件對機床主軸的速度有著不同的要求,因此在改進舊機床時需要保證機床的主軸能夠滿足不同轉速的要求。一般情況下,機械齒輪是控制機床變速的重要零件,由于機械齒輪的檔數數量很大,因此變速箱的體積也相應的十分龐大,在加工的過程中,齒輪由速的旋轉在產生巨大工業噪音的同時,也由于其體積和質量過于龐大,使得運轉過程中的偏移很大,對機床整體偏移產生很大的影響。在改造過程中可以通過改變電流控制的方式增大輸出的轉矩,如采用交流或者直流電動機來控制機床的變速。
另外還可以考慮在使用原有主軸交流電動機的基礎上,增加一個變頻器,通過交流變頻的方式調節速度。針對機床的齒輪箱,可以根據齒輪的磨損程度來判定是否需要更換齒輪來提高運轉精度。如無需更換,可以考慮減少需要變換的檔數,并將手動變速的設備更換為電氣自動換擋的設備。
4 結束語
提高舊機床數控改造后的機械精度過程中需要面臨的問題千變萬化,改造方式也是多種多樣,具體采用何種方式一方面需要操作人員不斷學習專業技術知識、積累相關的經驗,另一方面還要根據具體的情況靈活判斷,通過綜合應用多種技術手段,達到數控機床改造的精度標準。
參考文獻