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机床作为机械制造业的重要基础装备,它的发展一直引起人们的关注,由于计算机技术的兴起,促使机床的控制信息出现了质的突破,导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床-数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用,为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展,数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用,同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目,并开创机械产品向机电一体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置,机床电机的启动和停止,主轴变速,工件松开和夹紧,刀具的选择,冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上,然后将数字信息送入数控装置或计算机,经过译码,运算,发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件,加工出所需的工件。数控机床与普通机床相比,其主要有以下的优点:1.适应性强,适合加工单件或小批量的复杂工件;在数控机床上改变加工工件时,只需重新编制新工件的加工程序,就能实现新工件加工。2.加工精度高;3.生产效率高;4.减轻劳动强度,改善劳动条件;5.良好的经济效益;6.有利于生产管理的现代化。数控机床已成为我国市场需求的主流产品,需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步,特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是,国产数控机床与先进国家的同类产品相比,还存在差距,还不能满足国家建设的需要。我国是一个机床大国,有三百多万台普通机床。但机床的素质差,性能落后,单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右,差距太大,急待改造。旧机床的数控化改造,顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用,数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中,机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床,并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限,国家大,机床需要量大,因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床,而我国的旧机床很多,用经济型数控系统改造普通机床,在投资少的情况下,使其既能满足加工的需要,又能提高机床的自动化程度,比较符合我国的国情。1984年,我国开始生产经济型数控系统,并用于改造旧机床。到目前为止,已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料,今后,机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说,本毕业设计实例具有典型性和实用性。
第二章总体方案的设计
2.1设计任务本设计任务是对CA6140普通车床进行数控改造。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制,纵向(Z向)脉冲当量为0.01mm/脉冲,横向(X向)脉冲当量为0.005mm/脉冲,驱动元件采用步进电机,传动系统采用滚珠丝杠副,刀架采用自动转位刀架。2.2总体方案的论证对于普通机床的经济型数控改造,在确定总体设计方案时,应考虑在满足设计要求的前提下,对机床的改动应尽可能少,以降低成本。(1)数控系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件,所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。(2)伺服进给系统的改造设计数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。所以,本设计决定采用开环控制系统。(3)数控系统的硬件电路设计任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础,性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件,软件才能有效地运行。在设计的数控装置中,CPU的选择是关键,选择CPU应考虑以下要素:1.时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关;2.可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关;3.I/O口扩展的能力与对外设控制的能力相关。除此之外,还应根据数控系统的应用场合、控制对象以及各种性能、参数要求等,综合起来考虑以确定CPU。在我国,普通机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机,主要是因为它们的配套芯片便宜,普及性、通用性强,制造和维修方便,完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中是以MCS-51系列单片机,51系列相对48系列指令更丰富,相对96系列价格更便宜,51系列中,是无ROM的8051,8751是用EPROM代替ROM的8051。目前,工控机中应用最多的是8031单片机。本设计以8031芯片为核心,增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的控制系统。2.3总体方案的确定经总体设计方案的论证后,确定的CA6140车床经济型数控改造示意图如图所示。CA6140车床的主轴转速部分保留原机床的功能,即手动变速。车床的纵向(Z轴)和横向(X轴)进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心,由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动,经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动,从而实现车床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经电机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削螺纹的功能,必须安装主轴脉冲发生器,为此采用主轴靠同步齿形带使脉冲发生器同步旋转,发出两路信号:每转发出的脉冲个数和一个同步信号,经隔离电路以及I/O接口送给微机。如图2-1所示:
第三章微机数控系统硬件电路设计
3.1微机数控系统硬件电路总体方案设计本系统选用8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片2764EPROM,作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址,采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展,分别接键盘的输入、输出显示,8255接步进电机的环形分配器,分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外,还要考虑机床与单片机之间的光电隔离,功率放大电路等。8031芯片内部结构图各引脚功能简要介绍如下:⒈源引脚VSS:电源接地端。VCC:+5V电源端。⒉输入/输出(I/O)口线8031单片机有P0、P1、P2、P34个端口,每个端口8根I/O线。当系统扩展外部存储器时,P0口用来输出低8位并行数据,P2口用来输出高8位地址,P3口除可作为一个8位准双向并行口外,还具有第二功能,各引脚第二功能定义如下:P3.0RXD:串行数据输入端。P3.1TXD:串行数据输出端P3.2INT0:外部中断0请求信号输入端。P3.3INT1:外部中断1请求信号输入端。P3.4T0:定时器/计数器0外部输入端P3.5T1:定时器/计数器1外部输入端P3.6WR:外部数据存储器写选通。P3.7RD:外部数据存储器读选通。在进行第二功能操作前,对第二功能的输出锁存器必须由程序置1。⒊信号控制线RST/VPD:RST为复位信号线输入引脚,在时钟电路工作以后,该引脚上出现两个机器周期以上的高电平,完成一次复位操作。8031单片机采用两种复位方式:一种是加电自动复位,另一种为开关复位。ALE/PROG:ALE是地址锁存允许信号。它的作用是把CPU从P0口分时送出的低8位地址锁存在一个外加的锁存器中。外部程序存储器读选通信号。当其为低电平时有效。
VPP:当EA为高电平且PC值小于0FFFH时CPU执行内部程序存储器中的程序。当EA为低电平时,CPU仅执行外部程序存储器中的程序。XTAL1:震荡器的反相放大器输入,使用外部震荡器时必须接地;XTAL2:震荡器的反相放大器输出,使用外部震荡器时,接收震荡信号;(2)片外三总线结构单片机在实际应用中,常常要扩展外部存储器、I/O口等。单片机的引脚,除了电源、复位、时钟输入以及用户I/O口外,其余的引脚都是为了实现系统扩展而设置的,这些引脚构成了三总线形式:⒈地址总线AB地址总线宽度为16位。因此,外部存储器直接寻址范围为64KB。由P0口经地址锁存器提供16位地址总线的低8位地址(A7~A0),P2口直接提供高8位地址(A15~A8)。⒉数据总线DB数据总线宽度为8位,由P0口提供。⒊控制总线CB控制总线由第二功能状态下的P3口和4根独立的控制线RST、EA、ALE和PSEN组成。其引脚图如图3-3所示:3.1.28255A可编程并行I/O口扩展芯片8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接,它具有三个8位的并行I/O口,具有三种工作方式,通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与设备之间的信息交换。8255A的结构及引脚功能:1、8255A的结构8255A的内部结构如图3-4所示。其中包括三个8位并行数据I/O端口,二个工作方式控制电路,一个读/写控制逻辑电路和一个8位数据总线缓冲器。各部分功能介绍如下:(1)三个8位并行I/O端口A、B、CA口:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。可编程为8位输入、或8位输出、或8位双向寄存器。B口:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位输入或输出寄存器,但不能双向输入/输出。C口:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器,C口可分作两个4位口,用于输入或输出,也可作为A口和B口选通方式工作时的状态控制信号。(2)工作方式控制电路A、B两组控制电路把三个端口分成A、B两组,A组控制A口各位和C口高四位,B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器,用来接收由CPU写入的控制字,以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或置“1”。(3)读/写控制逻辑电路它接收来自CPU的地址信号及一些控制信号,控制各个口的工作状态。(4)数据总线缓冲器它是一个三态双向缓冲器,用于和系统的数据总线直接相连,以实现CPU和8255A之间信息的传送。
摘要:针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计,提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产率。本论文说明了普通车床的数90控化改造的设计过程,较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理,由I/O接口输出步进脉冲,经一级齿轮传动减速后,带动滚动丝杠转动,从而实现纵向、横向的进给运动。
关键词:数控机床,单片机数控系统,改装设计
参考文献:
[1]王润孝,秦现生.机床数控原理与系统
.西安:西北工业大学出版社,2000
[2]李华,MCS-51单片机实用接口技术
.北京:北京航空航天大学出版社,1993
[3]李圣怡等,Windows环境下软硬件接口设计
.长沙:国防科技大学出版社,2001
[4]顾京,数控加工编程及操作.北京:高等教育出版社,2002
关键词:中职 数控 实训 教学
中图分类号: G718 文献标识码: C 文章编号:1672-1578(2012)01-0215-01
随着机械制造业的飞速发展,中国正在逐步变成“世界制造中心”,数控技术的应用也越来越广泛,大力培养数控人才已迫在眉睫。
中等职业教育培养的主要是“蓝领层”数控技术人才,这类人才是指在生产岗位上承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人,在企业数控技术岗位中占70.2%,是目前需求量最大的数控技术人才。数控技术是一门实用性极强的技术,需要紧密配合生产实践。
然而中等职业学校数控教学现状是:一是数控专业师资严重短缺,相关课程开设不足;二是实训教学设备(数控机床及数控系统)类型单一,且往往落后于企业;三是没有适用的高质量教材,教学模式各异。
利用现有条件上好数控专业实训课应作到以下几点:
1 激发学生兴趣,上好第一堂“入门课”
数控专业和一般专业不同,绝大多数学生在学习之前没有接触过数控机床,更有部分学生不知道什么叫数控。对于第一次接受新的学科学习,总是存在着极强的好奇心理。
这时可采用如下方法来引导学生入门:(1)介绍好该课程与生产实践的密切关系。如数控加工实训课,可通过身边的事例来说明、提出问题。在生产中几乎无时无刻都离不开机械零件,像手表,汽车,大到飞机火箭航天器等。零件是怎么通过数控机床加工出来,使学生心中提出许多疑问来增加其想象、思考和研究。(2)利用多媒体介绍数控技术应用的重要性,精心准备一些相关的数控领域的视频及图片资料,可从发展前景、市场需求等方面来进行,帮助学生了解实际、增强学习兴趣。(3)带领学生参观数控机床、现场操作过程、展示优秀毕业生的数控作品,有利于学生了解学习该课程的重要性和开阔学生的视野,认识和了解数控机床不同的类型,提高学生对数控的感性认识。
虽然有的学生不是通过第一次课就能产生兴趣,但起始课是重要的,让学生觉得自己又增长了知识。好的开始是成功的一半,更是我们成功教好数控实训的一半。
2 注重理实一体,利用好仿真软件
对于“蓝领型”数控人才,必须以传统的机械制造技术(金属材料及热处理、切削原理及刀具、机床夹具、机制工艺等)为基础,学习掌握“数控机床原理及应用基础”和“数控加工编程技术”,还需要熟练掌握“CAD/CAM”软件。
传统的理论教学较抽象,脱离实践,学生往往会产生枯燥、厌倦情绪。书到用时方恨少,这种学习方法目的明确,收效最直接。在实训课中,总有学生感觉理论所学的有关内容到实训中不够用。这时我们要抓住时机向他们讲授理论与实训课的关系,充分调动学生学习的积极性,可穿插利用数控仿真软件教学,形象生动,在实训教学中对原有知识加以巩固。数控仿真软件是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能实训的仿真软件,具备对机床操作全过程和加工运行全环境的仿真功能,可以进行数控编程教学,加工操作过程教学,使需要在数控设备上才能完成的大部分教学功能在此虚拟制造环境中实现,弥补了传统数控教学的不足。
基于这一功能和特点,使用仿真软件将大大减少在数控机床设备上的资金投入,既能降低成本又能加快数控人才的培养速度。由于仿真软件不存在安全问题,学生可以大胆地独立进行学习和仿真练习。并对加工零件的几何形状和精度进行自我检测,增强了学生的自学能力,精简了教学过程,提高了学习效率。
3 实施细节教学,合理安排实训内容
在实训教学过程中,安全永远是第一位的,我们尤其注重实训纪律教育,除进行原有的安全操作规程学习外,我们还从学生的每一个训练细节入手,列出各种安全隐患,进行教育,使学生在上机床操作时牢记安全规程。
实施细节教学还体现在要求学生在实训过程中勤记笔记。实训课基本上被认为是全部动手操作,但是,学生不可能持续的操作机床,在操作过后很容易忘记。因此要求学生在训练过程中不断地记笔记,不断的总结,比如学习数控铣平面铣削时,你可以在笔记上记下所有操作步骤,并注明注意事项。在操作过程中,可以记下所选刀具、所用切削用量、转速、进给倍率、精加工方法等,课后再整理。通过自身的操作,容易出错的步骤重点标注,提醒下次操作注意。一周实训课程结束后,让学生进行小结,总结得失点以及自己的体会。通过天天记笔记,周周写小结的形式,让学生对数控专业的认识更进一步。这样实训操作课才能充分体现其功能。
在数控实训过程中,笔者发现学生在操作中,很多带有盲目性,往往会浪费很多时间,特别是刚入门的学生,不知道按哪个开关,哪个键,只能不断的摸索。学生操作机床后收获很小,效率很低。考虑这一问题,笔者给学生整理了从“开机到出产品”过程中的每一个步骤,教学时再进行适当的讲解,要求学生刚开始时严格按照步骤规范操作。这样学生很快能够熟悉数控机床操作,大大提高了实训效率。
在实训教学中,笔者要求学生带着问题去操作,操作机床的目的是为了解决某个问题。在一次数控铣床实训课中,要求学生利用G68/G69指令练习加工图形,明确说明练习目的是为理解其指令格式,有的同学拿到一块毛坯后就输入程序,模拟图形正确后,开始自动执行。可是加工出的图形却比要求的要大,经自己仔细检查后才发现原来操作时未将原有的刀补修改正确,只能铣平面,重新开始。当平面铣完时,下课时间也到了,布置的操作任务自然没有完成。学生如果在操作过程中如果不注意步骤方面的细节,会严重影响实训效率。因此,向学生强调细节操作,培养学生的细致、认真是非常必要的。
1、通过这次实习我们了解了现代机械制造产业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操纵技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。
2、在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上,具有初步的独立操纵技能。
3、在了解、熟悉和把握一定的工程基础知识和操纵技能过程中,培养、进步和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。
4、培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,进步了我们的整体综合素质。
5、这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!
我们国家引进和制造了这么多的数控机床,如何能迅速找出故障、隐患,并及时排除之?如何能维修好这些昂贵的设备?我认为首先要有高度的责任心和不怕困难的精神;第二,要努力掌握数控技术,联系本人十多年维修数控机床的实践,我认为要多看、多问、多记、多思、多练(五多),逐步提高自己的技术水准和维修能力,才能适应各种较复杂的局面,解决困难的问题,修好数控机床。
一、要多看
1.要多看数控资料
要多看,要了解各种数控系统和PLC可编程序控制器的特点和功能;要了解数控系统的报警及排除方法;要了解NC、PLC机床参数设定的含义;要了解PLC的编程语言;要了解数控编程的方法;要了解控制面板的操作和各菜单的内容;要了解主轴和走刀电机的性能和驱动器的特征等等,往往数控资料一大堆,怎么看?我认为主要要突出重点,搞清来龙去脉,重点是吃透数控系统的基本组成和结构,掌握方框图。其余的可以“游览”和通读,但每部分内容要有重点的了解、掌握。由于数控系统内部线路图相当复杂,而制造商均不提供。因此也不必详细地搞清楚。比如NX一154四轴五连动叶片加工机床上采用A一B10系统,要重点了解每部分的作用,各板子的功能,接口的去向,LED灯的含义等。现在数控系统型号多、更新快,不同的制造厂、不同型号往往差别很大。要了解其共性与个性(特殊性)。一般熟悉维修SIEMENS数控系统的人不见得会熟练排除A-B系统的故障,因此,要多看,不断学习、更新知识。
2.要多看电气图、消化电气图
对于每一个电气元件,比如:接触器、继电器、时间继电器等以及PLC的输入、输出,要在电气图上一一注明。举一个简单例子来说,比如1A1为液压泵电机1M启动的接触器,一般在图下注出其常开、常闭触点的去向。因此,可对其对应的某页上的常开或常闭触点1A1,注明内容为液压泵电机开,对于大型的数控机床的电气图有几十页,甚至上百页。要看懂,表明每个元件的功能要化很长时间。有时,一、二次看可能还搞不清楚该元件的作用,要多看等以后消化后再写上。因此,刚才讲到的启动液压泵电机1M,也应清楚标明是PLC的哪一外输出带动接触器1A1动作的,要做到来龙去脉,一清二楚。而对电气线路图中的某些方框图,比如每个轴的驱动器,只是一个方框图,只要了解某控制条件(通断情况),对于详细的东西等可等有空再研究、考虑。各个国家的电气符号是不一样的,就首先要清楚了解。对于制造厂所编写的厚厚的几本PLC语句表,也要多看,掌握其编程语言,在看懂的基础上进行中文注译。这样可以大大节省以后排除故障的时间,如果等发生故障再去熟悉了解电气图,PLC语句表,势必要化费大量时间,还往往会造成错误的判断。
3.要多看液压、气动图,并深入消化之
对于数控机床的机械磨粉机、制砂机、液压、气动图,要搞清楚其作用和来龙去脉。并在图纸上一一注明,比如德国COBURG数控龙门铣附件、刀具安装动作比较复杂,要分解其图,如锁紧刀具是由哪个电磁阀动作的?对应的PLC输出、输入是哪几个?在图上写明,这样从电气到机械动作一竿到底,同时特别对机、电关系比较密切的部分要重点了解,比如意大利INNSE数控搪铣床采用电液比例阀技术,要重点了解其作用和功能,特别要了解其调整方法及调整数据,静态和动态时比例阀电流及对应的平衡泵的压力,既懂电又懂机,机电一体化,掌握多种本领,这样解决问题的本领就大了。
4.要多看外文,要提高自己专业外文的阅读能力
不懂得外文,特别是英语。就无法看懂大量的外文技术资料,单依靠翻译,往往是不太理想。看外文版的技术资料,开始时比较吃力,生字多,多看多记后,常用的专业单词也只有这样多,以后看起来就流畅了,一个称职的维修人员要基本掌握语言工具。
二、要多问
1.要多问外国专家
如果你能有出国培训的机会或者外国专家来你厂安装调试机床,你最好有机会参加。这是一次最好的学习机会,因为能获得大量的第一手资料和机床调试的方法及技巧。比如在激光测定各轴精度后,电气如何进行修正的办法等。要多问,不懂就要搞清楚。通过这段时间,会有极大的收获,能够获得不少内部的资料和手册(对用户是保密的)。当机床投入正式生产之后,也应该经常与外国有关专家保持密切的联系。通过FAX、E-MALL,询问获得解决机床疑难故障进一步的解决办法及有关资料,还可得到特殊、专用的备件,这是非常有益的,同时对数控系统的商,比如SIEMENS、FANUC等公司也应保持良好的关系,多询问,也可及时得到该数控系统深一步的资料及有关备件,还可有机会参加有关数控系统的专题学习班。
2.发生故障后,要向操作者师傅询问故障的全过程,不要不问,或者随便问一下就好了,这样往往得不到正确的现场资料会造成错误的判断,使问题复杂化了,因此,要多问,问详细一点,了解故障出现的全过程(开始、中间、结束),产生过什么报警号,当时操作过什么元件,碰过什么,改过什么,外界环境情况如何?要在充分调查现场掌握第一手材料的基础上,把故障问题正确地列出来,实际上已经解决了问题的一半,然后再分析解决之,对于经验丰富熟练的操作者师傅,他们对机床操作熟悉,加工程序熟悉,机床常见病十分了解,与他们密切配合,对于迅速排除故障十分有利。
3.要多问其它维修人员
当其它维修人员在维修机床,而你没有去时,等他们回来后,也应多问一声,刚才发生了什么毛病?他是如何排除的?请他介绍其排除方法。这也是一种较好的学习机会。学习他人正确的排除故障的技巧和方法,特别是向经验丰富的老维修人员学习,把他们的本领学到手,来提高自己的知识和水平。
三、要多记
1.要记录有关的各种参数
重点记录机床调整好后各种有关参数,比如NC机床参数,PLC机床参数、PLC程序(以上可存在磁盘中)以及主轴和各走刀电机的电流、电压、转速等数据。还要记下电柜中继电器、接触器等在通电和正式加工时的状态(吸合还是断开)以及PLC所有输入、输出LED发光二极管的状态(亮暗、闪耀)或者记录下屏幕上PLC状态IB(输入位)、QB(输出位)是0还是1,比如IB1=:00000001,即I1.0=1,I1.1-1.7=0。这样记录下来对以后分析判断故障好处极大。比如德国SCHIESS数控立车发生Z轴电机电流继电器动作,我们通过检查Z轴电机正常工作时的PLC状态(0、1)与不正常情况相比较,迅速地找到故障原因,原因是有1只比较继电器状态不对,通过调整,故障立即排除。
2.要记录液压、气动的状态
同样记录液压、气动在正式加工或不加工时各种压力表、气压表的压力,电磁阀的吸断状态,这对于调整、判断帮助也很大。如美国INGERSOLLOPENsIDEMASTERHEAD数控搪铣床静压采用双薄膜技术,有一百多个压力的测量点,其压力的高低直接影响机床功能动作的正常与否,记录静态、动态时的压力很重要。
3.随身带一本笔记本,把每天发生的故障,如何排除的过程一一记录下来,人的脑子时间长了易忘记,“好记性,不如烂笔头”,记录下来好处极大。我们发现数控机床往往有的故障会重复出现,而且老是这几个故障,只要查一下当时是如何解决的,几分钟就可排除故障,既快又好。我们公司有一本《数控机床运行日记》及一本《数控机床排故记录本》,要记录好这二本资料,这是一台数控机床完整的历史档案。
四、要多思
1.要多思,要开阔视野
往往有时修理是,不够冷静,没有很好地分析,钻牛角尖。记得有一次COBURG龙门铣Y轴在加工中突然停机,屏幕上曾多次出现1361Y轴光栅脏报警,当时我们就事论事地清洁光栅尺及光栅头2次,结果还是停机。化几天时间还没有解决,最后才找到了真正的原因,原因是Y轴光栅头到EXE放大器之间的导线有问题,由于Y轴移动时蛇皮管长期弯曲,其中一根位置反馈线不好,到某一位置折断引起机床停机。当时,我们只注意静态,忽略了动态,曾经出现过1321控制回路开路警,但未引起我们足够的重视。因此,我们应该把所发生的报警、故障情况全部列出来,通过由表及里,去伪存真,进行综合判断和筛选,预测发生故障的最大可能性,随后进行排除。“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”,多思,给你指明了方向。
2.要多思,要知其所以然
往往我们在排除故障时,有时没找到故障的真实原因,过后故障又继续发生。记得INGERSOLL转子叶根槽铣床,主轴Sl发生了运转2小时后“自动停车”的故障,当时外国专家换了一块顺序板,毛病似乎解决了,但过了一个多月之后,老毛病又犯了,换一块的顺序板的备板也好了,但没有搞清楚其损坏原因。我们仔细地检查,借助于示波器,发现了“启动”指令所对应的光电耦合器反峰电压特别高,单独加了一根接地线后,其光电耦合器的反峰电压极大地减少,从此,再也没有发生过“自动停车”的故障,原因是由于反峰电压太高,时间长后,使其光电耦合器逐步失效所致。
3.要多思,考虑要领先一步
根据故障发生的频率、重复性、机械电器的寿命,认真做好备件工作。这是保证机床连续、正常运行的重要工作,非做好不可。同时对于有些器件,随着时间的推迟、淘汰了,市场上已买不到彩票或购买十分昂贵,怎么办?要事先考虑,比如有一台80年代初的数控机床用的光电阅读机,用LOOP方式读入加工程序,又可用SPOOL方式选入原带(机床设置数据),万一送不进去,则整台机床会变成“死”机,后果十分严重,由于我们领先一步考虑,与有关单位合作,经多次试验,采用了软盘处理机解决了这个问题,保证了该台机床能使用至今。多思,要事前考虑,给领导提合理化建议,努力改善数控机床的外部环境,从温度、灰尘、湿度等几个方面想办法,采用加装电源稳压器、加装电柜空调小房子等措施,使机床的故障大大地减少。
五、要多练,即多实践:
1.要多实践,
要敢于动手,善于动手
对于维修人员来说,要胆大心细,要敢于动手,只会讲,不动手,修不好数控机床。但是要熟情况再动手,不要盲目,否则会扩大故障,造成事故,后果不堪设想。同时我们还要善于动手,首先要上机熟悉机床的操作面板和各菜单的内容,做好操作自如,因为各种型号及系统操作是一样的。同时也要充分利用数控机床的自诊断技术来迅速地处理解决故障。现在数控技术越发展,则自诊能力越来越强。比如A一B10系统,有专用诊断软件,可连网诊断等。
2.要多实践,培养自己的动手能力和掌握实验技能
有时有些故障看起来很模糊,分不清是电气故障还是机械故障,比如COBURG龙门铣发生过这样的故障,即开Z轴无论是向上升,还是向下降,Z轴滑枕总是向下移动而报警。我们采用了“分开法”,把电气部分的控制与原电路完全分开,把Z轴直流电机的接线端子上的线拆下,另通直流电(可由交流220V电源通过调压器经过4只二极管整流给出)接到电机二端,发现电机能根据直流电的极性的变换能改变旋转去向,排除了电气故障,再检查发现是由于机械磨擦片打滑滑枕下垂所致。其它还有很多方法,比如“隔离法”、“置换法”、“对比法”、“敲击法”等方法都可以作为一种有效的手段来帮助我们寻找、排除故障。
3.要多实践,学会使用有关仪器
比如示波器、万用表、在线电路检测仪、短路检查仪、电脑、编程器等能够帮助我们具体电路的判断、检查,特别是PLC编程器、电脑、要熟练使用,可自由输入、输出机床参数,在线测试有关状态,系统初始化等。这对分析故障,特别是复杂故障,解决问题有很大帮助。
4.要多实践,进行“小改小革”
往往在正常工作中发生某一元件损坏(如选择开关、按钮、继电器等)而暂无备件时,自己动手尽可能用粘合法等办法修复或采用暂时的特殊办法,使机床能正常工作下去,等到备件来后再恢复。比如德国VDF数控大车的第2刀背中有5只夹紧用的微型压力开关,其中2只微型开关不慎损坏,而无备件,我们采用了“短接法”,使压力开关的触点符合PLC的输入条件,使机床不报警又能正常工作下去了。有时机械使用时间长后,定位精度差了,产生了定位报警,在无法重新调整机床的情况下可暂时修正机床参数,加大“公差”带,使之能正常工作,总之,这样的办法还很多。
5.要多实践,要自己动手修板子
一般说来数控机床的电路板可靠性好,故障率极低,一般去检查数控机床时,不要先怀疑板子的问题。比如西门子850系统,有时会出现41NC-CPU报警或43PLC-CPU报警,实际上并不是板子有故障,可以通过拆拔法,NC初始化,冷热启动PLC等方法反复试验一般可以排除。若确实证明是电路板问题时,要进行修复。这些板(一般无图纸)价格昂贵,一般要几千元─几万元,对于每个企业来说“备件难”,价格太贵了,备不起,因此数控机床电路板的好坏极为重要,一旦电路板损坏而无备件,一时又修不好,势必会停机,严重影响生产。有时往往电路板只是一个极小的故障,只要认真检查,不难发现问题,我们已多次发现个别电容漏电、板子虚焊、短路等故障,有些电路板故障比较复杂,但是只要化时间,通过用仪器检查,还是能够修好的;但还有部分电路板情况严重,特别是大规模集成电路,维修困难,加上原器件无备件,只能提早买备板或送出去修。自己动手修板子,有很大好处,一方面可以为企业节约成本,解决燃眉之急,另一方面可以“解剖麻雀”熟悉电子电路,培养自己的分析判断和动手能力是非常有益的。
我们可以拿普通笔记本电脑外壳和Macbook的外壳进行实例比较,普通笔记本电脑外壳里面的增强结构和壳是分开加工的,多半都是冲压或者塑模,然后再用螺丝、铆接等方法固定在一起的。然而冲压和塑模加工的时候只能上下两个方向用力,但是工件本身上下面和侧面都是有结构的,所以不管如何努力,这种方式生产的工件不会加工出来直角结构,冲压有回弹,塑模有拔模角。但Unibody技术中的CNC和激光就不用考虑这些,只要刀头进得去,想要什么样的就能要什么样的,这样壳和增强结构成为一体,对强度的增加是非常的明显,就可以用更少的材料获得足够的强度,并且没有那些连接件和连接结构。外观看起来会更漂亮更精细。
美国苹果电脑公司的设计部总裁JonathanIve就曾经说过:“产品设计其实就像雕塑艺术一样,雕塑家从石头中将灵魂解脱出来,产品设计师从铝合金、铁、玻璃、塑料中将灵魂解脱出来。”而我相信Unibody技术则就是这种将灵魂从铝合金、铁、玻璃、塑料中解脱出来的催化剂和媒介。同时我还认为这种技术会给产品造型设计方面带来一些变化,有可能会引起产品设计界“形式与功能”这个永恒话题的重新讨论。早在17世纪时,设计界就开始了“形式与功能”的讨论,但当时的设计强调产品的“形式”比“功能”重要,产品设计完全追求奢侈豪华;到了19世纪末20世纪初,现代工业的大发展和产品生产流水线的流行使得工业产品的成本急剧下降,这个时候产品更加注重批量化生产,要求产品的形式尽量简单易于制作,所以当时的设计师们为了使自己的产品设计能为大众所接受,将更多的精力花费在挖掘产品的功能性方面,并且由此发展出“极简主义”产品设计风格。20世纪初的人们由于迫切希望享受产品方便快捷的“功能性”,所以对产品的“形式感”并不是那么注重,然而今天的人们正处在一个“工业产品大爆炸时代”,人们可以对很多种工业产品进行选择,因此人们希望工业产品既能够有着良好的功能性又能够拥有十分个性化的外观形式。
Unibody技术所追求的精致制作工艺则正好迎合这种趋势,它在兼顾产品功能性的同时将产品外观形式美发展到极致。一般来说这种Unibody技术中采用的是高性能的多轴联动数控机床或激光加工。多轴联动数控机床有三轴机床也有五轴机床,通常三轴机床可以实现二轴、二轴半、三轴加工;五轴机床也可以只用到三轴联动加工,而其他两轴不联动。它能将数控铣床、数控镗床、数控钻床等功能组合在一起,零件在一次装夹后,可以将加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工,能有效地避免由于多次安装造成的定位误差,可加工形状复杂、精度要求高的金属外壳。例如,Macbook的完整的背壳是用0.5mm的不锈钢板加工成型的,其最大截面在内部(腰鼓形弧线),使用了可收缩型芯,弧线设计十分符合人们的审美。但这样的外壳设计必定会为结构设计和装配带来一些挑战性,它需要有托架焊接到背壳上来支撑内部器件并强化结构性能,装备从底到上,由于元件众多,因此厚度方向上的精度控制尤其重要,所以在托架和衬片焊接完成后还需要进行多轴联动数控机床加工。但是我们也可看到Unibody技术在现阶段是有着一定的缺点的。首先这种加工技术的成本较昂贵,而且这种加工方式需要围绕着一个工件进行多次加工,没有办法形成流水线式的工序,所有的后续工件只能排队等着前面的做完,即便是批量生产,也十分难大幅度降低成本。
所以说尽管Unibody技术能够使工业产品的造型外观变得非常漂亮,但是就现在来说这个技术还很难在一时半会普及整个工业产品加工行业,因此我们只能等待这种技术的进一步完善并最终达到技术成本的降低,才能最终将这种技术广泛推广到整个工业产品加工行业。总的来说,随着现代人们对工业产品外观越来越苛刻的审美要求,Unibody技术会更加广泛地被运用在产品设计方面。相信在不远未来的一天,在一些高硬度的产品合金外壳表面也可以雕刻出中世纪维多利亚式的纷繁复杂的曲线纹理。甚至每个人都能拥有着属于自己的功能相同但造型各异的工业产品,并最终达到功能优良与形式美观的完美统一。
作者:杨道陵