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数控机床是把电子技术、自动化技术、电机技术以及测量技术集中在一起的自动化化设备,数控机床具有精度高,效率高和柔性高这三个主要的特点。数控机床属于过程控制装备的一种,它需要每一时刻都要做好对设备的控制,使全部设备都可以准确的工作。需要注意的是不论哪一部分出现了故障问题都会使得机床设备停止工作,这就造成了工作的停滞,工作停滞的出现会对生产的质量和效率都受到严重影响。此外,特别是当设备运用于煤矿生产中时,一定要加强注意,因为数控机床正是处于工作中的关键岗位,如果出现故障后没有及时的进行维修和维护,就会造成巨大的经济损失,所以对煤矿机械的原理和装置进行详细的设计是很重要的。
2、数控技术特点和发现现状
数控技术能很方便的改变加工工艺中的工艺参数,有利于新产品的研发和换批加工。能确保加工的精度减少辅助时间,从而实现一次工作完成多道复杂的加工工序。对于普通机床难以完成的零价加工,如对复杂零件和零件曲面状的加工能高质量的完成。采用的是模块化的工具,一方面减少了安装和换刀的时间,另一方面又提高了工具的管理水平和提高了工具的标准化。随着现在的微处理器的产生以及现代的SOPC技术的发展,在机械加工和和机械设备的维修检测以及集成的程度上都有很大的提高。我国的自主创新能力不足,目前我国的数控技术只是处于对进口产品的模仿阶段,在技术创新方面缺乏。归其原因就是我们对引进的先进技术的研究不深入,最重要的是我国缺乏完善的鼓励创新机制。还有就是我国的产品网络程度不高,可靠性和稳定新不高。现阶段我国主要的串口通讯技术和NC程序传送技术的集成化和网络水平有限。所以在煤矿数控技术的研究和应用的领域还有很长的路要走。
3、煤矿数控机床的结构
构成数控机床的主体结构,有控制面板、CNC装置、伺服单元、驱动装置和测量装置等构成。计算机系统在煤矿机床的数控系统中占据着一个核心地位,系统通过输入以及输出命令的各种转换来对数据进行处理,从而完成来对工程执行的各方面操作。在操作工程中,控制面板充当了一个人机交换的媒介,传输各种各样的程序。PLC在煤矿数控机床设备中发挥着信息的交换作用,它是一个双方面信息交换空间,不仅要实现与控制中心的信号进行交换,还要与数控机床的开关信号进行交换,所以它的信息存量特别大。信息交换的地址不能随意的删除或者更换,都是已经事先设计好的地址。对煤矿数控机床的设计有三个重要的模块,分别是主传动数控化、传动的数控化以及对伺服进给系统三方面的设计改造。
4、煤矿机械数控机床的设计
应综合考虑系统应用的场合,所需控制的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后,再选择使用合适的CPU。8088,8086,80386,8098,80286,8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU,例如8080,8031,Z80等。应用于普通数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价,而且实用性和普及都是很强的,此外,对于它们的制造和维修也都是很方便的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气控制系统的目的就是为了满足被控对象工艺,有效的促进产品的质量和生产效率的进一步提升。在设计PLC控制系统的过程中,要按照下列原则进行。
一、坚持完整性原则,也就是说,要确保可以满足工业生产过程和机械设备的需要。
二、经济性原则,就是产品一经设计出可以做到简单实用。
三、可靠性原则,就是PLC控制系统在设计完成后可以稳定可靠的运行。
四、发展性原则,就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给未来的发展留出一定的空间。
通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响,在设计中还要考虑其经济性,利用原来的电动机拖动机床的传动,达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中,考虑到变换了切削转矩以及机床电压,会使得电机转速也发生变化,使得生产精度提高,其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统,用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会根据指令进行相应设定的工作,之后会进行机械的加工处理,从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定,同时,开环控制是对驱动系统进行改造的过程中不可缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发现,现代机床具有更高的稳定性,而且自身发生故障的可能性越来越低,工作中出现的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成,维修人员要从内到外仔细的检查,最大限度的排除因为随意的卸载造成的机床性能降低。此外,对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消除的作用,这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中,对数据库的整理也是很有必要的,它是远程数据库的基础,网络数据库是将数据和资源实现共享的核心技术,然后经过本地计算机的处理完成数据的存贮和查询。
5、煤矿数控机床伺服系统设计
数控机床的伺服系统有三种,即开环,半闭环和闭环三种。其中闭环的控制方案的优点很多也很突出,闭环的系统的机床精度很高,在补偿机械运动中的误差小,能减小甚至消除干扰与间隙等因素对精度的影响。但是闭环系统的机构较其他系统复杂,使用技术难度较大,对该系统的调试和维修困难,再有就是生产的造价高,在实际的生产过程中使用闭环的控制系统没有太大的必要性。ActiveX的其实就是一个开放的平台。其工作内容就是给程序的开发人员和用户,还有Web生产厂商提供在互联网创建程序集成过程中的方向。ActiveX服务器控件能把所有的能执行的代码还有程序融入到该服务器系统之中,并嵌入到Web中,让用户能通过网络就能得到想要的程序,不需要远程的客户端就能进行远程的执行。
6、总结
数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。
目前是采用计算机控制,预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置,使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成,这样极大的增强了机械制造的灵活性,提高设备的工作效率。
2机械制造中数控技术的应用
2.1工业生产工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上,或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下,完成人类难以完成的工作,很大程度上改善了劳动条件,保证了生产质量和人身安全。
在实际操作中,控制单元是由计算机系统组成,指挥机器人按照写入内核的程序向驱动单元发出指令,完成预想的操作,同时同步检测执行动作,一旦出现错误或发生故障,由传感系统和检测系统反馈到控制单元,发出报警信号和相应的保护动作。而执行机构是由伺服系统和机械构件组成。有动力部分向执行机构提供动力,使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作。
2.2煤矿机械现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。
2.3汽车工业汽车工业近20年来发展尤为迅猛,在快速发展的过程中,汽车零部件的加工技术也在快速发展,数控技术的出现,更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。
将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体,既可满足产品不断更新换代的要求,做到一次投资,长期受益,又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率,从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念,实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现,不仅如此,数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等,在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。
2.4机床设备机械设备是机械制造中的重中之重,面对现代机械制造业的需求,具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制,这样的机床就是数控机床。它是以代码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、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需零件。
3数控技术的发展
从第一台数控机床开发成功到现在已有50多年的历史,由传统的封闭式数控系统发展到现今的开放式PC数控系统。传统的计算机数控系统,由于采用封闭的体系结构,它的通用性、软件移植性、功能扩展和维修都比较困难;开放式体系结构的计算机数控系统的发展,使传统的计算机数控系统的市场正在受到挑战。开放式计算机数控系统,采用软件模块化的体系结构,显示了优良的性能,能适应各种计算机的软件平台,具有统一风格的用户交互环境,操作、维护、更新换代和软件开发都比较方便,具有较高的性能价格比,已成为数控系统发展的方向。
4结束语
机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。PC机进入数控领域,极大的促进了数控技术的发展,也为我国在数控生产领域赶超发达国家提供了机遇。跟上发展先进数控制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,尽快缩小与发达国家的差距,在激烈的市场竞争中立于不败之地。同时,数控加工技术的发展孕育产生大量的数控专业技术人才,进而推动我国现代机械制造业进一步走向繁荣。
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数控技术在机械加工领域的运用,是多方面的,多领域的,多视角的。我们在探析其效能实现途径的过程中,也应该做到具体问题具体分析。详细来讲,我们可以从以下几个角度来进行分析:
1)工业领域中数控技术的应用。无论是轻工业食品加工,还是重工业的金属冶炼,数控技术都能够找到其用武之地。从整体角度来讲,其发挥的效能就在于代替工作人员完成一系列的工作任务,从而使得劳动强度降低,劳动环境良化,工作人员更加安全,工作质量更加高,消耗成本更加低。在工业领域中,数控技术的操作同样是由计算机系统去实现控制的,简单来讲,就是将事先做好的编程纳入到计算机系统中去,在运行过程中发出指令,使得其处于自动运行状态。
2)机床设备领域中数控技术的应用。在机械加工体系中,机床设备控制技术是很关键性的技术,其拥有控制机床设备的能力,是现代机电一体化的重要组成部分。尤其在数控技术的帮助下,不仅仅可以使得机床控制能力得以强化,还使得机床的生产效率得以全面提升。一般情况下,同样是以代码控制方式为主,确定刀具,工件之间的位置,选择主轴,变速和刀具,冷却泵的顺序方案,在此基础上计算机发出相应的指令,要求机床完成相应的动作。
3)煤矿机械加工领域中数控技术的运用。数控技术在煤矿机械加工中的应用,主要体现在采煤机的发展上。一般情况下,各个煤矿的开采环境是千差万别的,由此导致采煤机也难以实现大批量的标准化生产模式,更多情况下是以研发速度快,品种多,小批量的生产模式。尤其在初步试件以焊件的方式运行,给予传统机械加工造成了很大的困难,而数控技术可以轻易的对其进行切割,并且以龙骨版程序实现运作,能够在以下几个方面表现出其优势:其一,切割速度变快,使得采煤的速度变快,也就是说在同等时间下可以获得更多的劳动收益;其二,采煤质量更加稳定,能够产出更加高质量煤炭产品;其三,规避了人力采掘的危险,使得煤矿生产处于安全的状态下进行;其四,直接切割的操作方式,可以使得生产效率得以全面提升,是实现资源优化配置的重要途径,能够在生产利润最大化方面发挥作用。
2数控技术如何更好的运用
到机械加工领域中去数控技术的确可以在机械加工领域发挥巨大的作用,但是由于现阶段还存在很多制约数控技术发展的因素,使得其效能未能完全发挥出来。因此为了促进数控技术效能的发挥,我们还应该积极采取措施去促进数控技术的发展和进步。具体来讲,我们可以从以下几个角度入手:
1)明确数控技术的发展方向,建立完善的理论研究体系。从数控技术的运用实践经验来看,其未来的发展方向为:越来越高性能,越来越高精度,越来越高速度,越来越高柔性化,越来越模块化,并且在这样的发展过程中,促进制造业朝着自动化,网络化,智能化和复合化的方向发展和进步。在数控技术发展方向确定之后,就应该建立完善的理论研究体系。具体来讲,应该做好以下几方面的工作:其一,高度重视数控技术理论研究工作,设立课题项目,注重企业与高校之间的联合研究,不断夯实自身的数控技术理论基础;其二,积极学习西方数控技术应用经验,引进先进的数控技术设备,在实践中去总结和归纳先进数控技术的优势,并且在此基础上进行大胆创新,促进数控技术理论的综合利用率提升;其三,不断总结和归纳自身数控技术发展存在的缺陷和不足,以此为出发点进行理论研究,找到查缺补漏的环节。
2)注重工序安排和编程工作,形成高效的加工运行模式。从本质上来讲,所谓的数控技术就是以程序化的语言指令去实现机械控制,使得其达到高效的运转状态。在此过程中的工序安排和编程工作,往往就决定了数控技术的质量和水平。因此高度重视此项工作的开展,显得尤为重要。尤其在此方面实践经验不足的背景下,很容易出现忽视的问题,难以发挥数控技术的全部效能。一般情况下,会出现的问题在于:其一,加工时先加工套类工件,不能先加工轴;其二,外圆锥测量最好使用车好的内锥和内圆弧去进行测量;其三,精度控制不能单单依靠机床,应该采用二次精车的方式来保证其正确性。上述的各种问题,往往会影响到高效加工运行质量和效率。
3)培养专业化数控技术人才,形成高效的数控机械管理团队。专业化的数控技术人才,也是发挥数控技术在机械加工领域效能的关键所在。对此,应该积极做好以下几方面的工作:其一,严格做好企业招聘管理工作,保证进入到数控岗位的人员都是经过严格审查的,以保证人才队伍整体素质处于较高水平;其二,积极开展专业化的数控知识培训和教育,使得数控技术人员具备专业化素养和技能,以保证数控技术可以顺利的运用到机械加工领域中去。
3结束语
伴随着科技水平的不断的提升,工程机械也在不断的适应不断发展的科技水平提升自身的制造水平。空调制冷技术在机械工程中的应用范围也在逐渐的扩大,但是工程机械空调系统作为一种特殊的空调系统,相对是比较复杂的。空调制冷技术在机械工程中的应用主要是通过压缩、冷凝、节流和蒸发这四个工作环节的不断的循环运行,从而保持蒸发器周边温度保持在一个响度比较稳定的低温度的情况下,从而实现工程机械过程中的制冷的要求。
二、空调制冷技术在工程机械中的发展应用
空调制冷技术在工程机械中的应用发展经历了5个阶段,由功能简单向功能齐全方向发展,而工程机械空调发展虽滞后于车用空调较多,但其发展历程与汽车空调基本相同。单一供暖,该阶段空调系统多为利用发动机冷却液通过制热芯体将水芯加热,用鼓风机将被加热空气吹入驾驶室,给驾驶室的操作人员供暖。目前国内某些企业的工程机械产品依然在使用此种空调,主要用于售价较低的小型工程机械。单一制冷,单一制冷空调技术在二战后得到运用,在1957年开始有了加装单一制冷空调系统的轿车。但是此空调装置无法调节温度,目前基本被淘汰。当前使用的单一制冷空调,几乎都为可调型。冷暖一体化,随着空调技术的不断发展,冷暖一体式空调第一次在汽车上实现应用,并且已经具备了基本的制冷、制热、除霜、通风和过滤等功能,但是需要人员控制,工作量较大,可调温性差。目前我国工程机械多数都在使用这种空调系统。自动温控空调系统,该种空调系统虽冷暖一体,但需要手动调节温度,增加了操作人员的工作量,控制效果也不是非常好,但是目前此方案还是得到了用户的认可。这种空调系统需要事先将温度设定好,系统会在事先设定的温度范围内自动工作,起到调节驾驶室内空气的目的。目前,此方案被广泛地应用于工程机械的空调系统中。
三、空调制冷技术在工程机械中的作用
通常,工程机械工作环境比较差,操作人员的操作环境也较差,尤其在潮湿、炎热、粉尘大、寒冷的作业地区,空调的应用就显得尤为重要。工程机械空调的最主要的功能是对驾驶室内空气的湿度、温度、气流流速和清洁度等影响因数进行调节,使操作人员感到舒适,并去除挡风玻璃上的雾、霜、雪,保证操作人员身体健康和行车安全。具体功能有以下几点:一是调节驾驶室内空气的温度。夏季降温,冬季取暖并除霜、雪,潮湿季节除湿除雾。二是调节驾驶室内空气的湿度。三是调节驾驶室内气流流速。四是净化驾驶室内空气,提供洁净新鲜空气。五是实现驾驶室内增压,阻止灰尘进入驾驶室。冷暖一体化,随着空调技术的不断发展,冷暖一体式空调第一次在汽车上实现应用,并且已经具备了基本的制冷、制热、除霜、通风和过滤等功能,但是需要人员控制,工作量较大,可调温性差。目前我国工程机械多数都在使用这种空调系统。自动温控空调系统,该种空调系统虽冷暖一体,但需要手动调节温度,增加了操作人员的工作量,控制效果也不是非常好,但是目前此方案还是得到了用户的认可。这种空调系统需要事先将温度设定好,系统会在事先设定的温度范围内自动工作,起到调节驾驶室内空气的目的。目前,此方案被广泛地应用于工程机械的空调系统中。
四、在工程机械空调各个部分的安装
(一)压缩机选型与安装。压缩机是空调系统中的最重要的部分,空调系统中的压缩机主要由两种类型,一种是控制排量压缩机,一种是变排量压缩机,无论是哪种类型的压缩机都是有着将制冷剂进行运输送制冷的作用。定排量压缩机指的是根据发动机的转速进行相应比例的转动的调整。因此定排量压缩机有一个弊端就是不能够根据制冷的情况来改变自身的转速,这样的话会导致输出的冷气过于集中。在实际应用中如果是连续的运转的话一般的转速是保持在2200-2500转/分钟,如果是非连续性的运转的话一般是保持在2800转/分钟。变排量压缩机其自身的功率是自动根据制冷的需求进行自动调节的。变量压缩机具有定排量的和变换排量的双重的性质。在实际应用中,变排量压缩机是转速一般设定在2200转/分钟。
(二)制冷剂管路的布置。制冷剂管道主要是指蒸发器到压缩机的这段管道距离,在进行管路设置的时候管路要尽量的小,并且管路的通道的直径应该按照能承受的最小的眼里来进行设置。制冷剂管路的通道必须要保证与发动机的排气管的隔离。
(三)空调安装中要保证各个部分的稳固性。在机械工程中安装所使用的空调的时候要尽可能的保证空调中的各个部件都是要稳定牢固,这样能够保证在机械工程中使用空调的时候的耐冲撞和震动性。
五、结语