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关键词:数控机床;可靠性技术;研究
数控机床的操作系统相对复杂,需要坚实的可靠性技术作支撑。虽然国产的数控机床在精度和复合加工等方面的技术应用得到大幅进步,但受可靠性技术研究的机构和学者缺乏、可靠性数据积累薄弱、对数控机床故障维修的关注度较低等因素的影响,我国现阶段的数控机床可靠性技术与国家水平还存在一定差距。为提高我国数控机床的市场占有率和核心竞争力,促进装备制造业的可持续发展,需要强化对数控机床可靠性技术的研究。
1.数控机床可靠性概述
可靠性无法用具体的量来界定,其主要是指产品在一定条件下受规定时间的要求完成规定任务的能力,不同场合及情况下存在不同的可靠性指标。数控机床可靠性是指数控机床在实际运行过程中表现出的属性,由于数控机床集合了机、电、气等高新技术,在具体运行中对加工精度提出了更高的要求,因此,数控机床的可靠性存在一定的特殊性。我国现阶段的数控机床发生的机械故障主要是定位不准、刀库不转位、工作台不执行程序指令等功能性故障。此类功能性故障需要数控机床制造商及时解决,提升数控机床的可靠性。基于数控机床用户的角度,数控机床的可靠性即降低机床在实际运行过程中故障发生的频率,提高机床的工作效率。在展开数控机床可靠性研究时需要有效发现和分析问题,并及时解决,通过切实可行的解决办法打消用户的顾虑,提升数控机床的可靠性即提升了数控机床的市场核心竞争力,并促使我国数控机床行业朝高精度、高档次的方向发展。
2.数控机床可靠性技术的存在意义
可靠性技术是影响数控机床长远发展的关键技术,强化对数控机床的可靠性研究也具有一定的必要性。由于我国自主研发的数控机床自动化水平偏低、精度较差、功能部件滞后,造成数控机床的可靠性降低,功能性故障的发生几率提升,因此,数控机床的可靠性技术具有重要的存在意义。今年来,我国的机床产业虽取得了显著的进步,但仍然存在机床生产技术相对落后,无法准确判断数控机床的故障并全面的排除,售后服务不到位等问题,导致我国的数控机床水平与西方先进的数控水平还存在一定差距。在激烈的市场竞争环境下,国外的数控机床产品不断涌现,抢占了我国数控机床产品的市场份额,为有效解决此类问题,需要正确认识数控机床可靠性技术的存在意义,加强对可靠性技术的研究和分析,提高我国数控机床可靠性技术的应用价值。数控机床可靠性技术的全面应用提高了机床的使用效率,强化了人们使用国产数控机床的信心,对我国装备制造业的稳定发展起到了良好的促进作用。提升数控机床的可靠性,改革传统的机床行业的生产现状,将我国生产的数控机床推向国际的舞台,实现民族制造业的强大振兴。
3.提高数控机床可靠性技术的措施
提高数控机床的可靠性技术需要立足根本,提升数控机床系统设计的可靠性。在设计数控机床系统的过程中,根据机床的实际功能需求组建模块,在降低数控机床维护成本的同时保证数控机床使用的稳定性,设计人机对话的系统功能,提高数控机床针对故障的自我诊断能力,在源头上发现故障,并及时有效的解决,起到自我保护的作用。提高数控机床的系统性能,促进其运行速率,进而达到最佳的系统设计可靠性效果。正确操作数控机床的系统,降低程序编写、参数配置等系统操作的失误率,缓解对数控机床转动链的冲击,树立良好的企业信誉,为用户提供最便捷的服务。提高数控机床可靠性技术的重要环节在于采用隔离屏蔽技术,减小干扰信号,降低其受系统滤波环节时产生的不良影响。通过屏蔽干扰源,阻断静电与电磁信号的手段达到屏蔽干扰信号的效果。为降低高压线外的物质影响,提升数控机床的可靠性,还可应用双层金属屏蔽系统,全面提升国产数控机床可靠性技术的应用效率。由于数控机床的地线较为复杂,将系统中的结构件接地,采用金属屏蔽线来隔离输入信号线,通过科学合理的布线接地措施提高数控机床的可靠性技术。用户对数控机床的使用不当也将造成机床的故障,因此需要对运行进行可靠性控制,谨防用户对数控机床的过载使用,出现相应故障后,采取积极有效的措施恢复数控机床的精度,进而达到提高数控机床可靠性技术的目的。完善可靠性技术的操作体系,从数控机床的可靠性建模角度出发,严格筛选数控机床可靠性技术的研究成果,构建相关的数据库,全面提高数控机床的可靠性技术。
4.数控机床可靠性技术研究
对数控机床可靠性技术展开研究,从数控机床的可靠性指标、可靠性建模、可靠性分析、可靠性设计出发,以此获取理想的研究成果。明确数控机床可靠性指标,研究数控机床在规定条件下对规定功能的执行情况,从数控机床的实际运行情况出发,使用定量数据表示,做到具体问题具w分析。在数控机床的设计和生产阶段,采用科学的方法进行有效计算和分配,提升数控机床的可靠性。基于数控机床的可靠性数据分析,构建相应的产品结构逻辑分析模式。由于数控机床的系统结构相对复杂,使用寿命在不同时期呈现的具体时间存在差异性,进而造成数控机床的故障率曲线也不同。现阶段主要采用的可靠性模型是串联模型、并联模型和混联模型。随着数控机床的使用频率加大,其可靠性也将随之降低,进而将出现一些偶然性的频率。传统的监测方法针对故障的间隔时间进行考虑,并未根据故障发生的次序研究,因此造成数控机床的可靠性模式与实际运行情况不符。为提高数控机床的可靠性技术的应用价值,多数专家学者对故障的间隔次序进行建模研究,了解数控机床安全陛退化的规律,并对数控机床的可靠性设计提供了科学依据。数控机床可靠性技术中的可靠性分析主要分为应力分析、故障树分析和危害性分析三类。其中应力分析是对数控机床在运行过程中承受的非常荷载和工作荷载进行分析。非常荷载受设计不合理等因素导致,而工作荷载则是因设备功能的需求造成。通过有效的应力分析,达到进行合理结构设计的目的。故障树分析是分析数控机床可靠性的重要方法,其可直观、形象地分析出数控机床运行过程中存在的潜在故障,提高数控机床的故障的自我发现能力。危害性分析是在数控机床受故障模式影响后产生的,主要是对数控机床的故障展开精确的分析,针对数控机床的关键环节,通过切实有效的危害性分析来提升产品的可靠性。可靠性设计是结合数控机床的历史故障数据和经验展开的分析,在掌握当前技术水平和部件功能的前提下,促使数控机床产品达到最大的可靠性。借助可靠性设计的分析结果,完善原有的机械设备,降低设备的故障发生率。
对数控车床进行故障分析,可以有效的提高机床的可靠性。本文主要对数控机床故障的处理原则、方法、分析、诊断和提高机床可靠性的措施进行介绍,以期数控车床能够得到更好的发展。
【关键词】数控车床 故障分析 可靠性
机械制造业经过多年的发展,已经取得巨大的成果,其中,数控机床的加工为机械制造行业的发展提供了有利的基础。现代机械加工制造对数控机床提出了更高的要求,需要数控机床具有自动化加工功能的前提下,还要具有可靠性的保障,因此,加强对数控机床的故障分析,可以提高机床运行的稳定性,进而可以促进我国机械制造行业的发展。
1 数控车床故障的处理原则与方法
1.1 数控车床故障处理原则
在数控车床的加工中,对于故障的排查,首先需要遵循由外到内的原则,对机床要从外部开始检查,可以避免机床造成不必要的损坏;在对机床故障进行诊断时,要保证安全性的原则,即修理时需要在断电的情况下进行处理,可以较好的提高安全性;最后当机床发生多个故障时,需要遵守由简到难的处理方式,可以提高故障的处理效率。
1.2 数控车床故障处理方法
数控机床发生故障时,首先可以运用观察法进行初步诊断,对简单的故障和故障发生的部位可以有初步的了解,另外,可以通过电工设备或者机床的自身诊断功能对机床进行深入诊断,以便确定故障位置并且进行处理。最后在遇到难以确定的故障时,才需要进行全面的检查,以便确定故障部位,进而可以针对性的进行处理。
2 数控车床常见故障分析及解决措施
2.1 电机故障分析及解决措施
在数控车床的加工中,容易出现电机停转、电动机噪声和电机发热等故障,影响了数控车床的正常生产。在这种情况下,要对故障进行分析:首先确定是否缺乏油,操作者可以更换油或者直接更换轴承;电机故障还可能是由于皮带的间距过大或者紧固螺栓发生松动造成的,这时操作者需要调整皮带的间距并且对螺栓加以紧固;电机轴承的损坏和风扇的故障也可能导致电机的发热,在这种情况下,操作者首先要对风扇进行检查,确认风扇无误后,可以对轴承进行更换处理。加强对数控车床的电机故障分析和处置方法,可以有效的提高企业的生产效率。
2.2 刀位故障分析及解决措施
刀位在数控车床的加工中,可能出现旋转不止的现象,出现的原因是在选择刀具时,由于无法得到应答的信息,从而导致刀架不停的旋转,这时,需要操作者对刀架的元件进行检查,对损坏的元件及时进行更换可以有效的解决刀位不停旋转的现象。
在数控车床加工中,容易出现空走刀的现象,影响零件加工的精度,在这种情况下,可能是由于丝杠或者思丝母松动导致的,零件的松动导致刀具运行缺乏阻力,进而导致空运行现象的发生,将松动部位进行紧固连接,可以有效的解决这一故障。
3 提高数控车床可靠性的意义
数控车床的加工可以有效的提高机械零件制造的效率,其可靠性影响着机械制造技术的发展,先进的机械制造技术,不仅需要提高数控车床的使用性能,还需要提高数控车床的可靠性,才可以保证加工中可以达到合理的加工效果,同时提高加工的安全性,减少操作繁琐的步骤。提高数控车床的可靠性,可以较好的促进数控事业和机械制造事业的发展,进而可以促进我国工业化进程的发展。
4 提高数控车床可靠性的几点建议
4.1 加强故障预防分析
在数控机床的加工使用中,故障发生是影响机床加工效率的主要因素,同时影响着数控机床的稳定性。因此,加强对数控机床使用前故障分析的重视程度,尽早对数控机床的故障进行预防,可以有效的提高机械加工的效率和稳定性,可以将企业的损失风险降到最低。加强对机床的故障预防分析,需要生产商加强对故障分析的重视程度,对数控机床容易出现的故障要进行合理的分析和预防,制定出合理的维护方案,同时,购买机床的企业要加强数控机床的保养,这样才可以减少不必要的损失,进而为企业创造更大的生产价值。
4.2 完善数控车床设计缺陷
生产厂家在对数控机床进行设计生产时,可以根据企业的生产需要来设计不同类型的数控机床,尤其是在电气的选择上,需要根据客户的实际需要来进行元件的选择,例如对需要大功率的企业,可以针对设计出大功率的加工机床,这样可以较好的满足企业的需求,同时可以减少不必要的加工工序,提高了企业的生产效率,对于数控车床的刀具和冷却系统,一定要严格设计,以确保冷却液的合理运用,可以有效的减少企业的生产成本。加强数控机床设计的合理性。可以有效的达到最佳的使用效果。
4.3 加强对加工精度的控制
数控机床的加工故障,大部分来自于加工精度的控制工序,因此,将加工精度进行合理的强化,有利于提高企业的生产质量和效率。例如对于数控车床的加工轨道和主轴装夹部位,要经常进行检查,对出现故障的区域要及时进行处理和更换,以便保证数控车床的加工精度,进而提高数控车床的可靠性。
4.4 确保配套设施与机床相符
在数控机床的加工中,常常因为零件的故障而需要进行更换,在购买机床的配套设施时,企业为了节约成本而购买质量较差的配件,虽然可以保证生产,但是会对机床造成一定的损害,不利于数控车床的保养,进而会影响数控车床的使用寿命。在这种形式下,企业应该加大对配套设施的重视程度,在进行零件更换时,要选择质量良好的配套设施,以便保证数控机床的可靠性。
5 结语
加强数控车床的故障分析,提高车床的稳定性,可以较好的促进机械制造行业的发展,希望通过本文对数控机床故障分析和提高稳定性措施的相关介绍,可以促进数控事业的发展,进而促进我国工业化进程的发展。
参考文献
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关键词:数控机床;搬迁工程;搬迁管理
中图分类号:TU721 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)19-0158-02
我所即将进行从锦州到天津的整体搬迁,这是一项非常复杂的工程,涉及到方方面面很多问题。为了尽量减少对生产任务的影响,提高作为机械加工设备核心的数控机床的搬迁效率、缩短搬迁周期、确保搬迁质量与安全是搬迁任务的重中之重。研究这一课题是十分有必要和有现实意义的。
1 数控机床搬迁前期准备
1.1 机床技术资料的搜集整理
在搬迁前,对数控机床的图纸、技术数据、指标等原始资料进行搜集和整理。一方面了解机床的内部结构,更要了解外部结构、尺寸数据,为下一步制定拆卸、包装方案提供支持,另一方面要了解机床出厂精度要求。
1.2 机床状态记录
与普通机床相比,数控机床具有加工精度高、加工质量稳定的特点。数控机床的搬迁,可能会对机床精度造成一定的影响。搬迁前后对机床进行精度检验(包括几何精度、位置精度、工作精度)是对搬迁工作及质量的最重要的验收标准。此外为了尽快恢复数控机床工作状态,应记录机床拆卸前状态,包括易损部件、各电机的机盖和机床防护门等安全防护装置、自动保护装置、制动装置、监控系统的完好程度以及各种开关、传感器和控制器的原始位置记录,并在实物上标记等。可以利用数码相机进行拍照,便于状态记录与查看。
1.3 机床拆卸运输方案的制定
在对数控机床进行搬迁时,应在少拆卸、尽量进行整体搬迁的原则下,考虑包装、吊运要求,使机床搬迁后的精度性能不出现严重偏差。为了减少装卸车次数,应尽量选择公路运输,并提前办理作业人员的人身意外伤害
保险。
2 拆卸、包装、运输过程中应注意的问题
2.1 机床拆卸注意问题
对数控机床的保护性拆卸和机床及零部件的编号是拆卸工序的重要工作内容,可以利用数码相机进行拍照。所拍的数码相片也应按照要求进行分类和编号。设备拆卸时,要对拆下的部件、管路、电缆等装箱包装,避免损坏或丢失。对液压、气动、、冷却等管路连接处,用干净的塑料布密封后包扎,防止灰尘、异物、水分等进入。拆卸下的螺栓、螺母要涂油后立即拧回原处,避免弄混或丢失。拆卸过程要选择合适的工具,最好使用机床生产厂家随机工具。
2.2 机床包装运输过程中注意问题
机床拆卸后要在准备好的场地暂存,等待包装装车。重要或易损的零部件,如电气元件、PLC、各种阀体等,应该在拆卸的同时进行编号,然后再装箱。对数控机床的工作台,要涂抹一层薄的干黄油并进行局部包扎保护。由于锦州到天津距离400多公里,运输设备的时间较短,在非雨季运输时,可做简单包扎处理。根据机床重量,选用合适的吊车和运输车辆。机床进行平面搬运、吊装、运输及卸车时,要根据之前确定的吊点进行,慢吊轻放,严禁磕碰,吊索和设备接触的地方要有保护垫层。使用叉车运输机床时要绑牢,防止因下坡或路面不平使设备掉下。所有机床装车应保证平稳,并可靠固定。对精密设备(如三坐标)和机床易碎的部件运输应采取减振、防冲击的措施,如加入油毡及填充物等。设备装箱时,还要做好装箱单的填写工作。机床装车后,用数码相机对整车拍照,相关照片和装车清单随车押运。运输时寻找合适的路线,匀速、平稳行驶,保证机床运输安全。
3 数控机床安装与调试
3.1 机床安装
机床安装前,应该先检查设备基础准备情况,确认设备预埋基础尺寸,检查设备预埋管线和孔洞、接地端子板等部件。以上方面直接影响机床安装,一定要严格要求,如发现问题必须及时整改,整改满足安装条件后再进行设备安装。机床安装前要按照图纸及相关规定对油、气管路等进行相应的冲洗。在机床安装过程中应按照先下后上、先内后外、先主后附的顺序安装。机床安装后,要进行找平,这是设备安装的重要工序,其目的是保持机床稳定性,减少振动,避免变形,防止不合理磨损及保证加工的精度等。检查电气系统装置齐全,管线完整,接线正确,线号清晰,运行可靠。
3.2 数控机床调试
搬迁后数控机床调试可分为空载和带负载调试两个阶段,必须调试合格后才可恢复生产使用。使用前检查的主要内容包括:
3.2.1 设备液压、气动、冷却、等管路和腔(箱)体都不能存在跑、冒、滴、漏、渗的情况;机床的压缩空气气源在进入设备前必须进行彻底的吹扫和清洁,防止管路内部杂物进入机床造成气动部件堵死甚至损坏;除去机床搬运过程中的各种固定物;检查机床各运转部件是否灵活,不应存在卡、塞、振、抖现象;检查各滑动部位运动是否正常,各滑动面不存在严重的拉、研、碰伤。
3.2.2 确认机床所有仪表、电气设备正常,读数正确。对电源、主回路进行绝缘测试。在通电前必须要确认输入电源电压,检查电源电压、频率是否与机床要求一致,检查电源电压波动情况,确定电源相序,避免因电源问题损坏电气元件。检查机床主轴、各进给轴、换刀装置、液压、气动、、冷却、照明等系统是否正常。保证机床周围环境清洁。
3.2.3 检查机床的各种安全保护装置是否安全可靠。
3.2.4 在机床调试过程中,保证安全十分重要。要制定相应的安全措施与应急预案,调试人员与操作者必须严格遵守调试方案中的具体要求。
3.3 数控机床搬迁后的稳定性检验
工作的稳定性是体现数控机床性能的一个重要指标。如果一台数控机床没有长时间稳定工作的能力,其加工精度在工作过程中不断变化,在实际生产中操作者要不断地测量工件修改尺寸,势必会造成工作效率下降,也体现不出数控机床的优点。为了检查搬迁后数控机床的加工能力以及工作稳定性,安装调试后,机床应在空载或一定负载下自动运行一段时间。按照国家标准GB 9061-88,数控车床自动运行时间应不少于16小时,加工中心应不少于32小时,要求连续运转,期间不应发生任何故障(操作者操作失误引起的除外)。如果出现故障,且排除故障时间超过1小时,应该调整后重新开始运行检验。
4 结语
数控机床搬迁工程涉及的专业多,技术性要求强,而且搬迁的都是旧设备,其调试过程也比较复杂,所以必须要根据不同的机床类型选择最佳的搬迁方案和进行科学管理,尽量降低搬迁对机床的影响,减少搬迁工作量,提高搬迁效率,保证搬迁过程的安全与质量,确保重新安装后一次试车成功,满足生产运行的要求。
参考文献
[1] 朱正.数控机床搬迁过程中的技术要点[J].黑龙江科技信息,2012,(11).
关键词:机床结构 熟练操作 安全文明
为了满足市场和科学技术发展的需要,达到现代制造技术对数控技术提出的更高要求,数控技术未来仍然继续向开放式、基于PC的第六代方向发展。多轴联动、多主轴的数控机床已经得到越来越普遍的应用。随着数控机床多功能性的发展,数控机床的价格也日益提高,使用维护数控机床、发挥其经济效益与操作者的操作水平有着密不可分的关系。
一、操作者必须具备的技能
操作者要熟悉数控机床的结构,包括机床的机械结构和操作面板以及简单的电路结构。熟悉机械结构,机床在机械报警时,操作者便可以迅速地找出机械故障,对其进行维修,比如油箱泵有异常噪音,就需要检查工作油是否合适、压力表是否正常、管路积分接头有无漏油;在出现电路故障报警时,有时候也许仅仅是数控装置中一个按键弹了出来。熟悉常见故障并且了解维修方法,可以缩短维修时间,增加机床安全运作的时间,提高机床的经济效益。
操作者对数控机床的熟练操作对机床的经济效益有着决定性的作用。大家都知道,判断工件是否合格,不仅仅是把图纸的图样零件加工出来就可以了,还包括零件的尺寸、加工的精度、表面的粗糙度等等,这就要求操作者对数控机床的操作必须是熟练的。要做到熟练操作机床就得要求操作者不仅有一定的实践能力,还要有一定的理论知识。例如对一个零件的图样,操作者需要有看图识图的能力,识别图样中零件尺寸,以及某些零件的标准,根据图样计算出零件各个节点的坐标值;运用公差知识,计算图中尺寸的公差范围,配合尺寸的范围,形位公差等。读图后,要合理安排零件的加工工艺,这一环节不仅需要我们所学习的《数控工艺》《数控原理》,还需要结合生产中所遇到的一些问题,比如机床的高速运转的性能、刀具的性能、工件的材料等,从而制定合理的工艺路线。确定完工艺路线后,开始编写数控加工的程序,这就要求操作者或程序员能够灵活熟练地使用编程语言,这样才能够迅速准确地编写出所需要的程序。接着就是加工环节了,也是体现我们前面所做努力的环节。操作者在粗加工时选择不同的刀具、不同的转速和进给量,在精加工中选择不同的刀具、不同的转速,加工出来的合格率也是不一样的。在加工中也许会出现撞刀、刀具磨损严重、加工排屑不畅、停电等各种问题,随着操作者对于机床越来越熟练地使用,他们能够及时处理好这些问题,不影响最后的加工生产。最后,操作者对数控机床的日常保养也有着重要意义,不仅需要每天检查导轨油箱的油量,主轴恒温油箱,机床液压系统,压缩空气气源压力,X、Y、Z轴导轨面,液压平衡系统,各种防护装置,电器柜通风散热装置,还要不定期检查冷却油箱、废液池、排屑器等。只有做好日常保养工作,才可以延长数控机床的寿命,使加工成本降低,取得最大的经济效益。
二、操作者必须遵守安全准则
操作者对安全文明生产规章制度的遵守情况在一定意义上也决定了机床的经济效益。安全文明生产是指在劳动过程中要努力改善劳动条件,克服不安全因素,防止伤亡事故的发生。这是保护员工安全健康和单位财产安全的前提。安全与生产,两者息息相关、密不可分。忽略安全保护工作,必然发生伤亡事故和职业病害,给家庭带来危害,给企业造成不良社会影响。因此搞好安全文明生产不仅是生产发展的需要,而且有着重要的政治和经济意义。
1.1数控加工的定义
数控加工能够大大提高对复杂性产品的制造效率,能够充分保障产品的加工质量,它是集传统的机械制造工艺、现代化控制技术、传感技术等技术于一体的,它的广泛使用给机械制造业带来了极大的方便,数控技术的水平已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志。
1.2数控加工的特点
数控加工技术与传统的机床加工技术相比,其具有以下几个方面的特点:1.加工零件的精度越来越高,能够适应许多品种复杂的小零件。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的,不需要人工干预,从而能够消除人为产生的误差。2.数控机床能够随生产对象的变化而发生变化,所以在数控机床上改变加工零件时,只需重新编制程序,输入新的程序后就能自动实现对新的零件的加工;而并不需要改变机械部分和控制部分的硬件,从而为复杂结构零件的生产提供了极大的方便。3.数控机床每一道工序都可以选用最有利的切削用量,这就提高了数控机床的切削效率,节省了时间,数控机床还能够实现多道工序的连续加工,大大提高了生产效率。4.数控机床加工零件一般不需要制作专用夹具,并且还可以实现一机多用,从而能够使生产成本进一步下降,可获得良好的经济效益。5.数控机床可以使用数字信息与标准代码处理、传递信息,从而为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。
2数控机床
2.1数控机床的定义
数控机床是集多种技术于一体的现代化技术设备,是一种装有程序控制系统的自动化的数字机床,其控制系统能够自动的处理各种程序指令,从而使得机床工作加工零件。数控机床的系统一旦出现故障,就会使得机床停止运转,从而影响生产效率。数控机床容易出现的故障主要有:机械的磨损与锈蚀、工件表面粗糙度大、电子元器件发化,本身有隐患、灰尘、操作失误等,所以,对数控机床出现的故障及时的进行维修是保障数控机床能够正常运行的前提,对数控机床的快速发展和不断完善也起到了巨大的推动作用。
2.2数控机床的特点
(1)对加工对象的适应性比较强,能够根据不同加工对象为模具的制造提供合适的加工方法;(2)加工精度高,能够适应各种小而精密的零件的加工,具有比较稳定的加工质量;(3)当加工零件发生改变时,不需要重新进行设置,只需要更改数控的程序就可以,这样就大大节省了生产时间,提高了生产效率;(4)由于采用的是自动化程序控制,所以大大减轻了劳动强度;(5)数控机床对工作人员的素质要求比较高,对维修人员的技术要求更高。
2.3数控机床的分类
(1)按照加工工艺方法进行分类:金属切削类数控机床;特种加工类数控机床;扳材加工类数控机床;(2)按控制运动轨迹进行分类:点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。
3数控机床常常出现的故障分析
3.1数控机床监测技术的特点
随着社会的不断进步,经济的快速发展,数控机床监测技术也得到了迅速的发展,从而更加准确的确保了机床的正常运行。数控机床监测技术主要有以下三个特点:(1)数控机床监测的目的很明确,能够快速的对机床进行故障监测,进而及时的制定出科学、有效的解决方案,从而保障机床的正常运转;(2)数控机床监测技术涉及的范围比较广,主要涉及到物理学、机械动力学等多种学科知识领域;(3)数控机床监测技术能够很好的联系实际,能够把理论知识转化为实践,然后用于实际的操作中,这样就能够很好的提高数控机床的安全运行。
3.2数控系统故障
3.2.1位置环位控环报警:可能是测量回路开路;测量系统损坏,位控单元内部损坏;不发指令就运动,可能是漂移过高,正反馈,位控单元故障;测量元件损坏;测量元件故障,一般表现为无反馈值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲产生报警的可能原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。3.2.2电源部分电源是维持系统正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。
3.3无报警显示的故障
3.3.1机床失控由于伺服电动机内检测元件的反馈信号接反或元件故障本身造成的。3.3.2机床振动此时应首先确认振动周期与进给速度是否成比例变化,如果成比例变化,则故障的原因是机床、电动机、检测器不良,或是系统插补精度差,检测增益太高;如果不成比例,且大致固定时,则大都是因为与位置控制有关的系统参数设定错误,速度控制单元上短路棒设定错误或增益电位器调整不好,以及速度控制单元的印刷线路不好。
3.4数控机床监测人员要掌握方法对机床的监测
数控机床监测人员在检测前要详细了解机床发生故障前有哪些征兆或者是现象,根据这些现象对故障进行分析,这样可以大大提高监测效率;如果不能通过看机床表面判断出机床的故障,这时就必须进行深层次的故障检测,对很有可能发生故障的部位进行监测,从而监测出故障部位。监测人员还一定要熟悉相关机床的维修原理,在每一次监测完机床故障以后,应该详细的记录好监测方法,从而可以方便掌握机床的故障规律,从而提高故障诊断效率。
4数控加工及数控机床的维护及检修
4.1数控加工及数控机床维护与检修人员
由于数控机床的特点,所以对维护与检修人员的要求比较高,只有维修人员具有较高的素质和工作技术才能真正确保数控机床维修工作的快速、高效运行。有效的预防与维修的技术手段是确保数控机床能够高效运转的基本条件,所以要建立严格的维护修理制度对机床进行及时的维护、修理,从而来大大降低事故的发生率,每次使用完机床以后要对机床的每一个部件进行检测,对一些有破损的部件进行及时的更换,定期对机床进行检测,一旦发现问题及时的进行解决,另外,还可以对机床进行一定程度的升级或者是改装,从而使的机床的技术水平能够得到大幅度的提升,使得机床能够稳定运行、长时间运转,从而获得更多的经济效益;除此以外,还要对机床的使用寿命与更换频率进行评估,从而真正提高机床的使用寿命。保障数控机床能够正常运转的主体还是维护人员,为此,一定要加强对维护人员的培训力度,让维护人员在掌握基本的知识基础以后,掌握更多、更有效的技术方法,真正成为数控机床专业检测诊断技术的高级操作专家,此外还要提高维护人员的责任心,让维护人员能够利用自己灵活且基础扎实的知识体系,使机床的正常运行获得保证,从而减少事故的发生频率,带来更多的经济效益。
4.2加强对机床的安全监察力度
只有真正保障机床是在严格的操作流程下进行,才能真正保障人们的生命安全,减少事故的发生,所以,一定要重视事故的发生原因,对事故进行仔细的分析和解决,吸取教训,不断的总结经验,将事故发生的过程记录下来,从而能够避免下次再出现同样的事故,另外,还要加强对机床的安全监察力度,做好安全工作,对于不同种类的机床要采取不同的分析与诊断方法,还要做好定期维修和护理工作,提前对机床可能出现的故障进行预测,然后针对这些故障提前做好预防措施,对于机床的引进购买一定要确保是从正规厂家进行的购买,从而真正从源头上确保机床的质量,再者还要注意确保维护人员的生命安全,要牢记安全第一的原则,提高维护人员的安全意识,从而真正使得维护人员的安全有所保障。
4.3做好预防性维护工作
预防性维护工作的目的是为了降低故障的发生率。所以,数控机床维护人员要对数控机床在实际运行的过程中可能出现的故障进行提前的预测,然后根据估测,提前做好防范工作;除此以外,数控机床管理人员还要对每台数控机床都建立起日常的维护保养计划,包括保养内容以及各功能部件和元气件的保养,然后定时定期的对这些数控机床进行维护;如果数控机床长时间闲置不用,当需要使用的时候,第一次使用时最好用较低速度进行运行。
4.4数控机床的诊断原则
数控机床诊断技术主要是对机床进行故障监测和诊断。如果不能很好的对机床进行监测和诊断,就会使得这些机床在运行的过程中发生故障,导致机床不能继续正常工作,从而给人们的生命安全造成威胁,给企业带来不可估量的经济损失。诊断技术就能够很好的避免这些故障的发生,能够使得机床按照自身的系统正常的运行。对机床进行监测和诊断可以精确的发现机床存在的问题,然后快速的解决这些问题,从而确保机床的正常运行。由于数控机床是集多种技术于一体的现代化设备,所以维修人员在诊断故障时应该采用先由外向内逐一进行排查,尽量避免随意地启封、拆卸,这样会扩大故障范围,使机床大伤元气,丧失精度,降低性能。所以,在诊断时可以采用:先检查外部再检查内部;先在机床断电的静止状态下通过了解、观察测试、分析确认为故障,然后再给机床通电;当出现多种故障互相交织掩盖,一时无从下手的情况时,应该先解决容易的问题,然后再解决难度较大的问题。这样,遵循原则进行诊断,既能够快速诊断出故障所在的位置,又能避免对机床的损害,大大提高了工作效率。
4.5应该为数控机床配备系统编程、操作和维修的专业人员
只有合理的配备出专业的维修人员,才能大大提高机床的维修效率。这些专业人员应该熟悉所用机床的各个部分及使用环境,并且能够按照机床和系统使用说明书的要求正确的使用数控机床。数控机床的使用环境会影响机床的正常运转,所以在安装机床时应该严格按照机床说明书规定进行安装,在经济条件允许的情况下,应该将数控机床与普通的机械加工设备隔离安装,以便对机床进行维修和保养。
4.6数控机床系统中硬件控制部分的维修与保养
数控机床系统硬件控制部分是数控机床的核心,所以一定要重视对其的维修与保养工作,每年应该让有经验的维修人员检查一次,检测有关参考电压是否在规定的范围内,检查系统内各器件连接是否有松动的现象,如果有及时进行维修。还要,检查各功能模块使用风扇运转是否正常并且是否清除灰尘,这样,可以延长数控机床的使用寿命。
4.7制订数控系统日常维护的规章制度
要根据各种数控机床的特点,确定各自保养条例,应该有一种严格的规定,除非进行必要的调整和维修,否则不允许随便开启柜门,更不允许在使用时敞开柜门;应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常,检查工作环境状况,如果发现过滤网上灰尘积聚过多,一定要及时清理,否则将会引起数控系统柜内温度过高,造成过热报警或数控系统工作不可靠;还要经常监视数控系统用的电网电压;定期更换存储器用电池。
5结语
【关键词】数控机床精度
【中图分类号】TG659 文献标识码:B 文章编号:1673-8500(2013)03-0032-02
前几年,我国很多单位从国外引进了很多中高档数控机床,有的服役期满,有的不能正常工作,处于闲置,造成巨大资源浪费。这些机床共同之处在于机械部分基本完好,精度较高,主要是由于数控系统出现问题而又难以购置配件,不能满足正常生产的需要和现代高精度、高速度和高可靠性的加工要求。如果利用进口数控系统对现有数控设备进行数控化改造,只需几十万元就能发挥现有设备的作用,而购置一台新的同性能的数控机床则需要几百万甚至上千万的资金,因此,对我国来说数控机床的数控化改造具有明显的经济效益与社会效益,非常迫切。文章基于此在论述了数控机床改造特点的基础上对于常见的提高数控机床改造精度的措施进行了较详细的阐述。
1 数控机床改造的特点
数控改造技术在机械加工行业中的应用越来越广泛,这主要是由于数控改造有以下几方面突出特点和优点:
1.1投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60%一80%的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/3,交货期短。即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2—3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。
1.2机械性能稳定可靠所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。
1.3熟悉了解设备、便于操作维修购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。改造则不然,可以精确地计算出机床地加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。
1.4可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重-新构筑地基。因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。
1.5提高产品质量和工效可以解决复杂零件的加工精度控制,加工的产品尺寸一致性好、合格率高、废品率的、生产效率高。如经济型数控机床,一般可提高工效3 7倍。对复杂零件而言,难度越高,提高的工效越明显。此外还可以减轻工人的劳动强度,提高工人素质促进科技成果的普及和应用,为“体力型”向“智能”转变创造条件。
2 提高数控机床改造精度的常见方法
数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,运动副之问的摩擦系数小,传动无间隙,功率大;便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的,常见的机床改造方法如下。
2.1修复机床导轨精度
导轨的作用是导向与承载。导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。对不同形式导轨,大概修理方法如下:
2.1.1使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。应用于机床改造更为便利,效果显著。
2.1.2铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的,刮研显点为18-25点/平方厘米,同时,必须保证的可靠性。这样才能尽可能的减小摩擦,以及对位置控制精度的影响。
2.2恢复主轴精度
主轴是主轴组的重要组成部分。机床工作时,由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动,对加工质量和生产率,有重要影响。所以,改造时必须修复主轴的精度。
对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查,以便确定修理方案。但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。调整后应进行温升实验,温升超过规定值,应减少预紧量。当主轴轴承重新装配好后,用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。
2.3修复或更换滚珠丝杠
随着现代科技的发展,机械制造业正不断面临着高速度、高精度等新的挑战。滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件,并己实现了标准化、通用化和商品化。基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠,但在改造时,一定要恢复其传动精度,或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠,只有这样才能保证改造后的定位精度,尤其是在半闭环系统中,丝杠不仅要起到传动作用,还要起到标尺的作用,编码器只是测量丝杠的转数,至于工作台实际行走的距离,相当于开环,只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。
2.4利用精密仪器检测机床精度
可以结合具体的机床改造过程,利用先进的激光干涉仪测量系统,对机床的定位精度进行测量,并利用球杆仪快速检查机床精度,诊断误差来源,自动分析机床精度状态,检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等,根据检测结果,进行必要的分析,再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。在调整机床参数时,尤其是伺服驱动参数,可根据球杆仪的检测结果,进行系统优化,使机床参数更合理,系统更稳定。
在改造完成后,利用激光干涉仪对定位精度进行测量,然后,根据情况进行适当的补偿,可以大大提高机床的定位精度和加工精度。
关键词:FANUC数控系统;参数;设置;应用
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)30-0065-02
FANUC数控系统的参数很多,其中每一位型参数又有八位,因此一套FANUC系统配置的数控机床少说也有近万个CNC参数需要设定,这些参数的合理设置将会直接提升数控机床性能的发挥,提高其使用水平。大量的生产实践证明了只有了解数控系统参数的含义,才能给数控机床的故障诊断和维修带来方便,从而缩减机床故障诊断的时间,最终实现提高机床利用率的目的。此外,对数控机床系统参数的设置也是了解数控系统相关软件设计的窗口。在某些条件下,修改系统参数可以开发数控系统在订购时某些没有表现出来的功能,有助于机床功能的二次开发。因此,对于任一型号系统的数控机床,了解并掌握系统参数的含义显得尤为重要。机床生产厂家在数控机床出厂前,为了配合、适应相配套的数控机床的具体功能情况对数控系统进行了许多初始参数设置,但有些参数需要经过调试来进一步确定。在数控机床故障诊断与维修过程中,有时可以利用某些系统参数来调整机床,根据机床的实际运行状况对部分参数进行适当的修正,故专业的数控维修人员要充分了解机床的这些系统参数,并将已设定好的系统参数进行备份,妥善保管,方便在维修时使用,另外参数调整后要采取相应的保护措施,以防非专业维修人员的误操作引起机床故障。
1 FANUC数控系统参数的设置
FANUC系统参数的更改方法很多,其中比较常用的方法有参数的手动设定方法、通过阅读机/穿孔机接口用计算机传输软件输入参数;使用存储卡输入参数;使用USB口输入参数;在引导系统(BOOT SYSTEM)下用存储卡备份和复原SRAM(参数、程序、刀补等)。以手动设定方法为例说明参数更改的步骤。
将NC置于MDI方式下或按下急停按钮,按功能键[OFS/SET]一次或几次后,再按软键[SETTING],可显示参数设定页面。将光标移至“参数写入”处,设定“参数写入”=1,按软键[ ON:1],或者直接输入1,再按软键[输入],这样参数成为可写入的状态。此时CNC产生P/S100报警(允许参数写入)。解除此报警的方法:按下RESET+CAN或只按下RESET(设置参数No.3116#2=1)。参数修改后:若出现000号报警,需关系统电源;对轴参数进行设置后,需要关设备总电源。按MDI面板上的功能键[SYSTEM] 一次或几次后,再按软键[参数],选择参数页面。从键盘输入想显示的参数号,然后按软键[搜索]。可以显示指定的参数所在页面,光标在指定的参数位置上。参数设定完毕,需将参数设定页面的“参数写入=”设定为0,禁止参数设定。
2 FANUC数控系统参数的备份与恢复
FANUC数控系统中的数据有加工程序、CNC参数、螺距误差补偿值、宏变量、刀具补偿值、PMC程序、PMC数据、工件坐标系数据等,在机床不使用时这些数据是依靠控制单元中的电池进行保存的。如果控制单元损坏、电池更换或电池失效时出现差错,将会造成这些重要的数据丢失。因此在数控机床的使用中,必须做好上述数据的备份工作,当出现数据丢失时,可以选取一定的方法来恢复这些数据,从而使得机床能够正常的运行。
常用数据备份和加载有两种方法:开机时通过数据备份及加载引导画面进行;数控系统工作时通过数据输入输出方式进行。前者备份的数据是系统数据的整体,下次恢复或调试其他相同机床时,可以迅速的完成,但是数据为机器码且为打包形式,不能在计算机上打开;而后者在备份和恢复数据时首先要将20号参数设定为4,然后要在编辑方式下选择要传输的相关数据的画面。若要给备份的数据起自定义的名称,则可以通过[ALL IO]画面进行。
3 FANUC数控系统参数的保护方法
数控系统参数的设置正确与否会直接影响机床能否正常运行。在数控机床总故障数中,约10%的故障是由系统参数引起的,因此数控系统参数故障也是机床的一种常见故障。而大多情况下这些参数故障是由于操作者的误操作,改变了数控机床的某些系统参数造成的。对数控系统参数等重要文件进行保护,以防机床操作者或其他人员的的误操作,也是数控机床在日常维护工作中一个极其重要的环节。本文简要介绍FANUC 0i系统的数控机床在故障诊断与维修中几个常用的系统参数保护方法。
3.1 数控系统参数修改法
方法1:通过面板上的[OFFSET/SETTING]按键,显示参数设定界面,将“参数写入”一栏写入0即可。此方法主要适用于对系统参数不是很了解的机床操作者。
方法2:将3299号参数的第0位(PKY)更改为1,则上述方法1参数设定界面中的“参数写入”无法修改。此方法主要是由于参数的写入保护是由数控系统PMC信号中的“KEYPRM”信号(G46.0)状态决定的,更改上述参数可禁止系统参数写入。
方法3:要想进入系统的参数界面,就必须先按面板上的[SYSTEM]按键,所以把3208号参数的第0位(SKY)更改为“0”,MDI面板的功能键[SYSTEM]将无效,系统也将无法进入参数的设定界面,也就无法对参数进行修改。
由于方法2和方法3在一般的数控机床维修资料中较少提及,所以大部分人员并不清楚这些参数的作用,更不知道如何解除参数的保护,从而起到较好的保护系统参数的目的。
3.2 系统参数修改与系统PMC梯形图结台法
只需查阅相关的资料就可以解除采用上述三种方法的参数保护,因此就需要采用深层次的保护方法来保证系统参数的安全性。由于大部分一线的专业维修人员都无法做到系统PMC梯形图的编写,因此通过更改系统参数和修改系统的PMC梯形图相结合的方法可达到很好保护系统参数的作用。
首先将3299号参数的第0位修改为1,然后把系统的PMC梯形图修改如图1所示,即通过系统的一个“逻辑0”可编程序控制器信号R9091.0来控制G46.4(KEY 2),使该信号一直处于0的状态,用钥匙开关信号X13.1来控制G46.3(KEY 1)、G46.5(KEY 3)和G46.6(KEY 4)3个信号,这样就可以实现对系统参数这一重要数据的保护。
4 系统参数在维修中的应用
数控系统的参数都是经过一系列的理论计算并通过大量的试验、调整而获得的。参数通常情况下存放于数控系统的静态随机存储器(SRAM)中,当受到外界的干扰、电池电量不足以及数控系统长期不通电等情况时,都可能导致部分参数发生变化或丢失,对机床和数控系统的运行产生直接的影响。尤其当数控机床长期的闲置不使用时,系统参数丢失的现象更会容易出现。因此,维修数控机床行之有效、也是一个常用的方法就是检查数控系统并恢复机床的系统参数。此外,由于数控机床经过长时间的运行后,机床的某些运动部件会产生磨损、电器元件的性能也随之发生一定的变化等原因,也需要维修人员对相关的系统参数进行适当的调整。
4.1 参数类故障的维修思路
系统参数在数控系统中占据非常重要的位置,对其设置的是否恰当将会对机床的工作性能和工件的加工精度产生很大的影响。在调试阶段,如果参数设置的不合理或人为不恰当的参数更改,都有可能使得数控系统出现失控现象、加工误差大等故障发生,甚至还会出现一系列的报警或一些无显示信息的报警故障现象。因此,一定要先清楚地掌握系统参数的含义和其对应的功能之后再进行参数的设置。
4.2 参数类故障维修案例
4.2.1 手轮进给方式下摇动手轮无作用的维修
某一FANUC 0i mate D系统的数控车床,在手轮进给方式下摇动手轮不起作用。直接检查8131号参数的第0位(HPG)和7113号参数的数值,发现7113号参数(手轮进给倍率)的设定值正确,而8131号参数的第0位数值不知什么原因变为0了,0状态是取消使用手能,摇动手轮时当然不会有信号输出。修改该参数为1,并把参数设定界面中的“参数写入”一栏写入0即可或将写保护参数8900的第0位改成0后,关掉系统电源并重新启动手轮使用恢复正常。
4.2.2 风扇损坏的维修
一台FANUC 0i系统的数控机床,开机一段时间后画面显示ALM701报警信息。通过查阅FANUC数控机床维修材料,得到是控制单元上部的风扇由于过热的原因而引起的报警。打开该机床后侧的电气柜,发现控制单元上部的其中一个冷却风扇停止工作,用万用表测得风扇的电源正常,因而可以断定是该冷却风扇损坏。考虑到短时间内购买不到同一类型的风扇,只好将8901号参数的第0位更改为“1”先解除上述的报警,然后再用外部冷风进行强制冷却,等待风扇购到后,再将8901参数的第0位数值更改为“0”。
4.2.3 解除软限位超程报警故障的方法
某FANUC 0i mate D数控系统的机床在工作过程中,无故断电,再次通电后界面显示500#报警信息,报警内容为“Z轴方向出现了软限位超程”。
故障产生后,机床的两个轴都被锁定。从十字滑台上分析Z轴停止的位置,得到其停在滑台的中间,由此可判断Z轴不可能超出行程。再查找机床的两个软限位参数――1320号(各轴正方向储存的行程极限)参数和1321号(各轴负方向储存的行程极限)参数,发现这两个参数并没有被改动。当用手左右转动Z轴的丝杠时,向左转动会出现501#报警(即负方向超出行程),向右转动会出现500#报警(即正方向超出行程),由此可判定报警信息来自于Z轴丢失了零点信息。将1320、1321这两个软限位参数分别修改为极限值999999和-999999,并按下系统的复位键,超程报警信息消失,重新使Z轴返回零点后,该故障解除。
4.2.4 解除SV5136 FSSB:放大器数不足的报警
某FANUC 0i系统的数控车床闲置一段时间后再开机,出现SV5136 FSSB:放大器数不足的报警,维修说明书的解释内容为与控制轴的数目比较时,FSSB识别的放大器数目不足。轴数的设定或放大器的连接有误。通过放大器设定画面查找到Z轴的伺服放大器未连接到机床,检查FSSB(FANUC 伺服串行总线)连接正常,且24 V电源供电也正常。将系统的1902号参数的第0位设置为0后,关闭系统电源,再次启动机床后发现报警消失,故障解除。
5 结 语
数控系统参数的设置在机床故障诊断与维修中有着广泛的应用。机床操作者如果能了解并掌握这些参数的含义和作用,将会为数控机床的维护维修带来极大的方便,缩减故障维修的时间,从而提高机床的使用率。需要强调的是,如需更改系统的某些参数,首先要了解该参数的含义,明确该参数发生变动时会产生的现象,以及对其他的参数是否有影响,同时做好详细的记录,以便对比不同参数产生的结果,并选取其中最佳的数值设定到对应的表中;其次在参数修改前,要做好参数备份工作;最后修改好参数后要对其进行必要的保护,以防误操作带来不必要的麻烦。
参考文献:
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关键词:数控维修;课程建设;教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1008-4428(2017)01-130 -02
一、引言
数控维修技术主要是针对数控机床做装配 、调整 、维修等相关工作,包括机械、电气,液压与气动及数控系统等方面的维护,涉及的知识面比较广泛,对于高级维护人员来讲,需要掌握机械、强电与弱电,计算机、PLC、液压与气动、自动控制等很多相关知识;甚至对英语的要求都很高,因为随着时代的进步,从数控机床的总体市场占有率来看,中高档的数控机床的比重越来越大,而其很多技术文档都是用英语书写的。所以高级数控人才的培养是一个复杂的过程。数控方向的人才培养目标一般认为是培养应用型及技术型人才,面向服务与生产的第一线。这样就对数控维修技术课程的建设与教学提出了很高的要求,既要让学生掌握相关的理论知识,又要让学生具备动手能力。理想的目标是毕业就能很快上手从事相关的工作。那么,数控维修行业现状如何?数控维修技术课程建设如何跟上时展的要求?又如何有效提高教学效果呢?
二、数控维修行业现状及对人才的需求
当前,国内制造企业既有采用国产数控机床,也有采用国外进口的高档机床。虽然进口机床的可靠性比国产数控机床高,但是一旦机床出现故障,会导致维修困难,而且维修费用极其高昂。国产数控机床的维修比进口机床相对来说容易一些,但是机床售后维修服务不到位。目前,很多高职院校甚至是普通高校都开设有数控专业或者相关的数控课程,但是大多都是偏重于理论学习,造成了所培养的学生动手能力差。这样就会造成数控设备的维护不及时从而导致开工率不足。要改变此种现状,首先应保证有足够能力的维修技术人员。
数控技术很早以前就成为制造业提高产品质量及生产效率的重要手段,随着现代加工技术的发展及中国经济当前面临的发展困局,制造业需要向高精尖方向发展,要不断淘汰落后的粗放式的a能,这样势必造成制造业采用更多的数控机床及机器人等,所以工厂中对数控设备的运用也越来越多,由此导致对数控设备维修人员的需求量也不断增多。数控维修人才缺口较大已成为目前数控技术市场的一个问题。
随着数控加工技术的发展,数控岗位上的人员需求也不尽相同,不少岗位要求从业人员掌握数控机床调试、维护与维修技能,对高水平数控维修人员的需求越来越多。当前一些单位的数控机床维护人员存在一定的问题:首先是年龄偏大,从而导致接受新知识与新事物的能力欠缺;其次是知识结构老化,他们大多只了解普通机床的机械结构及普通电气装置,而对机电一体化的数控设备就勉为其难了;另外综合知识差,对于数控机床中的模电、数电、计算机及接口技术等知识掌握不足,显然难以维修高度机电一体化的数控机床。
企业对数控维修与维护人员的需求日益增大,各院校所开设的数控维修专业普遍注重理论知识的讲解,只不过或偏重于电类,或偏重于机械结构而已。然而,不管是偏重于哪一方,对于高度机电一体化的数控设备而言,都是不足的。
由此可见加强数控维修技术课程建设,培养高素质的数控维修人员是势在必行的。
三、课程建设与教学探讨
(一)课程建设
数控维修技术不仅是一门综合性极强的学科,更是一门实践性极强的学科。对于该门课程设置,既不能单独强调理论知识的学习,也不能一味强调实践学习。而目前大多数学校的数控维修专业建设,大部分偏重于理论教学。
根据应用型课程的特点,教学内容要围绕能力、素质、知识这几方面来进行。同时,又必须具备新颖性、时效性、实用性以及基础性。由于数控技术随着电子与计算机技术及软件技术的发展而进步得很快,市场上的数控系统种类又极其繁多,因此数控维修技术这门课程应紧跟数控技术的发展,将目前有关数控技术应用方面的新技术以及新知识及时地传授给学生,所以,应随时对教材与课程内容进行调整和更新。由于学生能用于学习的时间是有限的,所以数控维修技术教材应突出重点,着重讲明一两种典型数控系统的组成、结构及故障诊断与维护的一般方法,再加上一两种其他常见的数控系统,以点带面,即可使学生逐步理解数控系统的基本原理。
本门课程主要是技能的培养,因此,应该对理论性强以及实用性低的内容进行删改,突出技能性强的教学内容,还应将教材中内容相近的部分加以合并。同时,还应根据学生不同的就业方向对数控维修技术课程教学内容按不同要求进行整改。比如目前市场上主要的数控系统有日本FANUC以及德国SIEMENS等,因此可将教学重点放在这几种数控系统上。由此,数控维修技术课程教学内容的安排就体现出了完整性、系统性、先进性以及科学性。同时也应注重吸取当前数控技术以及先进制造技术的最新研究成果。
(二)教学手段
在教学手段方面,主要采用多媒体课件、数控机床实物演示、数控设备现场参观等方式组织教学,同时利用先进的数控维护仿真软件,让学生进行练习,这样不仅能使教学形象、直观,更能极大提高学生的兴趣。利用该软件,能让学生在计算机上完成数控系统的硬件连接和系统调试,而且能对模拟的数控设备进行故障诊断、维修。这样一来,教学就能以直观、形象的方式体现出来,也将极大提高学员的学习效率和兴趣。利用多媒体进行该课程的教学能提高课堂利用率。
(三)考试方法的改革
通过考试,学生可以对所学课程进行综合的、系统的复习;教师也能通过考试了解学生的学习状况,以及评价自己的教学效果。然而,如何以合适的方式考核学生,非常重要。合适的考试方式,不但能调动学生的学习积极性,也能培养学生进行自主学习的能力,并形成良好的学风,反过来又能促进教师的教学。传统的考试方法是课程结束后进行一次期末考试,这期间学生有可能有好几门其他的课程也要复习备考,学生的课业负担会比较重。本课程与实际紧密结合,应用性较强,经课程小组成员讨论,本课程考核形式分为上课考勤、课后作业、两次实验及三次随堂测试。学生最终成绩的评定分为三部分。其中第一部分为平时成绩,占20分,包括上课考勤、课后作业等;第二部分为实验成绩,也占20分;第三部分为平时测验,占60分,包括三次随堂测试。随堂测试内容基本涵盖课程重要知识点,并重点考查学生的实际应用能力。随堂测试提供标准答案和评分标准,其成绩的评定参照进行。考试改革以后,可以端正学生平时的学习态度, 降低学生的学业负担,提高学习的积极性,改善教学质量,提高学生对知识的灵活掌握和应用能力。
(四)实践教学
数控维修技术课程是一门实践性很强的课程。为实现数控技术大类专业对本门课程的教学要求,特建立本门课程独特的实践教学项目:即系统认识──数控系统连接调试实训──数控系统启动及参数的备份──变频器的使用和故障排除──参数与诊断画面的调用──故障综合分析与故障档案的建立。
1.系统认识 让学生认识与了解常见的数控系统,如FANUC及西门子系统等。
2.数控系统连接调试实训 完成典型数控系统的电器连接,通过训练使学生掌握数控设备结构及数控系统的组成。对学生进行分组,每组二到三个人,给每组提供一套系统连接所必需的硬件和工具,让他们按要求进行系统连接。正确完成系统连接后, 再导入参数及PLC 程序,然后再进行系统调试,并对系统进行优化。
3.数控系统启动及参数的备份 完成典型悼叵低称舳及参数的备份等。
4.变频器的使用和故障排除 让学生了解数控机床常用变频器的结构,布线和连接,手动操作,变频器参数的设定和控制方法,数控系统主轴的控制和参数设定等。
5.参数与诊断画面的调用 让学生学习常用参数的设定,及利用诊断画面进行故障分析与排除。
6.故障综合分析与故障档案的建立 让学生学习建立故障档案,培养学生独立完成故障分析、诊断与排除故障的能力。
四、结束语
新的形势下,应用型高校培养的人才如何适应市场需求是当前许多高校都面临的问题。不同专业,不同课程应结合自身的情况进行探索以满足上述要求,正是立足于这一背景,我们对数控机床维修技术课程的建设进行了初步地探讨。不过,对数控机床维修技术课程的建设仍将是一个长期的、连续性的工作,我们会根据社会、企业的反馈不断地改进自己的课程体系使数控维修技术课程教学不断地向前发展。
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[4]余新.我校《数控维修》课程改革的几点建议[J].科技信息,2010,(08).
关键词:数控机床;故障问题;维修改造;优化对策
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.001
1 数控机床维修改造中的常见问题
1.1 工作环境恶劣,缺乏保护措施
第一,数控机床的故障问题大多发生在运行过程中,对于没有安装防护装置或是不具备连锁功能的机床来说,很容易给周边的设备操作人员造成健康危害;第二,部分大型数控机床,出于操作安全考虑,要求机床操作人员必须站在安全区内进行设备管理,在数控机床故障维修或改造期间,操作人员没有按照相关的安全作业规定,或是没有遵循技术标准,在安全区以外进行维修改造,从而增加了自身的安全风险;第三,在进行特殊产品加工时,会产生大量的粉尘或材料碎屑,造成工作环境污染。在加工完成后如果没有及时进行打扫,这些粉尘、碎屑就会落入到数控机床内部,导致机床加工精度受到影响,严重情况下还会引发设备故障。
1.2 电气设备保护不当
部分企业为了追求利润最大化,常常使数控机床超负荷运作。在这种工作条件下,数控机床内部电机持续运作,电机运转过程中产生的热量不能及时散失出去,当热量积累到一定程度后,就会烧毁内部线路。通常情况下,当电动机连续工作500w以上,就必须启动热保护措施。但是在数控机床的实际维修改造过程中,部分企业所使用的“t-v”保护器与数控机床的电动机功率不匹配,当被保护设备的时间常数(t0)与保护器的时间常数(t1)差异过大时,保护器的功能将难以发挥。
1.3 操作人员保护意识不足
数控机床的内部结构较为紧凑和复杂,在多数情况下,数控机床某一故障问题的出现,是多种因素共同作用而引起的。如果维修人员在进行故障维修时,没有进行全面的分析和综合的探讨,则只能解决表面的故障,难以排查更深层次的安全隐患,在后期数控机床使用过程中,这些潜在的故障必然会影响机械加工精度。除此之外,还有部分操作人员缺乏故障防范意识,对于修理过的设备或是更换过的零件,没有做好记录或标记,也就无法跟踪这些零件的工作效率,不利于设备维修改造质量的提升。目前,数控机床的功能日趋多样化,为了满足各种功能的需要,机床内部结构也更加复杂。如果数控机床操作人员缺乏保护意识,或是自身专业技术不过关,就很有可能在维修改造中留下安全隐患。
2 数控机床维修改造问题的改进建议
2.1 大型专用数控设备技术要点
对于大型数控设备主轴而言,基本都是采取齿轮变速的转动方式,这样能有效地扩大功率变速范围,即使在低速时也能传递较大的转矩。一般齿轮变速都存在挂档问题,可以利用电动瞬动解决这一问题,所以在利用大惯量部件进行延时时,可以用时间继电器进行检测。同时,挂档限位开关需要回答计算机是否挂档成功,挂档的瞬间点应该向接口输入口令,在PAL系统中很难顺利完成这一操作过程,所以PAL无法有效地处理电动机运动问题。
2.2 掌握常见数控机床结构
如上文所说,现代数控机床设备的内部结构精密化和复杂化方向发展,一旦设备出现内部故障,必须要第一时间锁定故障源,并及时采取故障维修和改造措施,将故障损失降到最低。因此,数控机床的维修人员应当熟悉机床的整体结构,并对数控机床常见的故障问题有一个大体的了解,从而提高维修和改造的工作效率。对于数控机床的制造商,一方面要结合现代化技术,不断提升数控机床的性能和效率;另一方面也要严格遵循行业内的技术标准,即便是出现了设备故障,也能够采取有效的维修和改造措施。
2.3 加强数控机床维修改造的调试和验收
特殊情况下,数控机床的某一故障问题,可能是由多方面因素共同影响而产生的。如果维修人员没有进行全面的检测,只针对其中的某一部件进行维修,则不能彻底解决数控机床的故障问题。为了避免故障返修所造成的损失,要求在数控机床维修改造后,必须进行调试和验收。首先,应当安排专人对数控机床的机械动力装置、传感设备、液压系统进行调试,调试期间按照由外到内、由易到难的原则,逐步完成调试工作。其次,调试工作完成后,进行整机验收。启动数控机床,在机床运行过程中观察其各项工作参数,并对照相应的标准。确保各项参数符合标准范围后,进行验收。
2.4 建立高素质的维修改造队伍
数控机床作为一种集合了计算机技术、信息技术和工程加工技术的综合性高科技产品,要想确保其应有功能的最优化发挥,必须培养一支综合能力强、专业素质高的现代化技术队伍,一方面能够确保数控基础维修改造工作的高质量开展,另一方面也能够定期做好数控机床的维护,避免大的故障问题的发生。从企业角度来说,应当加强对人才队伍建设的重视程度,并积极创造充分的人才培养机会。例如,可以聘请该行业领域的专家,定期来单位进行专业知识讲座,教授操作人员基本的维修和改造技巧;还可以挑选部分优秀员工,外出学习和深造,实现理论、操作水平的协同进步。
3 结语
数控机床在工作过程中,由于多方面因素的影响,很容易发生各种形式的机械故障,及时采取维修改造措施,能够将故障损失降到最低。但是由于工作环境、专业技术等因素的制约,数控机床维修改造中还存在一些问题,企业必须要通过加强技术培训、开展专业教育等方式,做好数控基础维修改造后的调试和验收工作,避免故障隐患的存在,确保数控机床能够高效、安全运行。
参考文献:
[1]段少虎,周洪明.基于多源信息融合的数控机床进给系统机械故障诊断研究[J].中国制造业信息化,2013(07):164-165.