隨著閥門雙面機床制造商積極推出普及數(shù)控機床,從源頭上細(xì)分了數(shù)控機床用戶和普通機床用戶,換言之希望購買數(shù)控機床的客戶不再會先購買普通機床使用幾年后再改成閥門數(shù)控機床,這部分用普通機床改數(shù)控的量在減少。
此類閥門數(shù)控機床改造基本停留在普及型、低成本的層面。數(shù)控系統(tǒng)也大都采用普及型或經(jīng)濟型數(shù)控。電動機通常采用步進電動機。
近年來,有些閥門機床廠收回自己原產(chǎn)的普通二手機床,通過更換滾珠絲杠和自動刀塔,安裝直線導(dǎo)軌,將其改裝成為經(jīng)濟型數(shù)控機床。這種改造已經(jīng)改變了原來設(shè)備的結(jié)構(gòu),提高了原機床的性能,并且保留了機床基座主體,在不增加能源和資源消耗的前提下,再制造了一個更的閥門數(shù)控機床。這種做法的嘗試被稱之為綠色再制造,也了有關(guān)部門的認(rèn)可,對于原有的閥門數(shù)控機床升級換代這部分情況特指原有的機床價值較高、機械基礎(chǔ)較好,如大中型數(shù)控鏜銑床、臥式加工中心、數(shù)控磨床、數(shù)控曲軸加工機床、數(shù)控凸輪加工機床和刀具磨床等。這部分機床制造周期長、技術(shù)含量高、機床原值高。但是由于數(shù)控系統(tǒng)老化,備件支持匱乏,電氣維修成本高,采用系統(tǒng)升級可以解決上述困惑,恢復(fù)原機床功能,基本實現(xiàn)原機床的可利用價值。如果可以同時進行針對性的機械項目維修,丟失精度的機械部件,可以基本達(dá)到原機床出場狀態(tài)。對于這一類機床,機床原值越高、機床體量越大、原機床技術(shù)含量越高、越有系統(tǒng)改造的,改造后的效果不論從商務(wù)上還是技術(shù)上都是非常明顯的。
閥門機床的結(jié)構(gòu)數(shù)控車床是由主軸箱、刀架、進給傳動系統(tǒng)、床身,液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等部分組成的,只是數(shù)控車床的進給系統(tǒng)與臥式車床的進給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上存在著本質(zhì)上的差別。臥式車床主軸的運動經(jīng)過掛輪架、進給箱、溜板箱傳到刀架,實現(xiàn)縱向和橫向進給運動。而數(shù)控車床是采用伺服電動機,經(jīng)滾珠絲杠傳到滑板和刀架,實現(xiàn)向(縱向)和置向(橫向)進給運動。數(shù)控車床也有加工各種螺紋的功能,主軸旋轉(zhuǎn)與刀架移動間的運動關(guān)系通過數(shù)控系統(tǒng)來控制。
閥門數(shù)控機床應(yīng)用涉及的基礎(chǔ)是數(shù)控工藝技術(shù),現(xiàn)階段人們提及的數(shù)控工藝,在狹義上是指數(shù)控切削加工工藝。概括起來講,數(shù)控工藝技術(shù)是以切削加工技術(shù)為核心,應(yīng)用計算機輔助設(shè)計制造軟件工具、數(shù)控機床以及數(shù)控測量設(shè)備等完成工藝設(shè)計、數(shù)控程序編制、工件加工、尺寸測量等工作過程的方法、數(shù)據(jù)、文件等的集合,它涉及知識集(切削原理、數(shù)學(xué)計算方法、軟件技術(shù)基礎(chǔ))、資源集(軟件工具和數(shù)據(jù)庫、工裝工具與儀器)、數(shù)據(jù)集(工藝文件、數(shù)控程序)。上述這些技術(shù)與工具是數(shù)控機床應(yīng)用的主要技術(shù)基礎(chǔ)和基本條件。數(shù)控機床應(yīng)用主要涉及工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)控加工在線控制、數(shù)控車間或生產(chǎn)線系統(tǒng)集成、數(shù)控加工成本控制4個環(huán)節(jié)。
閥門機床工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)備過程有兩個關(guān)鍵技術(shù):工藝優(yōu)化和數(shù)控加工仿真。工藝優(yōu)化包括切削參數(shù)優(yōu)化、工藝路線優(yōu)化設(shè)計、加工變形控制。切削參數(shù)優(yōu)化主要是以提高單位時間金屬去除率和加工質(zhì)量為目標(biāo),選擇和確定合理的工藝參數(shù),通常通過切削試驗、工藝系統(tǒng)穩(wěn)定性分析計算和典型驗證試驗獲得;加工變形控制是借助數(shù)值分析、經(jīng)驗積累、工藝系統(tǒng)動態(tài)特性分析控制等滿足工件的加工精度要求;工藝路線優(yōu)化則以降低制造成本、減少非加工時間為目標(biāo),對工件的加工過程進行精化設(shè)計。
閥門數(shù)控機床形成這種發(fā)展趨勢的原因,固然與我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來的和催化作用、我國人力成本的提高、工業(yè)機器人價格降低與性能提高這些普遍因素有很大關(guān)系,同時也床的原因,一是當(dāng)前隨著機床數(shù)控技術(shù)的不斷完善,各種自動檢測、動態(tài)補償技術(shù)的成熟,數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進入智能化新階段,機器人的加入只是起到了一種推波助瀾的作用;二是機器人與閥門數(shù)控機床的集成應(yīng)用還具有一些優(yōu)勢,例如,機床密度加大,廠房利用率提高;輔助時間縮短,提高機床工作效率;操作性和可重復(fù)性比自然人高;工傷的可能性大為減少;可長時間連續(xù)工作,而沒有情緒問題和情感需求,等等。
閥門數(shù)控機床的故障診斷
1、閥門機床的故障率隨使用時間的推移有明顯變化。由于典型故障曲線的形狀與浴盆相似,故稱為浴盆曲線或機床故障率曲線,它共分為三個階段。第I階段為初期運行區(qū),曲線呈負(fù)指數(shù)狀,機床故障率較高:第u階段為系統(tǒng)壽命區(qū),一般數(shù)控機床在運行9-14個月后才能進入壽命區(qū),所以一般數(shù)控機床的保修期在1年左右。進入壽命區(qū)機床具有非常低的故障率;第IQ階段為數(shù)控機床的衰老區(qū),在這個時期系統(tǒng)的故障率隨時間的增加急劇上升。這個曲線有助于我們了解和分析數(shù)控機床的故障產(chǎn)生情況。
2、閥門數(shù)控機床是機電一體化的產(chǎn)物,、結(jié)構(gòu)父雜。數(shù)控機床的故障也是多種多樣,故障原因一般都比較復(fù)雜,這給數(shù)控機床的故障診斷和維修帶來不少困難。為了便于機床的故障分析和診斷,本節(jié)按故障的性質(zhì)、故障產(chǎn)生的原因和故障發(fā)生的部位等因素大致把數(shù)控機床的故障劃分為幾類。
在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序,在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)下,實時自動地對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入/輸出以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進行自動測試、檢驗,并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。系統(tǒng)除了在屏幕下顯示報警號和報警內(nèi)容外,還實時顯示NC內(nèi)部標(biāo)志寄存器及PLC操作單元的狀態(tài),為故障診斷提供方便。