透鏡數控加工效率提高
透鏡數控加工效率提高【1】
【摘 要】針對透鏡數控加工周期長(cháng)、效率低的現狀，通過(guò)工藝和刀路改進(jìn)，實(shí)現了透鏡數控加工效率的提高，由2個(gè)星期變?yōu)?個(gè)星期。
【關(guān)鍵詞】透鏡;工藝;刀路;效率
0 引言
透鏡為我所某型產(chǎn)品中的重要零件，材料包括鋁波導、工業(yè)用蠟、環(huán)氧玻璃絲，制造周期長(cháng)(半年以上)，工藝復雜(牽扯到波導鉗工、裝配鉗工、化工粘接、機械加工等多工種穿插配合生產(chǎn))，要求高(對波導管、拋物面及裝配面的精度都有要求)，結構如圖所示。
圖1 透鏡
1 透鏡數控加工的現狀
1.1 加工周期長(cháng)
透鏡拋物面的數控加工在數控立車(chē)CK5116B上進(jìn)行，用粗車(chē)循環(huán)去掉拋物面的加工余量占總體積的60%左右，改進(jìn)前加工周期是2個(gè)星期。
1.2 加工難度大
為了定型和保護波導管內腔，透鏡的波導管中灌入蠟，透鏡的外層裹著(zhù)玻璃鋼，所以車(chē)削時(shí)要同時(shí)切削三種材料――鋁波導管、蠟和玻璃鋼。
蠟和玻璃鋼在切削時(shí)容易堆積粘在刀頭上，并且不易導熱，增加了切削的難度;由于是復合材料，所以切削時(shí)不能用冷卻液，排屑困難。
1.3 精度要求高
按照透鏡拋物面要求x2+y2=4FZ(F=148.2)，粗加工要為精加工留下均勻余量，以便精加工時(shí)保證拋物面偏差±0.1，所以在數控加工中利用粗車(chē)復合循環(huán)去掉大部分余量，并控制好精加工余量，為精加工作好準備，精加工用精車(chē)循環(huán)保證拋物面精度。
2 影響透鏡數控加工效率的因素
2.1 背吃刀量小
圖2 刀具后面和波導管干涉
由于刀具后面和波導管干涉的原因，每次背吃刀量只能取1.37mm。
2.2 刀路長(cháng)
圖3 Mastercam生成的粗車(chē)復合循環(huán)刀路
粗車(chē)循環(huán)復合循環(huán)的刀路長(cháng)。
在其他因素不變的情況下，對刀具路經(jīng)進(jìn)行優(yōu)化，縮短刀具路徑，也就是縮短加工時(shí)間。
3 工藝改進(jìn)
3.1 用預先加工讓位臺階的方法提高背吃刀量
對于R10的圓弧到來(lái)說(shuō)，每次的理論切深可達到5mm，但由于刀具后面和波導管干涉的原因，每次背吃刀量只能達到1.37mm。
只要加工出相應的讓位空間，就可使刀具切深增加;每間隔一次，加工出一個(gè)讓位臺階，就可使切深翻倍，達到2.74mm。
3.2 優(yōu)化刀具路徑
Mastercam自動(dòng)生成的粗車(chē)復合循環(huán)刀路，在每一個(gè)刀具切深后，都要走到邊沿，這里我們隔一個(gè)切深，讓刀具只運行到50mm處，下一個(gè)切深再運行到邊沿處。
這樣刀具路徑明顯縮短。
4 采用新舊工藝的對比
4.1 程序長(cháng)度的對比
(上接第91頁(yè))4.2 刀路的對比
圖4 原來(lái)的刀路
圖5 改進(jìn)后的刀路
4.3 加工時(shí)間的對比
將改進(jìn)后的程序用于透鏡的生產(chǎn)，透鏡的數控加工效率有了明顯地提高，由原來(lái)刀路改進(jìn)前的2個(gè)星期縮短到刀路改進(jìn)后的1個(gè)星期。
5 總結
針對透鏡數控加工的現狀和特點(diǎn)，給出了提高透鏡數控加工效率的辦法，通過(guò)工藝和刀路改進(jìn)成功實(shí)現了透鏡的數控加工效率的提高。
【參考文獻】
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[2]楊海東.數控機床CAM編程[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，2005.
提高數控機床加工效率的措施【2】
摘要：數控機床是我國機械制造工業(yè)和國民經(jīng)濟的重要裝備，其發(fā)展直接關(guān)系到國計民生的許多領(lǐng)域，如何提高數控機床的工作效率，讓其創(chuàng )造更大的經(jīng)濟效益?分析了數控機床常見(jiàn)故障以及維修方法，進(jìn)一步論述了如何加強機床的管理和提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的素質(zhì)和技能水平。
關(guān)鍵詞：數控機床 故障 維護 管理
引言
數控機床是在機電一體化技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種靈活而高效的自動(dòng)化機床，由于它用數控程序控制機床自動(dòng)加工零件，無(wú)需使用復雜和專(zhuān)用的工模夾具，能比較好地解決中小批量，多品種和復雜零件加工自動(dòng)化的問(wèn)題，有生產(chǎn)效率高、加工的零件一致性好、質(zhì)量穩定、便于產(chǎn)品更新?lián)Q代等特點(diǎn)，因此在機械制造業(yè)中的比例越來(lái)越高，但是，有相當多的數控機床用戶(hù)其設備高效多能的作用并沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái)。
由于數控設備比普通設備的投資較大、生產(chǎn)準備時(shí)間較長(cháng)，若加工效率太低，會(huì )嚴重影響企業(yè)經(jīng)濟效益的提高，因此，提高數控機床的加工效率己成為機械制造業(yè)面臨的一大問(wèn)題。
1數控機床常見(jiàn)故障
1.1 故障發(fā)生的階段
故障是指設備或系統因自身原因而喪失規定功能的現象。
發(fā)生故障具有相同的規律，一般分為三個(gè)區域：(1)初期運行區，故障率較高，故障曲線(xiàn)呈上升趨勢，此區故障多數屬于設計制造和裝配缺陷造成的。
(2)正常運行區，此時(shí)故障曲線(xiàn)趨近水平，故障率低，此區故障一般是由操作和維護不良造成的偶發(fā)事故。
(3)衰老區，此區故障率大，故障曲線(xiàn)上升快，主要原因是運行過(guò)久、機件老化和磨損過(guò)度造成的。
1.2故障的分類(lèi)
按結構分為機械和電氣兩類(lèi);按故障源分為機械故障和控制故障兩類(lèi);就其數控系統而言分為硬件故障、軟件故障、干擾故障三類(lèi)。
要判斷是機械方面故障還是控制系統故障，其分析方法是：先檢查控制系統，看程序能否正常運行，顯示和其它功能鍵是否正常，有無(wú)報警現象等;再檢查電機和檢測元件，是否能正常運轉，有無(wú)間歇或抖動(dòng)現象，有無(wú)定位不準等問(wèn)題。
如果沒(méi)有上述問(wèn)題，則可初步判斷故障原因在機械方面，著(zhù)重檢查傳動(dòng)環(huán)節。
2數控機床的維護
2.1常見(jiàn)故障分析
(1)位置環(huán)。
這使數控系統發(fā)出控制指令，并與位置檢測系統的反饋值相比較，進(jìn)一步完成控制任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節;它有很高的工作頻度，并與外設相聯(lián)接，容易發(fā)生故障。
(2)伺服驅動(dòng)系統。
它與電源電網(wǎng)、機械系統等相關(guān)聯(lián)，工作中一直處于頻繁的啟動(dòng)和運行狀態(tài)，也是故障多發(fā)部位。
(3)電源部分。
電源失效或故障的直接結果是造成系統的停機或毀壞整個(gè)系統。
(4)可編程序控制器邏輯接口。
數控系統的邏輯控制，要由PLC實(shí)現，必須采集各控制點(diǎn)的狀態(tài)信息，它與外界繁多的各種信號源和執行元件相連接，變化頻繁，發(fā)生故障的可能性較多，故障類(lèi)型較多。
2.2 常見(jiàn)故障的排除方法
(1)初始化復位法。
(2)參數更改、程序更正法。
系統參數是系統功能的依據，參數設定有誤可能造成系統的故障或某功能無(wú)效。
(3)調節、最佳化調整法。
(4)備件替換法。
(5)改善電源質(zhì)量法。
目前一般采用穩壓電源，以改善電源波動(dòng)。
對于高頻干擾可用電容濾波法，通過(guò)這些預防性措施可減少電源板的故障。
3加強數控機床的管理
3.1提高操作人員的綜合素質(zhì)
數據控機床是現代工業(yè)的關(guān)鍵設備，其效能發(fā)揮的好壞取決于管理使用和維修人員的素質(zhì)和操作技能。
建立一支高水平的技術(shù)隊伍，保存好設備的完整。
數控機床的使用比使用普通機床的難度要大，因為數控機床是典型的機電一體化產(chǎn)品，它牽涉的知識面較寬，即操作者應具有機、電、液、氣等更寬廣的專(zhuān)業(yè)知識，因此對操作人員提出的素質(zhì)要求是很高的。
3.2遵循正確的操作規程
不管什么數控機床，它都有一套自己的操作規程。
它既是保證操作人員安全的重要措施之一，也是保證設備安全、產(chǎn)品質(zhì)量等的重要措施。
使用者必須按照操作規程正確操作，如果機床在第一次使用或長(cháng)期沒(méi)有使用時(shí)，先使其空轉幾分鐘，使用中注意開(kāi)機、關(guān)機的順序和注意事項(如開(kāi)機后首先要用手動(dòng)或用程序指令自動(dòng)回參考點(diǎn))，這些對初學(xué)者尤其應引起足夠重視，因為他們缺乏相應的操作培訓，往往在這方面容易犯錯。
3.3創(chuàng )造一個(gè)良好的使用環(huán)境
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一般來(lái)說(shuō)，數控機床的使用環(huán)境沒(méi)有什么苛刻要求，可放置于普通機床一樣的生產(chǎn)車(chē)間。
話(huà)雖然這么說(shuō)，但由于數控機床中含有大量的電子元件，它們最怕陽(yáng)光直接照射，也怕潮濕和粉塵、振動(dòng)等，這些勻可使電子元件受到腐蝕變壞或造成元件間的短路，引起機床運行不正常，這些一般在安裝機床時(shí)就已經(jīng)注意了。
對于使用者而言，主要是注意周?chē)h(huán)境的保護，比如說(shuō)下雨天，就要注意不要將雨傘帶到生產(chǎn)現場(chǎng)，更換鞋子等。
3.4提高機床的運轉率
數控機床購進(jìn)后，如果它的開(kāi)動(dòng)率不高，這不但使用戶(hù)投入的資金不能起到再生產(chǎn)的作用，還有一個(gè)令人擔憂(yōu)的問(wèn)題是很可能因過(guò)保修期，設備發(fā)生故障需支付額外的維修費用，因為新購進(jìn)的設備都有一定時(shí)間的保修期限，從以往的經(jīng)驗來(lái)看，CNC設備在使用初期故障率相對來(lái)說(shuō)往往大一些，用戶(hù)就應在這期間充分利用機床，使其薄弱環(huán)節盡早暴露出來(lái)，在保修期內得以解決。
4利用成組技術(shù)原理提高生產(chǎn)率
利用成組技術(shù)為數控機床選擇合適的加工對象，以提高生產(chǎn)率，若工廠(chǎng)己經(jīng)實(shí)現了零件的編碼和分組，則可為每種數控機床所適于加工的零件進(jìn)行分組，并形成檢索指令，利用這些檢索指令。
可以從大量的零件中檢索出適于在某種數控機床加工的零件或零件組;利用成組技術(shù)給零件組編程，通常的數控加工編程工作都是對每種零件單獨進(jìn)行的，需花費很多的人力、時(shí)間，不僅工作量大，編程周期長(cháng)，而且經(jīng)常有重復編程的工作，利用成組技術(shù)按零件組的假想參數化零件進(jìn)行宏程序參數化編程。
可為每個(gè)零件組編制一個(gè)數控加工程序，當組內具體零件加工時(shí)，只要在此基礎上輸入少量參數并稍加修改即可，這樣就大大減少了編程數量和縮短了編程時(shí)間，也相應縮短了程序的輸入和調試時(shí)間，還克服了重復編程的缺點(diǎn);給成組加工的零件配置成組刀具，加工中心適合多品種、中小批量零件的加工，其刀庫容量一般較大。
由于刀具的品種繁多，規格、材料各異，故刀庫中存放哪些刀具，何時(shí)更換等問(wèn)題直接影響到生產(chǎn)率，為了不經(jīng)常更換刀庫中的刀具，提高機床的使用效率，可為每組工件配備一套刀具即成組刀具，成組刀具所加工的不是一種零件，而是幾種零件組成的一組零件，這樣就不用每加工完一種零件就更換一次刀具了從而減少了輔助時(shí)間。
參考文獻：
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[2]朱躍峰，朱敬超.數控機床故障判斷與維護[J].科技資訊，2007，(13).
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