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目前,我國機(jī)械制造領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)了由以往機(jī)械制造向著現(xiàn)代化、自動化以及智能化的機(jī)械制造加工不斷轉(zhuǎn)變。在實(shí)施機(jī)械制造精細(xì)化、復(fù)雜化處理加工以及高危險(xiǎn)性生產(chǎn)過程中,均能夠完成機(jī)械設(shè)施應(yīng)用控制的全面自動化。由于機(jī)械自動化手段技術(shù)可符合該類施工應(yīng)用設(shè)備儀器的精密性標(biāo)準(zhǔn),因此可確保施工操作處理人員的人身安全,保護(hù)國家財(cái)產(chǎn)完整性,實(shí)現(xiàn)國有資產(chǎn)的保值增值,使機(jī)械生產(chǎn)加工效率全面提升,并可令機(jī)械生產(chǎn)的大規(guī)模化以及大批量性變成可能。其在一定層面上使以往傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)加工模式的缺陷有效的得到彌補(bǔ)。
2、機(jī)械數(shù)控技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用
2、1機(jī)械數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的實(shí)踐應(yīng)用
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的廣泛普及,進(jìn)一步為機(jī)械數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展以及廣泛應(yīng)用提供了深層次運(yùn)作的空間。機(jī)械制造領(lǐng)域之中的數(shù)控技術(shù)更是受到了大眾的全面重視。該環(huán)境下,機(jī)械數(shù)控銑床、鉆床技術(shù)、數(shù)控磨床與切割機(jī)床手段得到了快速發(fā)展。再者,機(jī)械數(shù)控沖床與彎管機(jī)在各領(lǐng)域中也實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。車削中心與數(shù)控板材加工處理中心則有了一定程度的提升。以上機(jī)械設(shè)施處理加工技術(shù)手段加快了CAD技術(shù)的更新發(fā)展步伐,令其向著工程化的方向不斷發(fā)展。加之微電子技術(shù)的有效滲透與合理應(yīng)用,使得機(jī)械數(shù)控綜合技術(shù)水平迅猛提升,漸漸完成了機(jī)械數(shù)控機(jī)床加工體系刀具的高效自動化轉(zhuǎn)換,并實(shí)現(xiàn)了工件的全面更新。機(jī)械制造領(lǐng)域之中,較多數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)車間均引入了托盤站,令機(jī)械制造以及柔性化生產(chǎn)單元的應(yīng)用發(fā)展變成可能。在該基礎(chǔ)之上則完成了自動化的操控?cái)?shù)控機(jī)床系統(tǒng)目標(biāo),使得傳動帶實(shí)現(xiàn)了高效的自動化控制,并引入了工業(yè)機(jī)器人完成自動化管理。上述單元共同組成了現(xiàn)代化機(jī)械制造管理系統(tǒng),并創(chuàng)建形成了相應(yīng)的柔性數(shù)控系統(tǒng)制造生產(chǎn)線。伴隨自動化手段以及現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,漸漸構(gòu)成了集成化的機(jī)械數(shù)控技術(shù)系統(tǒng),并令機(jī)械制造發(fā)展整體向著更優(yōu)質(zhì)、更健康的方向跨越式提升。
2、2機(jī)械數(shù)控技術(shù)在工業(yè)以及煤礦領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用
縱觀當(dāng)前形勢我們明確,在工業(yè)化生產(chǎn)建設(shè)的階段中,通常采用的機(jī)械數(shù)控手段會互相協(xié)作施工,而在食品加工較多生產(chǎn)線之中以及印刷造紙過程中,應(yīng)用機(jī)械數(shù)控手段更加豐富。在危險(xiǎn)性較高的生產(chǎn)環(huán)境之下以及施工條件相對復(fù)雜的環(huán)境下,機(jī)械數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用極為常見。通過機(jī)械數(shù)控手段可令基本的工業(yè)建設(shè)生產(chǎn)條件更加健全完善、快速更新。在該基礎(chǔ)之上,則可為具體生產(chǎn)部門工作人員創(chuàng)建安全有力的保障,令工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化水平、產(chǎn)業(yè)化程度全面提升。另外,機(jī)械數(shù)控技術(shù)的有效應(yīng)用在確保生產(chǎn)加工質(zhì)量上也頗有貢獻(xiàn)。可有效的減少企業(yè)勞動生產(chǎn)綜合強(qiáng)度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)適中任務(wù)量的人性化管理目標(biāo)。再者,應(yīng)用機(jī)械技術(shù)還可縮短生產(chǎn)時(shí)間,保質(zhì)保量的完成任務(wù)。針對實(shí)際加工生產(chǎn)來講,機(jī)械數(shù)控技術(shù)可借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對較多工業(yè)生產(chǎn)體系的自動化管控,進(jìn)而令整體工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)均按照原本的流程開展。可應(yīng)用具體的傳感器裝置檢測體系做常規(guī)性的驗(yàn)證。在發(fā)掘系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤、運(yùn)行操作包含缺陷之時(shí),則應(yīng)就不同狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)相對穩(wěn)定的目標(biāo)。
2、3機(jī)械數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用
有效的引入機(jī)械數(shù)控手段可使汽車工業(yè)生產(chǎn)、加工零部件工序緊湊,提升工作效率。在一定層面可為汽車產(chǎn)業(yè)贏取市場競爭主動發(fā)揮重要影響作用。特別是高效快速的機(jī)械數(shù)控機(jī)床的豐富應(yīng)用,令現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)線成功組建,體現(xiàn)了快速高效的生產(chǎn)加工特征。另外,機(jī)械數(shù)控技術(shù)手段的應(yīng)用還令汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)的擴(kuò)充生產(chǎn)規(guī)模,各類復(fù)雜汽車零件的加工生產(chǎn)更新了以往傳統(tǒng)單一的加工操作模式,令目前的機(jī)械數(shù)控技術(shù)手段向著更加規(guī)范高效的方向發(fā)展。
2、多軸聯(lián)動復(fù)合數(shù)控機(jī)床的新型研發(fā)
多軸聯(lián)動復(fù)合數(shù)控機(jī)床憑借其高精度,優(yōu)工藝以及廣用途,得到了愈來愈多的業(yè)界人士的高度關(guān)注,研制開發(fā)出了多類型具有不同作業(yè)功效的合成型數(shù)控機(jī)床。而比較具有代表性的多軸聯(lián)動復(fù)合機(jī)有六軸聯(lián)動混聯(lián)數(shù)控機(jī)床、六軸聯(lián)動臥式復(fù)合數(shù)控機(jī)床、五軸聯(lián)動復(fù)合激光加工機(jī)床,以下對其進(jìn)行逐個淺析。
(1)六軸聯(lián)動混聯(lián)數(shù)控機(jī)床所謂混聯(lián)機(jī)床就是將串聯(lián)與并聯(lián)原理相結(jié)合。串聯(lián)原理,具有大作業(yè)尺度、簡潔運(yùn)動算法的優(yōu)越性;但其各軸的運(yùn)動誤差積累、懸臂結(jié)構(gòu)難以達(dá)到更高的剛度、運(yùn)動件質(zhì)量過大就會影響速度的提升。而并聯(lián)機(jī)構(gòu)則有效地彌補(bǔ)了串聯(lián)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn),運(yùn)動誤差不累加,剛度也較高運(yùn)動件質(zhì)量小,速度快。將這兩者相結(jié)合的混連數(shù)控機(jī)床取其利,去其弊,其發(fā)展與應(yīng)用前景都值得期待。
(2)六軸聯(lián)動臥式復(fù)合數(shù)控機(jī)床HC80絕大部分的工序在一次裝夾過程中就可以完成,特別是對于有相對位置要求的工序。這種設(shè)計(jì)解決了物流長度過長、基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多,定位誤差過大,工裝夾具數(shù)量過大,占地面積過大,新產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)周期過長等一系列重大問題。可以有效地提高了生產(chǎn)效率。
(3)五軸聯(lián)動復(fù)合激光加工機(jī)床SLC-1是以三軸聯(lián)動復(fù)合激光加工機(jī)床為基礎(chǔ),進(jìn)行的進(jìn)一步的開發(fā)研究成果,可實(shí)現(xiàn)空間復(fù)雜曲面激光淬火、激光切割、激光焊接等激光加工。在創(chuàng)新過程中,將五軸和三軸的本質(zhì)區(qū)別作為了一個重點(diǎn)考慮方向。三軸加工時(shí),在工件坐標(biāo)系中其刀具周線固定不變;而五軸加工中卻做了相應(yīng)的創(chuàng)新改變,刀具軸線設(shè)計(jì)成了相應(yīng)變化的,既保證了加工質(zhì)量也提高了切削效率,同時(shí)避免其它因素的影響。但需要注意的是,自主研發(fā)的開放式數(shù)控系統(tǒng),隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度的增加所需求解的非線性優(yōu)化問題也會復(fù)雜化,我們需要選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展大跨步發(fā)展,出現(xiàn)了多種組合的復(fù)合加工機(jī)床,有效地提高了加工效率。
3、機(jī)器人創(chuàng)新開發(fā)
機(jī)器人主要分為固定機(jī)器人和移動機(jī)器人兩大類。其中的移動機(jī)朱志榮陜西榮天電氣有限公司719000器人又可再分為輪式移動機(jī)器人、履帶式移動機(jī)器人、步足移動機(jī)器人。自動導(dǎo)航輪式移動機(jī)器人包含了輪式移動機(jī)構(gòu)和作業(yè)操作機(jī)構(gòu)。而對于只含輪式移動機(jī)構(gòu)的AGWMR也可將其稱之為“自動導(dǎo)航車”。
(1)自動導(dǎo)航輪式移動物流機(jī)器人研發(fā)的輪式移動機(jī)器人主要分為兩類:①2自由度和3自由度的AGV,導(dǎo)航方法包括視覺、超聲波、無線遙控、激光掃描、陀螺、電子羅盤;②物流AGWMR,是由輪式移動機(jī)構(gòu)和作業(yè)機(jī)器人相結(jié)合,其移動機(jī)構(gòu)與AGV一樣,1~6個自由度的物流作業(yè)機(jī)器人組成了作業(yè)部分。
(2)自動導(dǎo)航牽引車AGT50AGT50是輪式移動機(jī)器人,具有牽引移動功能,5000N的牽引力可以拖動多輛無人駕駛的拖車行駛。其導(dǎo)航方式與AGV相同,可作為參考選擇配置。其自主開發(fā)的開放式數(shù)控系統(tǒng),可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況智能性選擇可開環(huán)控制或閉環(huán)控制;其自動校正定位功能使作業(yè)更安全準(zhǔn)確。
(3)作業(yè)機(jī)器人目前研發(fā)的作業(yè)機(jī)器人主要分為四大類,分別為:噴漆機(jī)器人、焊接機(jī)器人、切削機(jī)器人以及檢測機(jī)器人。其中焊接機(jī)器人采用激光焊縫跟蹤技術(shù),而噴漆機(jī)器人采用的則是軌跡規(guī)劃技術(shù)。在大尺寸長距離的情況下進(jìn)行作業(yè)時(shí),如大型罐、大型集裝箱、長管道等的噴漆、焊接、局部切削加工及檢測作業(yè),上述機(jī)器人可以獨(dú)立進(jìn)行作業(yè)或者與AGV組成輪式移動運(yùn)動機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)。為滿足大尺寸、長距離情況下的作業(yè)位置和姿態(tài)定位要求,可將AGV與作業(yè)機(jī)器人自身位姿定位相結(jié)合,因?yàn)檩喪揭苿訖C(jī)器人的作業(yè)精度低于上述作業(yè)的精度要求。
1.1刀具的選擇
在進(jìn)行零部件加工時(shí),數(shù)控銑削加工工藝發(fā)揮著十分重要的作用,因?yàn)樗鼤绊憴C(jī)械零部件的加工成本,影響整個機(jī)械加工的質(zhì)量。作為數(shù)控銑削加工工藝的主要設(shè)備,刀具的選擇就十分的重要。目前常用的刀具包括錐度銑刀、刀銑刀、以及圓角立銑等,不同的刀具在不同的應(yīng)用過程中有著不同的使用效果,所以在選擇刀具的時(shí)候,必須有一定的原則。首先,在選擇刀具類型時(shí)應(yīng)該考察其被加工型面形狀。再次,選取刀具時(shí)應(yīng)采用從小到大的原則并考慮型面曲率的大小。最后,盡可能選擇圓角銑刀進(jìn)行粗加工。
1.1.1考慮被加工型面形狀
為了保障被加工面的加工質(zhì)量,在加工機(jī)械零部件時(shí),有時(shí)也會對凹形進(jìn)行精細(xì)加工處理,一般情況下,處理工具是球頭刀。然而,在加工凸形面時(shí),人們一般都是用平端立銑刀作為加工工具。但是也有用圓角立銑刀工具進(jìn)行加工的情況,就是如果人們明確要求凸形面的加工質(zhì)量。
1.1.2考慮從小到大的原則
在進(jìn)行機(jī)械零部件加工處理時(shí),不能只使用一把刀具,因?yàn)闄C(jī)械型腔存在許多不同的曲面類型。為了順利完成整個機(jī)械加工處理過程,就必須在處理時(shí)采用從小到大的原則。這樣可以在對機(jī)械零件進(jìn)行加工時(shí)有效避免明顯的質(zhì)量問題,還可以提升機(jī)械零件的加工效益。
1.1.3考慮型面曲率的大小
為了保障機(jī)械零件的加工的精度,在進(jìn)行機(jī)械零件精加工時(shí),就應(yīng)該用半徑較小的刀具進(jìn)行處理,尤其在進(jìn)行拐角加工時(shí),施工人員選擇刀具時(shí)是根據(jù)型面曲率大小進(jìn)行選擇,并且必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行控制。
1.1.4考慮圓角銑刀進(jìn)行粗加工
一方面,選用圓角銑刀進(jìn)行粗加工,相比平端立銑刀留下較為均勻的精加工余量,而相比球頭刀有更好的切削條件。另一方面,在切削過程中,圓角銑刀可以在工件與刀刃接觸的90度以內(nèi)的范圍的切削變化比較連續(xù)。
1.2刀具的切入與切出
由于機(jī)械加工型腔十分復(fù)雜,所以在機(jī)械加工數(shù)控銑削中,為了完成機(jī)械零部件的加工,需要經(jīng)常更換不同的刀具。在精加工過程中,加工表面質(zhì)量的差異往往受到切出和切入時(shí)的切削方式的變化的影響。因此,應(yīng)該加強(qiáng)對刀具切出切入方式的選擇。在粗加工過程中,每次加工完成后留下的余量的幾何形狀不會相同,如果在下次盡進(jìn)刀時(shí)選擇不正確的切入方式,就非常容易造成裁刀事故。CAM軟件提供的切入切出方式包括圓弧切入切出工件、刀具以斜線切入工件、刀具通過預(yù)加工工藝孔切入工件、以螺旋軌跡下降方式刀具切入工件以及刀具垂直切入切出工。切削方式最常用的,最簡單的方式便是刀具垂直切入切出,可用于機(jī)械型腔側(cè)壁的精加工以及從工件外部切入的凸模類工件的精加工和粗加工。凹模粗加工最常用的下刀方式是將預(yù)加工工藝孔切入工件;較軟材料的粗加工常用刀具以螺旋線或斜線切入工件;由于可以消除接刀痕,所以圓弧的切入切出工件常用于曲面的精加工。在進(jìn)行粗加工過程中,如果是單項(xiàng)走刀方式,一般將一個加工操作開始時(shí)的切入方式作為CAD/CAM系統(tǒng)提供的切入方式,但是并不是每一次加工時(shí)都采用這種方式。而這主要導(dǎo)致了工件和刀具的損壞,解決方式一是減少加工步距,二是采用雙向走刀方式或走刀方式進(jìn)行加工。
1.3切削方式和走刀方式的確定
加工時(shí)工件相對于刀具的運(yùn)動方式就是切削方式,在加工工程中,刀具軌跡的分布形式即是走刀方式。機(jī)械零部件的加工效率與加工質(zhì)量受到切削方式和走刀方式的影響。在保障加工精度的前提下,為了使刀具受力平穩(wěn),盡可能地縮短切削時(shí)間。在機(jī)械加工中,經(jīng)常使用的走刀方式包括往復(fù)走刀、單向走刀和環(huán)切走刀三種形式。單項(xiàng)走刀方式切削效率較低,因?yàn)榍邢鞣绞皆诩庸ぶ斜3植蛔儯@樣可以使順銑或逆銑一致,但加了空走刀和提刀。為了保證切削過程穩(wěn)定和刀具均勻受力,在粗加工過程中,切削量較大,所以選用單項(xiàng)走刀方式。在加工過程中,進(jìn)行逆銑和順銑交替加工,質(zhì)量較差,因?yàn)樵诩庸み^程中,進(jìn)行不提刀地連續(xù)切削。一般情況下,選用往復(fù)走刀的情況是半精加工和表面質(zhì)量要求不高的精加工,而在粗加工時(shí),不宜采用,因?yàn)榧庸r(shí)的切削量太大。加工過程的平穩(wěn)性、加工表面質(zhì)量和刀具耐用度銑削方式受到銑削方式。在進(jìn)行圓周銑削時(shí),選用順銑或逆銑,則是根據(jù)表面質(zhì)量的要求和加工余量的大小。在實(shí)踐時(shí),一般為了減少機(jī)床的震動,進(jìn)行粗加工時(shí)余量較大,選用逆銑加工方式較好。而在進(jìn)行精加工時(shí),選擇順銑加工方式,以達(dá)到表面粗糙和精度的要求。
2CAXA制造工程師方面的機(jī)械數(shù)控加工編程技術(shù)
曲面實(shí)體相結(jié)合的CAD/CAM一體化軟件即是CAXA制造工程師。CAXA制造工程師功能強(qiáng)大,應(yīng)用廣泛,效率高,代碼質(zhì)量好,是國產(chǎn)AD/CAM數(shù)控加工編程軟件。CAXA制造工程師支持批處理功能和軌跡參數(shù)化,可直接設(shè)定實(shí)體、曲面模型,支持高速切削,可以大幅度提高加工質(zhì)量和加工效率。CAXA制造工程師在高效數(shù)控加工過程中,具有通用后置處理;多軸的數(shù)控加工功能;支持高速加工;支持多軸加工;典型的加工仿真與代碼驗(yàn)證;參數(shù)化軌跡編輯處理;加工工藝控制等。具有靈活的特征實(shí)體造型、強(qiáng)大的曲面實(shí)體復(fù)合造型、完美的曲面實(shí)體組合功能、NURBS自由曲面造型等功能。CAXA制造工程師的數(shù)控加工具體步驟是:
1)根據(jù)工件圖紙,造型工件;
2)數(shù)控加工方案設(shè)計(jì);
3)根據(jù)被加工工件工藝要求、形狀、精度要求選擇加工參數(shù)和加工方法;
4)軌跡生成與仿真加工;
5)后置處理生成G代碼。工程師可以利用CAXA制造師自動編程系統(tǒng)進(jìn)行各種造型設(shè)計(jì),選取合適的設(shè)定數(shù)控加工工藝參數(shù)和加工方法,進(jìn)行仿真加工,生成刀具軌跡,生成加工代碼,解決了復(fù)雜零件不能用手工編程、手工編程耗時(shí)的問題,大大提高編程加工和編程問題。
3宏編程技術(shù)方面的機(jī)械數(shù)控加工編程技術(shù)
宏編程是可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算(+、-、*、/)、邏輯運(yùn)算(AND、OR、NOT)和函數(shù)(SIN、COS等)混合運(yùn)算與高級語言相像的程序編寫形式。在宏程序形式中,用于編制許多復(fù)雜的零件加工的程序,一般提供判斷、循環(huán)、子程序調(diào)用的分支和方法。在利用宏程序技術(shù)進(jìn)行零部件加工不但可以加工復(fù)雜形狀的機(jī)械零部件,而且還可以格式化普遍加工,大大縮短編程時(shí)間。比如本零件中的橢圓短半軸、長半軸值發(fā)生變化,只要更改A、B值就行。但是進(jìn)行宏程序編寫時(shí)難度很大,因?yàn)榫幊倘藛T不僅需要知道關(guān)于基本機(jī)械工藝數(shù)控編程的知識,還需要知道深厚的計(jì)算機(jī)語言知識和數(shù)學(xué)建模知識。
1.1數(shù)控機(jī)床應(yīng)用水平低
自我國制造業(yè)正式引進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)以來,制造業(yè)的生產(chǎn)水平獲得明顯提升。雖然在日常使用過程中,有基本的數(shù)控機(jī)床操作規(guī)范與維護(hù)措施,不過機(jī)床本身的精度損失是無法避免的。為進(jìn)一步提高工作效率,改善生產(chǎn)質(zhì)量,落實(shí)好機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)工作十分重要。此外,由于許多工程并未明確每臺設(shè)備的加工精度與加工任務(wù),沒有合理區(qū)分粗加工設(shè)備與細(xì)加工設(shè)備,設(shè)備資源沒有得到合理安排,不但影響到數(shù)控機(jī)床的使用壽命,還會大大降低數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率。
1.2操刀頻率與設(shè)置不合理
在開展大規(guī)模生產(chǎn)活動時(shí),合理選擇換到方式能有效縮短換刀的輔助時(shí)間,避免機(jī)床嚴(yán)重磨損,從而減少機(jī)床維護(hù)成本,提高機(jī)床生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。從目前情況來看,大部分工廠的換到頻率均存在不合理現(xiàn)象,同時(shí),夾具選擇、走刀線路、刀具排列位置以及刀具樹勇順序都沒有具體細(xì)化,設(shè)計(jì)方案明顯存在漏洞,如此一來,機(jī)床運(yùn)行的工作效率自然也會受到影響。
1.3編程程序不符規(guī)范
數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行模式主要取決于計(jì)算機(jī)的編程程序,計(jì)算機(jī)編程主要負(fù)責(zé)控制機(jī)床工作步驟。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)編程程序在數(shù)控機(jī)床加工中獲得廣泛應(yīng)用,不過不得不承認(rèn)的是,計(jì)算機(jī)編程目前仍未達(dá)到最理想化的運(yùn)用程度。現(xiàn)有計(jì)算機(jī)編程十分復(fù)雜,給系統(tǒng)的調(diào)試與操作帶來了諸多不便。也正因如此,數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率始終無法得到提升。
2提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的根本途徑
2.1人員管理方面
2.1.1提高操作人員業(yè)務(wù)水平
在數(shù)控機(jī)床加工環(huán)節(jié)中,操作人員的業(yè)務(wù)水平直接決定數(shù)控機(jī)床的工作效率。作為數(shù)控機(jī)床軟件的操控著,其專業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)均將對數(shù)控機(jī)床的加工效率產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。所以,提高數(shù)控機(jī)床一線操作人員業(yè)務(wù)水平很有必要。
2.1.2規(guī)范數(shù)控機(jī)床操作流程
相較于普通機(jī)床,數(shù)控機(jī)床的操作流程更為復(fù)雜,操作工藝也更加豐富多樣化。為確保加工活動得以順利開展,提前制定好科學(xué)、規(guī)范的數(shù)控機(jī)床操作流程很有必要。因此,加工企業(yè)有必要在實(shí)際工作中,制定規(guī)范數(shù)控機(jī)床的操作流程,要求全體操作人員在工作期間,嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行各項(xiàng)操作。
2.1.3對現(xiàn)有管理模式進(jìn)行改良
數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行離不開科學(xué)管理,只有提高管理水平,才能充分發(fā)揮出數(shù)控機(jī)床的功能與優(yōu)勢,為生產(chǎn)加工活動做貢獻(xiàn)。所以,在工作期間,有必要定期對數(shù)控機(jī)床管理模式進(jìn)行調(diào)整與改良,根據(jù)生產(chǎn)加工活動的具體需求以及數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、類型、加工工藝等方面,制定不同類型的管理模式,以確保在不同生產(chǎn)加工活動中,不同類型的數(shù)控機(jī)床能夠得到有效利用。只有實(shí)現(xiàn)管理模式的與時(shí)俱進(jìn),才能更好地提高數(shù)控機(jī)床設(shè)備資源的有效利用率,進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械技術(shù)加工效率的不斷提高。
2.2技術(shù)設(shè)備方面
實(shí)際上,加強(qiáng)對數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)設(shè)備方面的研究,從技術(shù)層面著手是提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的根本途徑。在對數(shù)控機(jī)床技術(shù)設(shè)備方面進(jìn)行研究時(shí),務(wù)必要結(jié)合數(shù)控機(jī)床的工作特點(diǎn),針對具體情況采取具體的應(yīng)對措施,在考慮到可操作性的同時(shí),加強(qiáng)成本管理,以確企業(yè)的整體效益。
2.2.1恒定電網(wǎng)供電水平
數(shù)控機(jī)床集互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機(jī)床技術(shù)于一體,因此對電網(wǎng)供電系統(tǒng)有著極高的要求。以目前應(yīng)用范圍最廣的數(shù)據(jù)機(jī)床為例,在電網(wǎng)供電極度不穩(wěn)定的情況下,該裝置內(nèi)部的欠壓保護(hù)裝置報(bào)警系統(tǒng)根本無法發(fā)揮出正常作用。從技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性的層面來看,結(jié)合運(yùn)行中數(shù)控機(jī)床的在自身特性,于電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置交流穩(wěn)壓器是解決該問題的唯一途徑。交流穩(wěn)壓器的設(shè)置,能夠有效避免在高峰或低谷時(shí)段供電不穩(wěn)定現(xiàn)象,從而為數(shù)控機(jī)床的高效生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。
2.2.2正確選擇合適設(shè)備
在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行期間,操作人員應(yīng)重視數(shù)據(jù)機(jī)床設(shè)備的選型,特別是有關(guān)數(shù)控系統(tǒng)方面的選型,設(shè)備選型是否合理將直接決定數(shù)控機(jī)床的相關(guān)工作能否順利開展。因此,相關(guān)工作人員在選擇相關(guān)設(shè)備的型號時(shí),務(wù)必要對工作環(huán)境、工作條件、生產(chǎn)需求等多方面因素進(jìn)行充分考量。此外,為提高數(shù)控機(jī)床與各相關(guān)設(shè)備工作的協(xié)調(diào)性,企業(yè)在選購數(shù)控機(jī)床以及相關(guān)設(shè)備時(shí),應(yīng)盡量選擇同一廠家的產(chǎn)品。同一廠家出產(chǎn)的產(chǎn)品有利于工藝之間的鏈接,且為后期維修保養(yǎng)工作減少了許多不必要的麻煩,從根本上解決了數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率低的問題。
2.2.3落實(shí)機(jī)床維護(hù)管理工作
數(shù)控機(jī)床的管理與維護(hù)是確保數(shù)控機(jī)床得以正常工作的重要前提,也是延長數(shù)控機(jī)床使用壽命的關(guān)鍵。因此,相關(guān)工作人員可定期對機(jī)床進(jìn)行維護(hù)與管理,通過機(jī)床等方式,對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。另外,部分?jǐn)?shù)控機(jī)床運(yùn)行環(huán)境較為特殊,為確保數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用價(jià)值得以充分發(fā)揮,務(wù)必對機(jī)床采取合適的方式進(jìn)行保養(yǎng)。同時(shí),不同型號的數(shù)控機(jī)床保養(yǎng)維護(hù)方式也不一樣,油的類型與使用方式切不可混淆。只有認(rèn)真落實(shí)好機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)工作,才能有效提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率。
數(shù)控技術(shù)的整個控制過程是通過計(jì)算機(jī)、自動控制系統(tǒng)、電氣傳動裝置以及精密傳感測量裝置完成的,這是一種高新的技術(shù)工藝。目前比較流行的數(shù)控技術(shù)中主要使用的是CNC系統(tǒng),這種系統(tǒng)由于其高靈活性而深受各種機(jī)床生產(chǎn)廠家的喜愛,被普遍使用來對機(jī)床進(jìn)行控制。在CNC系統(tǒng)中發(fā)揮主要作用的就是CNC裝置,這種裝置是主要用于數(shù)控系統(tǒng)控制的計(jì)算機(jī)裝置。其工作過程是:首先在錄入系統(tǒng)中輸入機(jī)床運(yùn)行的技術(shù)要求和參數(shù);在輸入完成之后,通過系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)對錄入程序進(jìn)行控制執(zhí)行,接收到執(zhí)行指令的機(jī)構(gòu)則開始行動按輸入的要求完成加工。整個過程都是在電腦控制下完成的,精準(zhǔn)化程度非常高。為了進(jìn)一步提升數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)加工效率和精度,目前的數(shù)控機(jī)床也都裝設(shè)有軟件插補(bǔ)來對機(jī)床的插補(bǔ)算法進(jìn)行補(bǔ)充。
1.2數(shù)控技術(shù)設(shè)備
隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的設(shè)備也得到進(jìn)一步改進(jìn)。數(shù)控技術(shù)裝備主要有以下幾個方面:(1)在數(shù)控設(shè)備中所廣泛使用的數(shù)字伺服技術(shù)指的是一種能夠使用現(xiàn)代控制理論對設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的技術(shù),也正是由于這種技術(shù)的發(fā)展而逐步摒棄了過去的危機(jī)處理控制方式,數(shù)字化的控制理念已經(jīng)成為未來數(shù)控領(lǐng)域發(fā)展的重要思想。(2)數(shù)控設(shè)備中還包括精密機(jī)械的設(shè)計(jì)和加工等方面。數(shù)控設(shè)備的主要目的就是提升生產(chǎn)效率,提高設(shè)備的生產(chǎn)精度,而精密機(jī)械則成為數(shù)控設(shè)備中不可或缺的一部分,只有這樣才能夠保證生產(chǎn)出高精度的機(jī)械部件。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用
2.1數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用
現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)不斷發(fā)展,迫切需要在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)成功地實(shí)現(xiàn)無人化工業(yè)產(chǎn)業(yè)的模式。在目前我國的工業(yè)生產(chǎn)過程中,通過數(shù)控技術(shù)完成對加工的整體控制。首先錄入工業(yè)生產(chǎn)的控制指令,在計(jì)算機(jī)的控制作用下來對輸入的生產(chǎn)指令進(jìn)行任務(wù)發(fā)配,執(zhí)行機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行生產(chǎn)加工,并且通過計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)加工過程進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)加工過程中存在問題及時(shí)地傳遞給指令分配模塊,停止繼續(xù)生產(chǎn)作業(yè)。通過數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,目前我國的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了科技化、現(xiàn)代化,有效地解放了工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的勞動力,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
2.2數(shù)控技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用
由于汽車零部件對于精度的要求比較高,所以在企業(yè)生產(chǎn)中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。通過數(shù)控技術(shù)的使用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的高度智能化,有效地提升了生產(chǎn)線的作業(yè)效率,而且高精度化的生產(chǎn)模式也有效地降低了殘次品的概率,有效地降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,為促進(jìn)我國汽車行業(yè)的發(fā)展起到了十分重要的作用。
2.3數(shù)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的使用
在機(jī)械制造領(lǐng)域中機(jī)械是最根本的設(shè)備,高精度的機(jī)械設(shè)備能夠更好地保證生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的其他設(shè)備。由于數(shù)控機(jī)床的控制能力比較強(qiáng),能夠?qū)崟r(shí)地指揮設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方式,并且通過數(shù)字化處理的模式來解決機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的問題,通過編程的形式來實(shí)現(xiàn)對整條生產(chǎn)線的整體性控制,有效地提升了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度。傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)工藝中需要操作工人到現(xiàn)場對工具進(jìn)行調(diào)整,根據(jù)設(shè)備技術(shù)參數(shù)要求對設(shè)備部件進(jìn)行操作,不但生產(chǎn)效率低,而且生產(chǎn)的設(shè)備精度也不夠高。應(yīng)用數(shù)控技術(shù)則可大大地簡化機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)過程。隨著我國科技的進(jìn)步,數(shù)控技術(shù)也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前,我國機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮著核心的作用,能夠?qū)崿F(xiàn)多種平臺操作。隨著數(shù)控技術(shù)的逐步成熟,數(shù)控技術(shù)的生產(chǎn)成本也降低了很多。在未來的機(jī)械制造行業(yè)中,數(shù)控技術(shù)必將隨著我國科技的進(jìn)步而取得進(jìn)一步的發(fā)展。要以科技發(fā)展為基礎(chǔ),以市場需求為技術(shù)革新的動力,進(jìn)一步推動數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。要根據(jù)現(xiàn)代人對于人性化科技的要求,逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的人性化控制,有效地提升機(jī)械制造過程的自動控制水平。
(1)數(shù)控技術(shù)的便利性是多方面的展現(xiàn),與傳統(tǒng)制造業(yè)相比,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用就很好地減少了機(jī)械制造中繁復(fù)的工藝流程,通過這種減少工藝流程的方法之后,那么數(shù)控技術(shù)的便利性就會完全展露無遺。
(2)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展應(yīng)用還能夠改變機(jī)械制造中的加工工藝參數(shù),改變了機(jī)械制造中的加工工藝參數(shù)之后,我們的機(jī)械制造將會更加的便利。
1.2數(shù)控技術(shù)的高效率
(1)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序的加工,從而能確保加工的精度和減少輔助的時(shí)間;
(2)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展應(yīng)用能夠高質(zhì)量的完成普通機(jī)床難以完成的復(fù)雜零件和零件曲面形狀的加工;
(3)在我國機(jī)械制造產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性存在一定的問題,再加上網(wǎng)絡(luò)化程度也不夠普及,只用于一些簡單的程序數(shù)據(jù)傳輸,就串口通訊技術(shù)來說,網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化水平不高,集成化和遠(yuǎn)程故障的排除能力較弱。總而言之,數(shù)控技術(shù)在我國機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用上還不是很成熟,需要投入更多的人力和財(cái)力,加強(qiáng)相關(guān)方面的技術(shù)人員的培訓(xùn),不斷地吸收新技術(shù)的同時(shí),真正做到將技術(shù)成果實(shí)踐于實(shí)際操作中。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用探究
2.1數(shù)控技術(shù)在機(jī)床方面的實(shí)際應(yīng)用
在機(jī)床的數(shù)字化作用下對于刀具以及機(jī)械的部件以及主軸的變速等等都是由數(shù)字來進(jìn)行操作,只需要在對機(jī)械的一些零部件加工之前由編程人員把零部件的相關(guān)程序進(jìn)行編程,而后再通過程序的載體,在這一過程中如果是想改變對機(jī)械的零部件加工只要在電腦系統(tǒng)的程序中進(jìn)行修改,輸入新的程序即可,這對于傳統(tǒng)的人工調(diào)整有著很大的方便性,在效率上得到了提高。
2.2數(shù)控技術(shù)在汽車機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用
在我國的經(jīng)濟(jì)得到穩(wěn)步上升過程中人們的生活水平也隨之得到了很大的提高,在對產(chǎn)品的消費(fèi)方面需求愈來愈大,在這一市場激烈競爭的背景下數(shù)控技術(shù)就有著其重要的作用,數(shù)控技術(shù)在汽車機(jī)械制造中得以應(yīng)用能夠在質(zhì)量上以及效率上都能夠得到有效的提高,對于汽車的零部件的加工以及新產(chǎn)品的研制都有著很好的效率提升,從而也把汽車機(jī)械的零部件加工向著集成化以及規(guī)模化的方向得到了發(fā)展。
2.3數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用
(1)當(dāng)前的煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中對于采煤機(jī)械的要求也已經(jīng)愈來愈高,在實(shí)際的采煤環(huán)境制約下采煤機(jī)的種類也比較的多,并且都不是大批的進(jìn)行生產(chǎn),這就給采煤機(jī)械的制造有了很大的困難,對于傳統(tǒng)的機(jī)械制造的技術(shù)在采煤機(jī)的單件下料問題上得不到很好的解決,而數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可以通過龍骨板程序進(jìn)行下料,對于在套料的選用方案上起到了很好的優(yōu)化作用,在效率提高的同時(shí),在對機(jī)械的零部件生產(chǎn)過程中的精確度也有了很好的保障。
(2)在數(shù)控技術(shù)得到了一定程度的發(fā)展的同時(shí),也應(yīng)當(dāng)清醒的看到一些不足之處,在長期的發(fā)展過程中,我國的數(shù)控機(jī)床還處在一個低檔膨脹和中檔發(fā)展遲緩以及高檔進(jìn)口的這樣一個局面,在我國的一些重要的工程方面的應(yīng)用上還是依靠于進(jìn)口的設(shè)備和技術(shù)來完成,從整體的發(fā)展上來看,我國在數(shù)控技術(shù)上的水平以及精確度和質(zhì)量、性能和其他國家相比還處于比較落后的階段,在自主創(chuàng)新能力方面還不夠,在自主產(chǎn)權(quán)的操作系統(tǒng)方面還比較的缺乏。
數(shù)控機(jī)械施工需要依托多個技術(shù)平臺如數(shù)據(jù)采集、機(jī)械控制、現(xiàn)場定位、三維模型設(shè)計(jì)等,結(jié)合通訊技術(shù)對現(xiàn)場資源進(jìn)行優(yōu)質(zhì)整合,最大限度走出時(shí)間與空間局限,應(yīng)用機(jī)械實(shí)現(xiàn)對施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)跟蹤管理和施工情況的精準(zhǔn)控制。數(shù)控機(jī)械施工現(xiàn)在普遍應(yīng)用于各類工程,如公路、礦山、機(jī)場、公共工程等,利用智能控制系統(tǒng)與機(jī)械相聯(lián)合組成智能數(shù)控設(shè)備完成多個關(guān)節(jié)的施工任務(wù),并完成壓實(shí)與驗(yàn)收。這種施工技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)分環(huán)節(jié)、分工序的精確控制與多機(jī)械、多標(biāo)段的高效組合,在專業(yè)化平臺輔助應(yīng)用下完成建設(shè)任務(wù)。比如昆明機(jī)場跑道的水穩(wěn)施工使用數(shù)控平地機(jī)即可完成無需掛線,高速公路精加工層施工也無需放樣測量可直接完成。數(shù)控機(jī)械施工技術(shù)之所以能夠發(fā)揮眾多優(yōu)勢,關(guān)鍵在于應(yīng)用GPS或?qū)崟r(shí)動態(tài)定位控制技術(shù)明確機(jī)械位置和狀態(tài),利用傳感器采集數(shù)據(jù)對三維化模型進(jìn)行校準(zhǔn),從而準(zhǔn)確的操作指示引導(dǎo)施工人員控制機(jī)械精準(zhǔn)施工。與傳統(tǒng)機(jī)械化施工低效率、數(shù)據(jù)反饋不及時(shí)、安全性差、對外部條件依賴高等問題相比,數(shù)控機(jī)械施工在多種技術(shù)平合下可高效完成施工人物,節(jié)省時(shí)間、人力與成本,提升施工安全性,施工中同時(shí)完成質(zhì)量監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)管控一體化,減少返工現(xiàn)象。路基填筑數(shù)控施工技術(shù)流程如下。路基填筑數(shù)控施工技術(shù)流程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng),架設(shè)定位基站運(yùn)料車裝、卸料數(shù)控推土機(jī)將料堆散開,自動調(diào)整鏟斗進(jìn)行物料粗平數(shù)控平地機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)對比自動調(diào)整鏟刀進(jìn)行精平數(shù)控壓路機(jī)碾壓,實(shí)時(shí)顯示所壓區(qū)域的壓實(shí)度和壓實(shí)遍數(shù)完成及時(shí)提供動態(tài)數(shù)據(jù)。
2數(shù)控機(jī)械技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐分析
數(shù)控機(jī)械技術(shù)憑借自身多重優(yōu)越性能在公路土建施工中得到了普遍應(yīng)用,我們以某地區(qū)高速公路建設(shè)中某一標(biāo)段中300m精加工路段為例,分析下數(shù)控機(jī)械技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用情況。
2.1施工后標(biāo)高誤差
施工標(biāo)高數(shù)據(jù)的對比是可以凸顯施工技術(shù)精準(zhǔn)性和優(yōu)越性的一個重要指標(biāo)。與傳統(tǒng)施工技術(shù)標(biāo)高數(shù)據(jù)對比,數(shù)控機(jī)械技術(shù)在減少誤差提升精準(zhǔn)度方面具有顯著優(yōu)勢,我們以具體數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析對比。某高速公路標(biāo)段內(nèi)不同方法施工后標(biāo)高檢測結(jié)果對比見表1。從實(shí)際數(shù)據(jù)對比情況來看,應(yīng)用數(shù)控機(jī)械技術(shù)輔助施工在標(biāo)高控制方面顯著縮小了誤差,提升了精度與精確性,可見數(shù)控機(jī)械技術(shù)在公路土建施工中優(yōu)越的控制性能,有助于加強(qiáng)施工管控。表1某高速公路標(biāo)段內(nèi)不同方
2.2施工成本與效益
傳統(tǒng)機(jī)械施工中,需要數(shù)名施工人員進(jìn)行測量放樁、護(hù)樁,不僅耗費(fèi)人力物力,且需要反復(fù)核對確保精準(zhǔn)性,對外部天氣條件以來程度較高,且施工人員安全情況缺乏保證,后續(xù)工作中還需要人工指導(dǎo)機(jī)械就位,反復(fù)收集整理數(shù)據(jù),工作量大,在面臨工程數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)變更時(shí)無法及時(shí)有效進(jìn)行調(diào)整反饋,甚至可能導(dǎo)致返工。但是數(shù)控機(jī)械技術(shù)則不同,它可通過三維建模和多技術(shù)平合應(yīng)用完成數(shù)據(jù)整合,無需放樁即可進(jìn)行是施工,不僅顯著提升了施工效率,節(jié)省了人力物力與資源,保障施工人員人身安全,且在地誤差高精度控制下,還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、自動控制,在施工過程中完成進(jìn)度控制與質(zhì)量控制,動態(tài)監(jiān)控全程,實(shí)現(xiàn)一體化施工,無論是施工成本還是施工效益都有切實(shí)保障。為進(jìn)行直觀有效對比,我們以高速公路某路段為例進(jìn)行施工試驗(yàn),對比施工成本和施工效益,數(shù)控產(chǎn)品選擇美國Trimble公司GCS900系統(tǒng),在長為300m的精加工路段分別應(yīng)用傳統(tǒng)施工方法和數(shù)控機(jī)械施工技術(shù)各施工150m,對比施工效率、施工誤差、施工成本。兩種施工模式施工效率、施工成本對比見表2。結(jié)果顯示,數(shù)控機(jī)械施工可顯著提升施工效率,降低人力物力等成本投入,施工效益好。人力投入的減少并未影響施工數(shù)據(jù)收集,既避免了施工人員對機(jī)械施工的干擾,降低安全隱患,同時(shí)節(jié)約人力和成本投入,二者成本上的顯著差異證實(shí)了數(shù)控機(jī)械施工的優(yōu)越性。由此可見,廣泛使用并推廣數(shù)控機(jī)械施工能夠加快施工進(jìn)度,提升施工效率縮短工期,降低成本投入,帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3應(yīng)用實(shí)例
目前數(shù)控機(jī)械技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)多個公路項(xiàng)目建設(shè),比如江西省昌西南連接線TJ合同段引進(jìn)數(shù)控機(jī)械化設(shè)備天寶GCS900系統(tǒng),應(yīng)用于超寬路基平整施工。傳統(tǒng)路基平整施工方式要耗費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間,樁與樁之間的精度較難保證,未解決以上難題,數(shù)控機(jī)械系統(tǒng)被引入基建施工,以美國天寶GCS900系統(tǒng)為主,集成了精準(zhǔn)定位技術(shù)、通訊技術(shù)、機(jī)械控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、SPS930全站儀、MT900靶標(biāo)、車載電腦、傳感器、電臺、光棒指示及液壓/電源模塊數(shù)字設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了一體數(shù)控機(jī)械化施工,在路基平整中可以做到了無樁化施工,避免了施工過程中人為因素而造成的誤差。在公路工程施工運(yùn)用過程中,數(shù)控機(jī)械化施工產(chǎn)生了節(jié)約時(shí)間、節(jié)約成本帶來的經(jīng)濟(jì)和社會效益,控制了施工的質(zhì)量和精度,減少了作業(yè)行程和運(yùn)營成本,并且低碳環(huán)保,數(shù)據(jù)永久保存,便于管理,為后續(xù)的道路維護(hù)養(yǎng)護(hù)提供相關(guān)資料。數(shù)控機(jī)械化施工技術(shù)的引入,為公路土建施工建設(shè)提供了有力的技術(shù)保障,較之傳統(tǒng)施工方法,至少提高效率(縮短工期)35%以上,是成功的應(yīng)用范例,值得在公路土建領(lǐng)域大力應(yīng)用推廣。
2數(shù)控技術(shù)的生產(chǎn)利用
在一些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中利用數(shù)控技術(shù)尤為重要,在化工生產(chǎn)過程中,粉塵、有毒有害氣體無時(shí)不刻威脅著生產(chǎn)工人的人生安全,數(shù)控技術(shù)的引用不僅改善了工人的勞動條件,提供了安全保障,同時(shí)對企業(yè)來說,也提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。在生產(chǎn)加工中對環(huán)境要求非常高的加工過程中,數(shù)控技術(shù)可以擺脫人的因素,能提供更優(yōu)的生產(chǎn)環(huán)境,例如在食品加工過程,傳統(tǒng)的作坊式生產(chǎn)明顯不能滿足我們對食品衛(wèi)生的要求,在現(xiàn)在化無菌化生產(chǎn)條件中數(shù)控技術(shù)減少了人為操作,一切由機(jī)械代替手工自動完成,保證了生產(chǎn)加工的質(zhì)量要求。數(shù)控技術(shù)對既定的生產(chǎn)過程進(jìn)行控制,一般采用負(fù)反饋的調(diào)節(jié)機(jī)制,利用傳感器發(fā)現(xiàn)錯誤并及時(shí)采取相應(yīng)的處理方法,實(shí)現(xiàn)全過程的智能化一體化生產(chǎn)。
2.1在采煤業(yè)中的應(yīng)用
在傳統(tǒng)的采煤業(yè)中,一般是由采煤工人在地下進(jìn)行挖煤作業(yè),由于地下情形的不可預(yù)知性,煤礦事故頻繁發(fā)生。即使是在采用機(jī)械化采煤技術(shù)的今天人工的操作依舊存在,地下煤層環(huán)境的不同,也需要采用不同的機(jī)械。數(shù)控技術(shù)在采煤機(jī)的應(yīng)用,解決了單件下料的重要難題,數(shù)字化技術(shù)能夠模擬出最優(yōu)的套料方案,不僅能實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)械的高效率生產(chǎn),還能極大的避免人工直接操作的危險(xiǎn)性,降低甚至杜絕了煤礦事故的發(fā)生,提高煤礦生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2在汽車行業(yè)中的應(yīng)用
汽車行業(yè)近些年在我國發(fā)展迅猛,數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中加快了汽車零部件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),有數(shù)控技術(shù)控制的生產(chǎn)中心更加智能化,不僅高效率還能滿足產(chǎn)品更新的要求,還能制造一些極為復(fù)雜的零部件,為汽車工業(yè)的整體發(fā)展添磚加瓦。將不同零部件數(shù)字化處理后存儲在計(jì)算機(jī)中,利用模擬技術(shù)可以虛擬制造出各種汽車模型同時(shí)利用各種試驗(yàn)軟件模擬測驗(yàn),了解其參數(shù),更迅速的開發(fā)出一種產(chǎn)品來,縮減了汽車的研發(fā)周期。
2.3在新型機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用
在航天領(lǐng)域,許多零部件需要特殊的加工,才能滿足平整度、剛度、柔韌性的要求,傳統(tǒng)的制造也很難滿足這些加工要求,這就要求數(shù)控技術(shù)對材質(zhì)進(jìn)行精密的微加工,不僅節(jié)約了材料還能更快的實(shí)現(xiàn)零部件的加工,推動了航天領(lǐng)域的發(fā)展。其它高精度的科學(xué)儀器亦是需要數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。
3機(jī)械數(shù)控技術(shù)的未來發(fā)展
3.1更精確
利用數(shù)控技術(shù)完成高精度的機(jī)械操作,在微米級乃至于納米級的操作級別上手工借助機(jī)械一般很難完成及其細(xì)微的工作,只有通過數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行分子的自組裝完成對納米級別的加工,數(shù)控技術(shù)精確到每一步,嚴(yán)格控制生產(chǎn)環(huán)境,將各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)嚴(yán)絲合縫的連接起來,最終完成高精度超復(fù)雜的產(chǎn)品生產(chǎn)。
3.2更大
在微觀領(lǐng)域,數(shù)控技術(shù)可以做到微米級和納米級,機(jī)械設(shè)備也可以做的很小。在另一方面,數(shù)控技術(shù)結(jié)合大型生產(chǎn)機(jī)械也成了未來發(fā)展的一種走向。利用數(shù)控技術(shù)為核心的3D打印技術(shù)可以自行一體化建設(shè)大型建筑,在對復(fù)雜機(jī)械的組裝上,大型組裝機(jī)械自動精確組裝每一個零部件,節(jié)省時(shí)間提高效率。
3.3更快
沒有最快只有更快,數(shù)控裝置在未來幾年內(nèi)需要具備高速處理大量指令的能力,處理數(shù)據(jù)的能力和反應(yīng)的時(shí)間長短決定了精確度。這不僅需要算法上的不斷改進(jìn)和優(yōu)化,更需要硬件設(shè)施的不斷提升。由于計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的飛速提升,CPU的運(yùn)行頻率早已達(dá)到上千兆MHz,在微秒級別上依舊能夠快速做出反應(yīng)。在另一個方面,伴隨著數(shù)據(jù)處理速度的提升,機(jī)械傳動速度度提升也十分迅猛,主傳動軸的轉(zhuǎn)動速度已經(jīng)達(dá)到100000轉(zhuǎn)每分鐘了,轉(zhuǎn)速的提高對附加的進(jìn)給部件的剛度和韌性也提高了很大的要求。
2木材加工機(jī)械數(shù)控技術(shù)的戰(zhàn)略思考
我國的木工企業(yè)規(guī)模較小、發(fā)展緩慢,單靠自身品牌效應(yīng)和能力很難進(jìn)行數(shù)控設(shè)備的開發(fā)。中國很少運(yùn)用數(shù)控鏤銑機(jī),所以國外生產(chǎn)這批數(shù)控鏤銑機(jī)幾乎無法進(jìn)行銷售,更何況是暢銷。國內(nèi)的木工機(jī)械數(shù)控的大市場,雖然已被跨國公司控制,但是它們卻無法包攬整個市場,這是由于我國的特殊國情決定的。數(shù)控技術(shù)自出現(xiàn)以來,其發(fā)展已經(jīng)與木工機(jī)械數(shù)控相適應(yīng)。
2.1數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)的人才缺乏
我國所有的木工機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)共有1000多家,然而只有不足20家企業(yè),可以進(jìn)行自主研發(fā),不足100家企業(yè)有測繪仿制能力。而我國木材加工企業(yè)共有3萬多家,不足300家企業(yè)購買了數(shù)控木工機(jī)械,若要在其中找出能進(jìn)行設(shè)備二次開發(fā)能力并且能夠進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè),還不及總數(shù)的一半。除此之外,木材加工的相關(guān)企業(yè)的薪資水平較低,很少有人愿意嘗試其生產(chǎn)、銷售和操控設(shè)備的工作,又進(jìn)一步地阻礙了數(shù)控木材加工設(shè)備在我國的發(fā)展。另有一些企業(yè)以裝點(diǎn)門面為由,購買數(shù)控木材加工設(shè)備,而沒有真正地發(fā)揮其作用。2.2數(shù)控系統(tǒng)是木工機(jī)床的中心我國木工機(jī)床的發(fā)展能力有限,數(shù)控技術(shù)方面和硬件設(shè)備的開發(fā)難以取得階段性進(jìn)展,但是由金屬加工數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)控木工機(jī)械技術(shù)還不夠完善,有許多問題亟待解決,沒有將木工企業(yè)的特點(diǎn)體現(xiàn)出來。而由于語言問題,無法直接引用國外的優(yōu)秀軟件,所以,現(xiàn)在的首要任務(wù),要根據(jù)木工數(shù)控設(shè)備的特點(diǎn)研究,引進(jìn)能夠適應(yīng)國內(nèi)數(shù)控木工機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)備或軟件。
2.3明確數(shù)控木工設(shè)備的發(fā)展方向
憑借著良好的售后服務(wù),國外的數(shù)控木工機(jī)械生產(chǎn)機(jī)構(gòu)才能不斷地獲得訂單。但我國的技術(shù)水平和售后服務(wù)都還不足,無法滿足群眾的需求。而且我國傳統(tǒng)的木工企業(yè)與群眾之間缺乏溝通,所以始終達(dá)不到跨國企業(yè)的銷售量。而我國的這些企業(yè)也很少購買能夠提高產(chǎn)量和生產(chǎn)效率的先進(jìn)設(shè)備,無法獲取更高的利益。從現(xiàn)在木工機(jī)械數(shù)控市場的發(fā)展來看,我國傳統(tǒng)的時(shí)代已經(jīng)過時(shí),需要研究出為企業(yè)創(chuàng)造生產(chǎn)價(jià)值的數(shù)控設(shè)備。管理者需要考慮企業(yè)的開發(fā)方向是否正確,例如現(xiàn)在很多用戶需求的是小批量的生產(chǎn)方式,所以,木工機(jī)械企業(yè)應(yīng)準(zhǔn)確掌握發(fā)展方向。
2.4企業(yè)售后的重要性
數(shù)控木工機(jī)械加工企業(yè)應(yīng)該對企業(yè)售后進(jìn)行專項(xiàng)管理,并加強(qiáng)售后內(nèi)容培訓(xùn)和技術(shù)支持,這種方式才能打開市場,加大企業(yè)的知名度,吸引用戶的目光。與此同時(shí)企業(yè)自身也要給用戶提供機(jī)械系統(tǒng)的保修,提高企業(yè)在用戶心中的地位。對于中、小型木工機(jī)械企業(yè)等服務(wù),應(yīng)該根據(jù)我國的數(shù)控技術(shù)和機(jī)床的應(yīng)用基礎(chǔ),采用合理的開發(fā)模式。
2.5加強(qiáng)與高等院校的合作
我國應(yīng)著重加強(qiáng)中小企業(yè)的木工機(jī)械數(shù)控技術(shù)的開發(fā),并以其為研究主體,因其生產(chǎn)技術(shù)都是剛剛起步,對于數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)方面還有很大的空間。而經(jīng)營成功的企業(yè)已經(jīng)形成了技術(shù)體系,很難創(chuàng)新技術(shù),而很多企業(yè)實(shí)際上對數(shù)控技術(shù)沒有一個全面的了解。首先要加強(qiáng)與各大高校的技術(shù)連接,開發(fā)初期要以高校給出的發(fā)展方案為主,自身進(jìn)行加工工作,購買低成本的配件,并采用先進(jìn)的生產(chǎn)方式。如今的市場競爭中,沒有一家企業(yè)能夠壟斷整個市場,也不可能生產(chǎn)自身產(chǎn)品的全部零件,應(yīng)杜絕這種落后的生產(chǎn)模式,加強(qiáng)社會分工協(xié)作,時(shí)刻與時(shí)俱進(jìn)。以目前的數(shù)控技術(shù)發(fā)展速度,數(shù)控設(shè)備的普及將很快到來。建立產(chǎn)學(xué)研合作與開發(fā)能夠加快其進(jìn)度,并且更加順利。
2、煤礦機(jī)械數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)
應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)應(yīng)用的場合,所需控制的對象以及對系統(tǒng)提出的基本要求這些因素之后,再選擇使用合適的CPU。8088,8086,80386,8098,80286,8096等16位機(jī)的CPU是目前我國常用的CPU芯片。有時(shí)候也選用8位機(jī)的CPU,例如8080,8031,Z80等。應(yīng)用于普通數(shù)控機(jī)床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51單片機(jī)。選擇它們主要是看重了配套芯片比較廉價(jià),而且實(shí)用性和普及都是很強(qiáng)的,此外,對于它們的制造和維修也都是很方便的。這些特點(diǎn)使得它們完全符合改造需求。電氣控制系統(tǒng)的目的就是為了滿足被控對象工藝,有效的促進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提升。在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的過程中,要按照下列原則進(jìn)行。一、堅(jiān)持完整性原則,也就是說,要確保可以滿足工業(yè)生產(chǎn)過程和機(jī)械設(shè)備的需要。二、經(jīng)濟(jì)性原則,就是產(chǎn)品一經(jīng)設(shè)計(jì)出可以做到簡單實(shí)用。三、可靠性原則,就是PLC控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)完成后可以穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。四、發(fā)展性原則,就是對現(xiàn)在已有的生產(chǎn)工藝進(jìn)行全面的檢查后給未來的發(fā)展留出一定的空間。通過機(jī)床的傳動實(shí)現(xiàn)不同的工件在不同的速度下運(yùn)行時(shí)的協(xié)調(diào)。傳動的性能會對零件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率產(chǎn)生很大的影響,在設(shè)計(jì)中還要考慮其經(jīng)濟(jì)性,利用原來的電動機(jī)拖動機(jī)床的傳動,達(dá)到機(jī)床的正常高效率運(yùn)行。在加工的設(shè)計(jì)中,考慮到變換了切削轉(zhuǎn)矩以及機(jī)床電壓,會使得電機(jī)轉(zhuǎn)速也發(fā)生變化,使得生產(chǎn)精度提高,其影響會直接反應(yīng)在零件的表面生產(chǎn)。在主軸的設(shè)計(jì)中應(yīng)加入變頻調(diào)速系統(tǒng),用來完成機(jī)械換擋。傳動系統(tǒng)主要是將接受系統(tǒng)的指令傳輸給傳送系統(tǒng)需要進(jìn)行工作的部分。驅(qū)動系統(tǒng)會根據(jù)指令進(jìn)行相應(yīng)設(shè)定的工作,之后會進(jìn)行機(jī)械的加工處理,從而生產(chǎn)出符合規(guī)定要求的零件。對于精度要求很高的參數(shù)設(shè)置需要依據(jù)傳動要求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定,同時(shí),開環(huán)控制是對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行改造的過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。當(dāng)現(xiàn)代機(jī)床與傳統(tǒng)的進(jìn)行比較時(shí)可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代機(jī)床具有更高的穩(wěn)定性,而且自身發(fā)生故障的可能性越來越低,工作中出現(xiàn)的故障也大多是由于人為操作失誤所引起。數(shù)控機(jī)床都是由機(jī)械和電氣等多方面的程序構(gòu)成,維修人員要從內(nèi)到外仔細(xì)的檢查,最大限度的排除因?yàn)殡S意的卸載造成的機(jī)床性能降低。此外,對于參數(shù)的設(shè)置也要能夠起到將滾珠絲杠螺母副之間的軸向間隙減小甚至消除的作用,這樣的操作可以更加有效地提高傳動的剛度。在設(shè)計(jì)中,對數(shù)據(jù)庫的整理也是很有必要的,它是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ),網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫是將數(shù)據(jù)和資源實(shí)現(xiàn)共享的核心技術(shù),然后經(jīng)過本地計(jì)算機(jī)的處理完成數(shù)據(jù)的存貯和查詢。
3、煤礦數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)
數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)有三種,即開環(huán),半閉環(huán)和閉環(huán)三種。其中閉環(huán)的控制方案的優(yōu)點(diǎn)很多也很突出,閉環(huán)的系統(tǒng)的機(jī)床精度很高,在補(bǔ)償機(jī)械運(yùn)動中的誤差小,能減小甚至消除干擾與間隙等因素對精度的影響。但是閉環(huán)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)較其他系統(tǒng)復(fù)雜,使用技術(shù)難度較大,對該系統(tǒng)的調(diào)試和維修困難,再有就是生產(chǎn)的造價(jià)高,在實(shí)際的生產(chǎn)過程中使用閉環(huán)的控制系統(tǒng)沒有太大的必要性。ActiveX的其實(shí)就是一個開放的平臺。其工作內(nèi)容就是給程序的開發(fā)人員和用戶,還有Web生產(chǎn)廠商提供在互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)建程序集成過程中的方向。ActiveX服務(wù)器控件能把所有的能執(zhí)行的代碼還有程序融入到該服務(wù)器系統(tǒng)之中,并嵌入到Web中,讓用戶能通過網(wǎng)絡(luò)就能得到想要的程序,不需要遠(yuǎn)程的客戶端就能進(jìn)行遠(yuǎn)程的執(zhí)行。
1、鉆孔基本情況
淄礦集團(tuán)埠村煤礦東區(qū)為解決431輔助下山采區(qū)、423采區(qū)的防塵用水,在-390m東大巷施工一徐灰觀測鉆孔, 2006年11月7日開工。開孔層位3煤頂板細(xì)砂巖,終孔層位徐灰,終孔孔深219.9 m,水量72.0 m3/h,壓力4.0MPa,鉆孔結(jié)構(gòu)為雙層套管,水泥固結(jié)。第一層套管Φ127×8mm、共24.50m,第二層套管Φ89×8mm、共186.50m。,2007年1月8日竣工后即投入防塵用。該鉆孔投入使用兩個月,周圍未出現(xiàn)任何異常現(xiàn)象,2007年3月11號發(fā)現(xiàn)鉆孔周圍出水,鉆孔以東8m范圍內(nèi)底板多處地點(diǎn)涌水,最遠(yuǎn)兩處出水點(diǎn)距鉆孔23m。最大涌水量為43.53m3/h。
2、鉆孔及周邊巷道出水原因分析
根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,巷道底板多出底鼓,平均底鼓0.5m左右機(jī)械論文,且兩幫均有片幫,頂板冒落,巖層斷裂痕跡,并且發(fā)現(xiàn)鉆場內(nèi)水泥澆筑的鉆機(jī)平臺出現(xiàn)明顯裂縫,分析為礦壓多次活動使鉆孔產(chǎn)生裂隙,導(dǎo)致鉆孔產(chǎn)生滲漏,發(fā)生底板突水。由于礦壓活動仍在繼續(xù),鉆孔的危險(xiǎn)程度在加劇,根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)一般礦壓破壞底板深度在12m左右。因此決定采用在孔內(nèi)重新下套管落沙封堵裂隙點(diǎn)的方法,進(jìn)行封堵裂隙和加固鉆孔及周圍底板,同時(shí)封堵鉆孔,消除隱患。
3、鉆孔治理方案
3.1套管選擇及施工:根據(jù)鉆孔周邊出水情況,采用在孔內(nèi)重新下放小直徑套管,進(jìn)行套管固結(jié)后,采用落沙封堵裂隙點(diǎn)的辦法,進(jìn)行封堵裂隙和加固鉆孔及周圍底板,同時(shí)封堵鉆孔。小直徑套管采用直徑為Φ60mm無縫鋼管,從孔口開始下放套管,當(dāng)套管下放至孔內(nèi)3.8m處,套管無法下放,隨即改用1寸管子下放,仍然不能下放。在此情況下,分析是套管在孔口下3.8m處已斷裂并錯位。為探明套管斷裂情況及錯動方向,加工直徑為Φ73 mm的圓木木塞沿Φ60mm的套管下放,經(jīng)兩次用木塞撞擊套管留下的印跡分析確認(rèn),斷裂處上下套管重合處不足20mm。套管斷裂后,上部套管向巷道中心方向移動。針對上述情況,決定首先采用大孔徑鉆頭擴(kuò)孔,鉆進(jìn)至套管斷裂處,提出上部斷裂套管,再下Φ60mm套管進(jìn)行落砂封堵的方法,同時(shí)注漿封堵鉆孔。
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