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        智能制造環(huán)境下的數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢

        2018-03-22 09:29:28徐工消防安全裝備有限公司江蘇徐州221000
        金屬加工(冷加工) 2018年2期
        關(guān)鍵詞:數(shù)控系統(tǒng)機床編程

        ■ 徐工消防安全裝備有限公司 (江蘇徐州 221000) 李 云

        隨著我國《中國制造2025》行動綱領(lǐng)的實施,工程機械各大主機廠商都在進行以智能制造為目標(biāo)的技術(shù)升級改造,建設(shè)以創(chuàng)新、綠色、智能為主題,信息化與工業(yè)化深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的智能制造車間,響應(yīng)智能制造、綠色制造、服務(wù)制造的強國戰(zhàn)略,數(shù)控系統(tǒng)制造企業(yè)只有堅持客戶導(dǎo)向,滿足企業(yè)智能化升級改造需求,在數(shù)控系統(tǒng)開放性方面深入研究,不斷提升系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、開放化水平,為用戶定制個性化的數(shù)控系統(tǒng),才能取得長足的發(fā)展。未來先進數(shù)控系統(tǒng)將具有以下幾方面特點。

        1. 數(shù)控系統(tǒng)向開放型發(fā)展,集成CAM軟件,方便編程及模擬

        目前比較常見的FANUC數(shù)控系統(tǒng),雖然也具有程序檢查功能,例如機床鎖住和輔助功能鎖住功能,能夠不移動刀具而顯示其位置的變化,能鎖住所有軸或指定軸,并禁止執(zhí)行M、S和T指令(見圖1),檢查程序是否編制正確,但是這種方法僅能檢查出程序語句方面的錯誤,不能直觀顯示刀具路線軌跡,不能避免潛在的風(fēng)險。未來開放的數(shù)控系統(tǒng)將在自動編程及仿真方面有所改進。

        圖1 FANUC數(shù)控系統(tǒng)機床鎖住功能

        傳統(tǒng)的Mastercam、UG等編程軟件生成的數(shù)控程序,需要經(jīng)過后處理,才能應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場,然而軟件自帶的后處理程序,并不能完全適應(yīng)用戶特殊定制的機床,只有較專業(yè)的技術(shù)人員才能修改后處理程序,這給生產(chǎn)造成一定的障礙。未來開放式數(shù)控系統(tǒng)往往采用NC嵌入PC的模式,這種數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點是能夠借助已經(jīng)成熟的計算機Windows平臺,方便集成各類計算機軟件,數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)嵌專門的編程及仿真軟件,這樣就實現(xiàn)了CNC與軟件之間的無縫連接,技術(shù)人員無需考慮后處理格式、機床仿真三維模型是否正確的問題,這樣就使得操作更加高效準(zhǔn)確,借助計算機CAM軟件強大的編程仿真功能,用戶可以直觀地觀察刀具軌跡路線,進、退刀方式,切削量等方面的信息(見圖2),這樣就能更大程度地避免因編程錯誤造成的生產(chǎn)事故。

        2. 數(shù)控系統(tǒng)將更好地與MES系統(tǒng)集成,實現(xiàn)設(shè)備間數(shù)據(jù)互通

        未來規(guī)劃的智能車間中,生產(chǎn)流程更加簡單高效,盡量避免人工干預(yù)。訂單下達至生產(chǎn)線,設(shè)備會讀取當(dāng)前產(chǎn)品的訂單號、批次號和ID號,MES系統(tǒng)向生產(chǎn)現(xiàn)場下達生產(chǎn)任務(wù),同時MES向相關(guān)設(shè)備傳輸生產(chǎn)開始指令,通過DNC向設(shè)備傳遞NC程序并觸發(fā)設(shè)備加工程序準(zhǔn)備,加工完畢后,MES系統(tǒng)會讀取設(shè)備加工運行數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),并從加工質(zhì)量方面對加工參數(shù)進行分析并改進,形成良好的閉環(huán)管理,記錄設(shè)備運行信息,作為產(chǎn)品過程質(zhì)量信息,為SPC分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和質(zhì)量追溯使用,具體流程如圖3所示。

        3. 數(shù)控系統(tǒng)更加注重檢測功能,能實時反饋數(shù)據(jù)

        隨著傳統(tǒng)機械行業(yè)人工成本的增長,智能化工廠的用工人數(shù)呈下降趨勢,由勞動密集型行業(yè)轉(zhuǎn)型成技術(shù)集中型行業(yè),一方面對技能工人的要求更高,技能型藍領(lǐng)人才需求大幅增加;另一方面,對數(shù)控系統(tǒng)廠家提出了更高的要求,要求數(shù)控系統(tǒng)更加注重檢測功能,能實時反饋數(shù)據(jù),例如數(shù)控系統(tǒng)共享激光跟蹤儀測量數(shù)據(jù),將激光跟蹤儀球坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為右手直角坐標(biāo)系數(shù)據(jù),并進行反饋,避免事后檢測返工的情況,目前各大機床廠商,例如友佳、日發(fā)等機床企業(yè)已經(jīng)注重在機床中配置Renishaw探頭、在線對刀儀等設(shè)備(見圖4),豐富了數(shù)控機床的功能,提高了生產(chǎn)效率。

        圖2 CAM軟件刀具軌跡顯示界面

        圖3 車間智能制造圖解

        圖4 Renishaw測量系統(tǒng)

        另一方面,檢測功能還體現(xiàn)在數(shù)控程序上,例如江蘇一重為日本某企業(yè)研制的數(shù)控鉆床,實現(xiàn)了無人化加工,機械手上料定位,液壓夾具夾緊等過程都由程序代碼控制,鉆孔及攻螺紋過程中,實時監(jiān)測主軸扭矩,加工過程中如果發(fā)生絲錐斷裂,主軸扭矩值就會發(fā)生變化,系統(tǒng)宏程序會發(fā)出報警,提示操作人員更換絲錐,體現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的檢測功能在智能制造中的重要作用。

        4. 結(jié)語

        隨著《中國制造2025》制造強國戰(zhàn)略的實施,企業(yè)只有提高制造過程的智能水平,才能保證產(chǎn)品質(zhì)量,降低人工成本。為滿足客戶需求,數(shù)控系統(tǒng)廠商只有不斷豐富系統(tǒng)功能,在編程仿真、數(shù)據(jù)互通及實施檢測等方面深入研究,為用戶量身定制個性化的數(shù)控系統(tǒng),才能取得長足的發(fā)展。

        [1] 陳宏均. 實用機械加工工藝手冊[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2009.

        [2] 楊叔子. 機械加工工藝師手冊[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2001.

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