摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由于其獨(dú)特的特性使其迅速收到人們的歡迎，被應(yīng)用到各行各業(yè)之中，與人們的日常生活和工作緊密結(jié)合起來(lái)。其中尤其是數(shù)控機(jī)床行業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著不可或缺的重要作用，如果缺少互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，那么數(shù)控機(jī)床行業(yè)的工作將會(huì)面臨無(wú)法開(kāi)展的困境。鑒于此，本文重點(diǎn)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的改造分析，期望能夠?qū)ξ覈?guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；數(shù)控機(jī)床；維修

數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集型和知識(shí)密集型的機(jī)電一體化的產(chǎn)品，其主要特點(diǎn)有技術(shù)先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性以及價(jià)格昂貴性。因此數(shù)控機(jī)床之中的設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，無(wú)論是診斷工作還是維修工作都具備較大的難度?，F(xiàn)如今我國(guó)許多工廠和企業(yè)依然使用過(guò)去普通機(jī)床的維護(hù)、修理和管理方法來(lái)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床設(shè)備管理工作，這就導(dǎo)致了其無(wú)法對(duì)數(shù)控機(jī)床的可靠性進(jìn)行有效保證，同時(shí)也不利于數(shù)控機(jī)床的性能完全發(fā)揮出來(lái)。特別是隨著當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也隨之變得越來(lái)越廣泛，在這樣的時(shí)代背景之下，可以高綠對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造升級(jí)。

1 改造對(duì)象

目前數(shù)控加工主要采用的系統(tǒng)為FANUC系統(tǒng)。從目前機(jī)床改造的現(xiàn)狀來(lái)看，機(jī)床改造，尤其是高端數(shù)控機(jī)床改造，在我國(guó)有很廣闊的發(fā)展前景。我國(guó)作為全球機(jī)床生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國(guó)，整個(gè)市場(chǎng)機(jī)床保有量估計(jì)有千萬(wàn)臺(tái)，但是由于數(shù)控化率比較低，其中比較適合改造的數(shù)控機(jī)床多為使用年限超過(guò)8年甚至10年的設(shè)備，占到我國(guó)全部數(shù)控機(jī)床的3%。加上數(shù)控機(jī)床的普及，特別是機(jī)床改造以及購(gòu)置新機(jī)床之間的差價(jià)，越來(lái)越多的企業(yè)會(huì)考慮采用機(jī)床改造的方式。

部分使用年限較久的數(shù)控機(jī)床，例如本次研究以配置DASEN3i系統(tǒng)的大森數(shù)控機(jī)床，會(huì)出現(xiàn)明顯的操作步驟繁瑣、故障率高、利用率低等問(wèn)題，加上維護(hù)和維修成本高，基本處于閑置狀態(tài)。面對(duì)這種情況，本次研究重點(diǎn)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的改造分析，為后續(xù)改造工作提供更可行的參考方案。

2 大森數(shù)控機(jī)床改造的PMC設(shè)計(jì)分析

2.1 FANUC系統(tǒng)支持下的數(shù)控機(jī)床PMC結(jié)構(gòu)

考慮FANUC系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)，在對(duì)大森數(shù)控機(jī)床改造之前需要對(duì)PMC結(jié)構(gòu)有一個(gè)全面性的了解。包括對(duì)PMC結(jié)構(gòu)相關(guān)的各信號(hào)功能、PMC參數(shù)一級(jí)基本指令及功能指令的合理設(shè)置[1]。只有了解了在FANUC系統(tǒng)支持下的數(shù)控機(jī)床PMC結(jié)構(gòu)才能夠順利開(kāi)展后續(xù)工作。

2.2 數(shù)控機(jī)床PMC的設(shè)計(jì)分析

考慮到FANUC系統(tǒng)中已經(jīng)構(gòu)建了結(jié)合數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可以讓數(shù)控機(jī)床PMC的設(shè)計(jì)工作更加便利。在對(duì)數(shù)控機(jī)床PMC設(shè)計(jì)的過(guò)程中，重點(diǎn)從設(shè)置定時(shí)器、譯碼器、I/O口的分配、PMC程序設(shè)計(jì)流程圖、定時(shí)潤(rùn)滑、換刀控制程序、實(shí)時(shí)報(bào)警處理程序7個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)考慮。其中針對(duì)定時(shí)器的設(shè)置可以在設(shè)計(jì)中將其命名為T(mén)MR，并以78ms為單位。針對(duì)譯碼器的設(shè)計(jì)，需要重點(diǎn)考慮低位數(shù)與高位數(shù)譯碼的區(qū)別，結(jié)合顯示數(shù)值的不同進(jìn)行正確地譯碼。針對(duì)I/O口的分配問(wèn)題，需要結(jié)合電氣原理圖以及信息技術(shù)通過(guò)確定數(shù)控機(jī)床PMC中的I/O口，確保PMC梯形圖程序設(shè)置的合理性[2]。關(guān)于定時(shí)潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)，考慮到數(shù)控機(jī)床中的不同零件需要不同的潤(rùn)滑效果，因此需要設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)定時(shí)潤(rùn)滑，確保機(jī)床正常運(yùn)行。針對(duì)機(jī)床換刀控制程度的設(shè)計(jì)，借助PMC數(shù)控機(jī)床可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選擇道具。在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中，如果出現(xiàn)刀具號(hào)出錯(cuò)、主軸伺服等異常情況，要有報(bào)警系統(tǒng)，確保數(shù)控機(jī)床能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

3 FANUC系統(tǒng)支持的大森數(shù)控機(jī)床改造系統(tǒng)連接及調(diào)試分析〖ST〗〖WT〗

3.1 FANUC系統(tǒng)中的CNC單元

在連接了數(shù)控機(jī)床改造后系統(tǒng)中的CNC單元，要先關(guān)閉電源，然后結(jié)合電氣設(shè)計(jì)圖紙對(duì)CNC主機(jī)箱、機(jī)床操作面板、CRT單元、伺服電機(jī)等進(jìn)行連接，并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，這個(gè)過(guò)程中需要結(jié)合FANUC系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)PMC程序的優(yōu)化，同時(shí)還需要注意檢查采用手動(dòng)輸入功能參數(shù)的方式是否合理。值得注意的是，在進(jìn)行連接與調(diào)試的過(guò)程中，一定要確保相關(guān)功能的參數(shù)設(shè)置合理，如果不確定是否設(shè)置合理可以參照參數(shù)表中的內(nèi)容[3]。另外經(jīng)過(guò)改在后還需要對(duì)數(shù)控機(jī)床爬行故障進(jìn)行分析，總結(jié)故障出現(xiàn)的原因，做好相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，確保類(lèi)似故障不再發(fā)生。

3.2 系統(tǒng)中的伺服/主軸單元

在對(duì)已經(jīng)完成改造后的系統(tǒng)中的伺服/主軸單元進(jìn)行連接的過(guò)程中，需要注意的是確保PSM控制板各部分的接線正確、合理設(shè)置電源模塊；避免損壞電源模塊。在進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中需要確認(rèn)伺服準(zhǔn)備信號(hào)的有效性、加強(qiáng)故障處理、考慮伺服準(zhǔn)備器的工作狀態(tài)。值得注意的是主軸各個(gè)參數(shù)的計(jì)算，原來(lái)系統(tǒng)的速度并不能完全覆蓋整個(gè)主軸轉(zhuǎn)速，因此在本次改造中設(shè)計(jì)主軸參數(shù)必須完全覆蓋整個(gè)齒輪箱的速度范圍，以達(dá)到改造的目的。通過(guò)分析主軸箱的齒輪傳動(dòng)比以及機(jī)械設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)速范圍，結(jié)合主軸每擋最高速度數(shù)據(jù)，確定主軸電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為6000r/min，速度下限為150r/min。通過(guò)上述改造與設(shè)定可有效解決換擋、速度不能完全覆蓋問(wèn)題。

3.3 系統(tǒng)中的PMC

完成數(shù)控機(jī)床的改造后，在進(jìn)行PMC連接時(shí)需要結(jié)合PMC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，第一，要求對(duì)PMC程序作用下的CNC系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試；第二，對(duì)機(jī)床控制面板程序進(jìn)行調(diào)試[4]。最重要一點(diǎn)是對(duì)機(jī)床定時(shí)潤(rùn)滑功能、自動(dòng)換刀進(jìn)行調(diào)試。還需要對(duì)系統(tǒng)中的冷卻、照明等進(jìn)行測(cè)試。

3.4 系統(tǒng)中的其它單元

針對(duì)系統(tǒng)的連接與調(diào)試，不僅要做好上述提高的連接與調(diào)試工作，還需要重點(diǎn)注意對(duì)I/O的連接，最好是能夠在結(jié)合圖紙內(nèi)容的情況下進(jìn)行進(jìn)調(diào)試。還需要檢查電源是否符合數(shù)控機(jī)床的需求，可通過(guò)利用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)試。還需要注重CNC與電腦之間的連接。確保DNC加工的可靠性。

4 經(jīng)改造后的大森數(shù)控機(jī)床應(yīng)用效果分析

在完成了對(duì)大森數(shù)控機(jī)床的改造、連接與調(diào)試后，為了解改造效果確保機(jī)床可順利運(yùn)行需進(jìn)行應(yīng)用效果的分析[5]。通過(guò)制定數(shù)控機(jī)床預(yù)驗(yàn)收工作計(jì)劃，重點(diǎn)了解經(jīng)過(guò)改造后的大森數(shù)控機(jī)床的機(jī)械精度、數(shù)控精度等情況，保證大森數(shù)控機(jī)床在后期投入使用的性能。重點(diǎn)對(duì)大森數(shù)控機(jī)床內(nèi)部的液壓管路、操作面板、電機(jī)等進(jìn)行檢查與維修，有效解決數(shù)控機(jī)床除系統(tǒng)落后以外的問(wèn)題[6]。還需要對(duì)大森數(shù)控機(jī)床的主軸冷風(fēng)機(jī)工作性能等進(jìn)行嚴(yán)格、全面的檢查。

在經(jīng)過(guò)對(duì)改造后的大森數(shù)控機(jī)床進(jìn)行試運(yùn)行，分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)改造后大森數(shù)控機(jī)床的工作效率明顯提高，對(duì)復(fù)雜零件的加工精度也進(jìn)一步提高，數(shù)控機(jī)床中的自動(dòng)換刀系統(tǒng)、潤(rùn)滑裝置、主軸系統(tǒng)性能等都比改造前有了明顯提升，可靠性能佳。在試運(yùn)行中，機(jī)床在工作中可實(shí)現(xiàn)多次換刀，未出現(xiàn)異常。

5 結(jié)語(yǔ)

本次研究項(xiàng)目的順利完成不僅可以增加可用設(shè)備，節(jié)約再購(gòu)置資金，而且還可以使專(zhuān)業(yè)教師掌握數(shù)控設(shè)備機(jī)械硬件和電路連接等專(zhuān)業(yè)知識(shí)極其工作原理，提高教師維護(hù)和維修機(jī)電設(shè)備的技能水平，為今后系部設(shè)備的維護(hù)維修，開(kāi)展相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)和節(jié)約設(shè)備維護(hù)成本提供有力保障。本文通過(guò)對(duì)FANUC系統(tǒng)支持下大森數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造，一方面說(shuō)明了改造對(duì)提升數(shù)控機(jī)床性能的重要作用，另一方面也說(shuō)明了改造對(duì)數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)期使用的重要性。本次研究重點(diǎn)對(duì)FANUC系統(tǒng)及大森數(shù)控該機(jī)床的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了分析，并對(duì)經(jīng)過(guò)改造后得到的數(shù)控機(jī)床的實(shí)際運(yùn)行效果進(jìn)行了全方位地評(píng)估，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)改造機(jī)械零件的加工效率大大提高，產(chǎn)品質(zhì)量也進(jìn)一步提升。

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項(xiàng)目成果：本論文為浙江交通技師學(xué)院《大森數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)改造方案研究》項(xiàng)目階段性研究成果

作者簡(jiǎn)介：方韶劍（1984），男，本科，職稱(chēng)講師，研究方向：機(jī)械加工制造。