孔萌

徐州徐工挖掘機(jī)械有限公司 江蘇徐州 221000

1 15T-40T動(dòng)臂機(jī)加工問(wèn)題現(xiàn)狀分析

1.1 工裝通用性差，工件加工周期過(guò)長(zhǎng)

由于15噸動(dòng)臂和40噸動(dòng)臂外形尺寸差別較大，當(dāng)前使用的動(dòng)臂加工工裝無(wú)法滿足15-40噸動(dòng)臂加工需求，目前使用兩套不同的工裝進(jìn)行加工。兩套工裝的加工范圍分別為15T-20T和20T-40T。由于兩套工裝之間不能通用，實(shí)際加工生產(chǎn)時(shí)只能使用單工作臺(tái)加工，工件裝夾找正及拆卸等輔助工序無(wú)法線下完成，導(dǎo)致機(jī)床停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，無(wú)法進(jìn)行連續(xù)化加工，致使工件加工周期過(guò)長(zhǎng)[1]。

1.2 手動(dòng)試切效率低，質(zhì)量穩(wěn)定性差

現(xiàn)在，現(xiàn)場(chǎng)加工動(dòng)臂使用的定位方式為采用兩主軸伸出相同長(zhǎng)度然后用鋼直尺去測(cè)量每個(gè)孔端面距離主軸端面的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行定位的。這種定位方式效率低，經(jīng)常出現(xiàn)“顧前不顧后”的情況，調(diào)節(jié)完前叉孔后又會(huì)出現(xiàn)定位孔偏移，需要反復(fù)多次的來(lái)回調(diào)整才能基本滿足加工的定位要求[2]。

2 15T-40T動(dòng)臂加工工藝優(yōu)化

2.1 工裝通用化改進(jìn)

針對(duì)現(xiàn)有工裝快速換型裝置移動(dòng)距離過(guò)短，通用化弱的問(wèn)題，通過(guò)延長(zhǎng)底板及導(dǎo)軌，將快速換型裝置移動(dòng)距離由過(guò)去的800mm增加為1200mm，實(shí)現(xiàn)15-40T動(dòng)臂加工全覆蓋。在現(xiàn)有工裝的基礎(chǔ)上，改進(jìn)快速換型裝置，更換滑動(dòng)導(dǎo)軌和安裝底板增大快速換型裝置移動(dòng)距離以此來(lái)增大工裝使用范圍，同時(shí)改進(jìn)中間側(cè)面頂緊立柱的結(jié)構(gòu)形式以及安裝布局，避免加工干涉，滑動(dòng)導(dǎo)軌長(zhǎng)度由1900mm更換為3000mm，通過(guò)改進(jìn)，15T-20T動(dòng)臂加工工裝可以通過(guò)快速換型實(shí)現(xiàn)20T-40T動(dòng)臂加工，20T-40T動(dòng)臂加工工裝亦可通過(guò)快速換型進(jìn)行15T-20T動(dòng)臂加工。工裝通用化改進(jìn)完成后，每臺(tái)機(jī)床上放置的兩套工裝均可以加工15T-40T動(dòng)臂，通過(guò)制定雙工作臺(tái)連續(xù)加工方案，實(shí)現(xiàn)了15T-40T動(dòng)臂連續(xù)化加工，動(dòng)臂裝夾、找正、拆卸以及修磨等輔助工序全部線下完成，大大縮短了機(jī)床等待時(shí)間，使得動(dòng)臂單件加工周期縮短了30%，極大的提升了產(chǎn)品加工效率，另外，針對(duì)工裝定位及夾緊問(wèn)題，將快速換型裝置定位與夾緊相結(jié)合，制作了工裝快速定位與夾緊機(jī)構(gòu)，在大底板不同的位置設(shè)置了定位座，同時(shí)該定位座具有固定的作用為實(shí)現(xiàn)工件的快速定位及鎖緊的固定性,這種方式可以快速有效的進(jìn)行定位,節(jié)約了大量的裝夾時(shí)間,促進(jìn)了產(chǎn)能的提升。

2.2 端面測(cè)量應(yīng)用推廣及運(yùn)算宏程序優(yōu)化

使用簡(jiǎn)單的自對(duì)中裝置進(jìn)行工件的預(yù)調(diào)縮小裝夾造成的誤差。在動(dòng)臂的前叉孔處及定位孔處固定一兩端螺旋線相反的梯形螺紋桿用做傳動(dòng)，再在螺紋桿上旋入兩定位塊使定位塊與兩主軸間距產(chǎn)生對(duì)稱。這樣，當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺紋桿時(shí)帶動(dòng)兩定位塊靠近或遠(yuǎn)離，從而實(shí)現(xiàn)工件夾緊松開，并且在夾緊時(shí)會(huì)使工件自動(dòng)的處于兩主軸中間位置，完成簡(jiǎn)單的工件自對(duì)中工序。當(dāng)找正完畢后，只需將自對(duì)中裝置反向旋轉(zhuǎn)幾圈即可將孔兩端面的壓板遠(yuǎn)離工件表面。然后可以使活動(dòng)壓板旋轉(zhuǎn)至工件下方避免加工干涉。采用先進(jìn)的在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)，消除手動(dòng)試切加工工序,并消除裝夾誤差。針對(duì)動(dòng)臂需要通過(guò)試切確認(rèn)對(duì)稱度的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)雷尼紹在機(jī)測(cè)量底層程序進(jìn)行研究，調(diào)取端面測(cè)量程序包并在測(cè)量主程序中添加端面測(cè)量程序，并采用全局變量對(duì)端面測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，工件測(cè)量過(guò)程中即可實(shí)時(shí)顯示動(dòng)臂左右兩側(cè)端面對(duì)稱偏差情況，操作人員可根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行工件對(duì)稱調(diào)整，大大縮短了工件裝夾找正時(shí)間[3]。

針對(duì)運(yùn)算宏程序傻瓜式報(bào)警問(wèn)題，首先對(duì)雷尼紹在機(jī)測(cè)量底層基礎(chǔ)程序包進(jìn)行分析，調(diào)取孔徑及端面測(cè)量過(guò)程中工件原點(diǎn)偏置值中的系統(tǒng)變量，并將該系統(tǒng)變量存儲(chǔ)在全局變量#521-#540中，測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)取完成后將其存儲(chǔ)在系統(tǒng)變量#602-#628中進(jìn)行冷凍存儲(chǔ)；然后對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間尺寸計(jì)算及尺寸超差修正，由于測(cè)量原始數(shù)據(jù)通過(guò)宏程序進(jìn)行冷凍，在坐標(biāo)修正過(guò)程中，原始數(shù)據(jù)一直存儲(chǔ)在系統(tǒng)變量中，坐標(biāo)修正完成后，通過(guò)將修正的坐標(biāo)值與原始坐標(biāo)值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)修正后偏心量超過(guò)圖紙要求的公差時(shí)，程序自動(dòng)報(bào)警并指示報(bào)警坐標(biāo)位置，當(dāng)加工余量不足時(shí)，程序可以實(shí)現(xiàn)修正方向提示，通過(guò)上述改進(jìn)實(shí)現(xiàn)超差變形結(jié)構(gòu)件加工坐標(biāo)可在機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)修正及偏心量顯示，無(wú)需通過(guò)試切進(jìn)行確認(rèn)，大大降低了工件加工時(shí)間，同時(shí)有效避免了不合格品的產(chǎn)生，（原理見圖1）。

為了提高宏變量的可讀性，對(duì)在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量過(guò)程和運(yùn)算過(guò)程中涉及的宏變量進(jìn)行重新布局，使宏變量截面更加清晰易讀。

圖1 偏心量計(jì)算原理

使用在機(jī)測(cè)量時(shí)可以自動(dòng)測(cè)量工件端面Z值，操作人員可以直接從機(jī)床顯示面板上讀取裝夾誤差值，操作人員可以根據(jù)左右兩側(cè)Z軸測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整工件裝夾方向，及時(shí)消除因自對(duì)中誤差造成的裝夾誤差。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)工裝通用化改進(jìn)，增大快速換型裝置行程，增加工裝裝夾范圍，實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂雙工作臺(tái)連續(xù)化加工員工輔助時(shí)間降低30%；推廣應(yīng)用端面測(cè)量程序，優(yōu)化運(yùn)算宏程序，消除手動(dòng)試切工序，達(dá)到一次校驗(yàn)合格率100%；設(shè)計(jì)制作專用防振工裝，提升耳板孔加工穩(wěn)定性，提升耳板孔加工質(zhì)量和效率。