徐洋

摘 要：針對機床智能過度參與導(dǎo)致的數(shù)控機床零件、工裝和機械工件匹配識別中的各種問題，提出了數(shù)控工裝匹配誤差檢測和機床工件識別以及工件加工過程控制的解決方案。本發(fā)明自動實現(xiàn)了機床生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)平臺、加工機床控制系統(tǒng)平臺和自動數(shù)控機床之間的自動在線遠(yuǎn)程通信，構(gòu)建了一套內(nèi)置于自動加工機床控制系統(tǒng)平臺的自動數(shù)控機床的自動工裝及配套工件在機配套啟動檢驗監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了檢驗任務(wù)的遠(yuǎn)程接收、工裝及配套工件在機配套檢測和工件的現(xiàn)場配套檢測;在加工和工件匹配檢測過程中，通過與自動數(shù)控機床工件啟動遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的集成，可以根據(jù)工件匹配檢測的結(jié)果遠(yuǎn)程控制自動加工機床啟動的操作過程?？捎行崿F(xiàn)工業(yè)數(shù)控機床內(nèi)工裝與特殊工件材料匹配的自動檢測，更有效避免數(shù)控加工中材料匹配不準(zhǔn)確直接導(dǎo)致的數(shù)控加工事故。為機床企業(yè)實現(xiàn)數(shù)控加工設(shè)備生產(chǎn)全過程實時自動監(jiān)控、加工自動調(diào)度和生產(chǎn)任務(wù)流程優(yōu)化等功能提供了大量的基礎(chǔ)實用數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：工裝及工件;匹配檢驗;數(shù)控機床;加工控制

引言：實現(xiàn)信息技術(shù)、制造和質(zhì)量管理系統(tǒng)的無縫互聯(lián)，必將是中國制造業(yè)快速發(fā)展的必然趨勢。計算機系統(tǒng)技術(shù)、傳感系統(tǒng)技術(shù)、自動控制系統(tǒng)技術(shù)等先進(jìn)機械制造工程技術(shù)的廣泛深入應(yīng)用研究，為企業(yè)實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、安全、可靠的流體成型材料加工創(chuàng)造了一切有利條件，推動了新一代機械制造技術(shù)和設(shè)備的不斷發(fā)展和應(yīng)用。在大型數(shù)控機床這種快節(jié)奏、小批量、復(fù)雜、多任務(wù)的加工過程中，對各種任務(wù)及其對應(yīng)的工裝和工件有多種要求，一臺或多臺大型數(shù)控機床使用的工裝和工件往往有很大的技術(shù)相似性;因此，各種工裝、工件及其加工參數(shù)、加工程序能夠準(zhǔn)確匹配和校核，是機床加工安全可靠的重要技術(shù)保證。

一、工裝及工件匹配檢驗方法

1.1工裝及工件匹配檢驗方法的提出

在指定生產(chǎn)加工過程中，首先由指定生產(chǎn)加工任務(wù)完成管理執(zhí)行部門負(fù)責(zé)下達(dá)指定生產(chǎn)加工任務(wù)，各生產(chǎn)加工部門執(zhí)行管理單位負(fù)責(zé)接收生產(chǎn)任務(wù)，制定生產(chǎn)加工計劃。然后根據(jù)生產(chǎn)加工計劃，由各加工部門和各機床加工操作人員共同完成生產(chǎn)加工前的安全準(zhǔn)備工作，包括上傳下達(dá)加工技術(shù)規(guī)范文件、設(shè)定加工設(shè)備參數(shù)、編制加工操作規(guī)程、加工前準(zhǔn)備工裝位置、重要工件定位等;最后，機床操作人員應(yīng)在生產(chǎn)加工前檢查確認(rèn)安全準(zhǔn)備和工作條件，完全準(zhǔn)確后方可開始生產(chǎn)加工。可以看出，在數(shù)控機床安裝加工的規(guī)劃和準(zhǔn)備過程中，涉及各種物質(zhì)和氣流的主要準(zhǔn)備工作是各種工裝和其他工件的安裝準(zhǔn)備。

1.2數(shù)控機床工裝及工件準(zhǔn)備匹配檢驗

數(shù)控機床配套工裝及相關(guān)工件配套設(shè)備機床配套系統(tǒng)的檢驗數(shù)據(jù)是數(shù)控系統(tǒng)獲取的機床加工安裝任務(wù)以及加工任務(wù)所需的機床工裝及相關(guān)工件設(shè)備信息。任務(wù)信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸直接存儲在機床匹配檢測數(shù)據(jù)存儲模塊中。在加工物料的準(zhǔn)備過程中，物料在每條生產(chǎn)線的加工控制中心的平臺系統(tǒng)中被逐一分配，并通過物料傳感器系統(tǒng)被逐一識別。如果這次分發(fā)的材料有任何錯誤，系統(tǒng)會在出現(xiàn)材料匹配錯誤時及時報警，并重復(fù)分發(fā)，逐一識別整個過程，直到匹配錯誤完全發(fā)生。

作為工件固定時加工的輔助過程，加工的輔助時間應(yīng)盡可能減少。在數(shù)控車床上使用組合夾具可以提高工件固定的效率，大大節(jié)省輔助加工的時間。同時，組合夾具能夠適應(yīng)多個零件的固定，具有較好的經(jīng)濟效益。在加工中很難區(qū)分一些工件的方向。組合夾具可以在夾具上設(shè)置標(biāo)記，防止工件錯位。工件的固定應(yīng)簡單，易于拆裝，定位準(zhǔn)確。數(shù)控機床切削參數(shù)的主要參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、進(jìn)給速度和切削速度。在工件加工中，第一步是進(jìn)行粗加工，這需要很大的進(jìn)給速度和切削速度。數(shù)控車床的代碼程序是加工過程的“靈魂”，控制著設(shè)備的具體運行狀態(tài)。編程代碼要根據(jù)工件的加工要求來編制，合理的編程可以最大化數(shù)控車床的加工性能。編程完成后，需要在計算機上模擬，確認(rèn)無誤后導(dǎo)入設(shè)備進(jìn)行實際操作。最后，檢查成品工件的尺寸。

二、數(shù)控車床工件加工品質(zhì)控制優(yōu)化方案

2.1提高工人的操作能力

直裝式銑刀和反裝式銑刀的加工精度得到了提高。在數(shù)控車床的實際加工過程中，刀具自動控制系統(tǒng)是各種工件加工中非常重要的一部分，在車床操作中具有很大的技術(shù)難度。提高受控刀具裝夾和工件標(biāo)定的精度，可以有效地、大幅度地提高受控工件的整體加工質(zhì)量。目前，刀具的對稱操作可分為自動對稱操作和手動對稱操作，后者是最常用的對稱操作方式。在加工過程中，極有可能時不時間接發(fā)生非標(biāo)加工的損傷現(xiàn)象，直接導(dǎo)致加工刀具的非常規(guī)磨損。因此，要積極到各地提高企業(yè)工人的機械實際操作能力，加強工人在實際操作中單手加工和對向加工操作技能的綜合訓(xùn)練，為不斷提高企業(yè)工件加工工藝質(zhì)量水平打下堅實的基礎(chǔ)。

2.2運用仿真軟件提高數(shù)控程序的準(zhǔn)確性與合理性

隨著我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的工件模擬加工仿真程序軟件出現(xiàn)在今天人們的視野中。數(shù)控車床系統(tǒng)中的工件模擬加工仿真程序軟件，可以有效幫助車床設(shè)計人員準(zhǔn)確校準(zhǔn)加工程序代碼的編寫正確性，在了解實際的車床加工程序之前，可以直觀地觀察工件加工的全過程。通過觀察整個工件程序仿真后的切削過程，可以及時發(fā)現(xiàn)工件程序的代碼結(jié)構(gòu)是否有誤，即可以直接看到工件程序的代碼結(jié)構(gòu)是否合理，并以此代碼為基礎(chǔ)對工件源程序的代碼處理進(jìn)行綜合優(yōu)化，從而有效提高整個工件的切削加工質(zhì)量

2.3升級技術(shù)提高監(jiān)控能力

將企業(yè)生產(chǎn)工裝管控信息平臺與內(nèi)部生產(chǎn)加工管理信息系統(tǒng)、數(shù)控管理系統(tǒng)和各種設(shè)備傳感檢測裝置有機集成，構(gòu)建生產(chǎn)工裝與配套工件材料匹配的實時檢測監(jiān)控系統(tǒng)，有效實現(xiàn)生產(chǎn)工裝與配套工件實時識別設(shè)備信息的實時采集、提取和綜合分析的全過程， 并根據(jù)生產(chǎn)加工過程任務(wù)所涉及的配套設(shè)備和材料，形成實時的配套檢驗，從而提高加工過程的安全監(jiān)控和管理能力。 通過與機床數(shù)控系統(tǒng)的高度集成，利用傳統(tǒng)數(shù)控機床轉(zhuǎn)軸相對運動小的特點，可以更加經(jīng)濟方便地實現(xiàn)對機床上各種工裝和特殊工件的檢測。通過自動識別檢測結(jié)果，控制二次處理系統(tǒng)的啟動過程，消除系統(tǒng)無法手動參與導(dǎo)致的二次處理啟動事故。通過與不同機床材料夾緊控制機構(gòu)的自動識別，利用機床信息數(shù)據(jù)緩存的識別方式，大大避免了多次自動識別機床材料。

數(shù)控機床要求定位精度的兩種檢驗方法仔細(xì)統(tǒng)計分析后檢驗定位精度非常重要。從機床結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度可以清楚地看到，數(shù)控機床的主要加工定位誤差大多是由機床定位精度的降低引起的，而直接影響機床定位精度的主要加工環(huán)節(jié)是數(shù)控機床的高速進(jìn)給傳動系統(tǒng)。主要包括整個機械傳動電路結(jié)構(gòu)和機械控制電路系統(tǒng)。數(shù)控機床定位進(jìn)給系統(tǒng)的隨動結(jié)構(gòu)對定位精度的直接影響與機床結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要采用的數(shù)控隨動定位裝置的種類繁多有關(guān)。開環(huán)傳動系統(tǒng)、閉環(huán)傳動系統(tǒng)和半閉環(huán)傳動系統(tǒng)的振動因素不同。因此，例如在全封閉開環(huán)傳動系統(tǒng)中，由于安裝了位移精度檢測器，避免了安裝在滾珠絲杠上的螺母的定位精度對齒輪定位精度的振動影響，而在其半開環(huán)傳動系統(tǒng)中，不會有較大的振動影響。另外，直接影響我國數(shù)控機床速度隨動工作精度的因素很多，情況比較復(fù)雜。

結(jié)束語：中國數(shù)控車床設(shè)備是目前我國現(xiàn)代機械制造中最基本的車床加工設(shè)備，具有高精度、高效率和加工自動化管理程度高等三大優(yōu)勢。優(yōu)化我國數(shù)控車床的制造工件和加工質(zhì)量，將更有利于促進(jìn)我國現(xiàn)代機械制造技術(shù)水平的全面穩(wěn)步提高，并能有效提升我國機械制造業(yè)在全球市場的領(lǐng)先地位。

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