線切割機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在現(xiàn)代制造車間中的應(yīng)用集成數(shù)

機(jī)床的信息化

    隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普遍運(yùn)用，而是逆向思維的產(chǎn)物?！奔蓴?shù)控總經(jīng)理尤泳說(shuō)，互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入車間只是時(shí)間問(wèn)題，這種新型機(jī)床在傳統(tǒng)線切割機(jī)床基礎(chǔ)上進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新。 記者看到，這將是數(shù)字化制造的主要標(biāo)志。

    從另一角度來(lái)看，大型稀有電火花線切割機(jī)床的工作臺(tái)面和電火花切割分相對(duì)獨(dú)立，企業(yè)資源計(jì)劃如果僅僅限于業(yè)務(wù)管理門(人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷)或設(shè)計(jì)等企業(yè)上層的信息化是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而傳統(tǒng)機(jī)床這兩分是一個(gè)整體。傳統(tǒng)機(jī)床的切割分在工作時(shí)是靜止的，車間最底層的加工設(shè)備――數(shù)控機(jī)床不能夠連成網(wǎng)絡(luò)或信息化，通過(guò)臺(tái)面移動(dòng)來(lái)完成加工，就必然成為制造業(yè)信息化的制約瓶頸。所以，而大型線切割機(jī)床正好與之相反。 “正是這種相反，對(duì)于現(xiàn)代制造工廠來(lái)說(shuō)，帶來(lái)了性的進(jìn)步。”尤泳說(shuō)。 公司技術(shù)負(fù)責(zé)人孟加生介紹，除了要提高機(jī)床的數(shù)控化率外，他們研制的線切割機(jī)床工作臺(tái)面是固定的，更要使所擁有的數(shù)控機(jī)床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，與傳統(tǒng)機(jī)床相比，以保證信息流在車間的底層之間及底層與上層之間通信暢通無(wú)阻。

    例如，加工的工件重量不受限制。更為重要的是，日本Mazak公司推出新一代的加工中心不僅實(shí)現(xiàn)了加工過(guò)程和刀具交換的自動(dòng)化，它解決了加工超厚大工件時(shí)機(jī)床變形引起的加工精度不高及機(jī)床運(yùn)動(dòng)阻力大等問(wèn)題，還配備一個(gè)稱為信息塔(e-Tower)外設(shè)備，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)幾乎沒(méi)有震動(dòng)，包括計(jì)算機(jī)、手機(jī)、機(jī)外和機(jī)內(nèi)攝像頭等，加工精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機(jī)械切割機(jī)床。 此外，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音、圖形、視像和文本的通信功能。該機(jī)床與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度聯(lián)網(wǎng)，這種大型線切割機(jī)床還有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)反映機(jī)床工作狀態(tài)和加工進(jìn)度。操作者需指紋確認(rèn)權(quán)限，就是加工范圍更大。它的加工范圍可達(dá)2.5米×2.5米，在屏幕上觀察加工過(guò)程、故障報(bào)警顯示、在線幫助排除。它是獨(dú)立的、自主管理的制造單元。

    企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)安排一周的加工任務(wù)，加工工件厚度可達(dá)1米。而普通機(jī)床的加工范圍只有1米×1米，發(fā)送到信息塔。信息塔向操作者發(fā)出指令，厚度最大為0.6米。這種大型機(jī)床特別適用于大型齒輪內(nèi)齒的加工。 更為可貴的是，并在屏幕上顯示機(jī)床的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。操作者按照屏幕指示進(jìn)行操作。遇到問(wèn)題時(shí)，大型線切割機(jī)床的節(jié)能節(jié)材率達(dá)75%以上。以切割礦山用傳動(dòng)齒條為例，可隨時(shí)查閱計(jì)算機(jī)中的操作手冊(cè)。正常情況下，過(guò)去用普通機(jī)床，機(jī)床自動(dòng)工作，一個(gè)毛坯件只能割出一根齒條，操作者與機(jī)床在時(shí)間和空間上都是分離的。管理者和操作者皆配備有手機(jī)，通過(guò)手機(jī)可以查詢生產(chǎn)工況，預(yù)計(jì)加工完成時(shí)間以及延期報(bào)告和故障報(bào)警。

    機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，屏幕會(huì)顯示排除故障的方法，Mazak公司維修中心能同時(shí)看到問(wèn)題所在，遠(yuǎn)距離及時(shí)提供幫助，盡可能減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。

    新一代數(shù)控系統(tǒng)

    德國(guó)Andron公司的最新產(chǎn)品是新一代基于微機(jī)的、在Windows平臺(tái)上的式數(shù)控系統(tǒng)。

    它采用由兩個(gè)Intel處理器，通過(guò)PCI-PCI橋進(jìn)行相互通信。一個(gè)處理器承擔(dān)數(shù)控運(yùn)算(NC計(jì)算機(jī))，另一個(gè)作為人機(jī)界面計(jì)算機(jī)。NC計(jì)算機(jī)中插有NCCPU卡、NC機(jī)床卡。

    NC機(jī)床卡與數(shù)控驅(qū)動(dòng)裝置連接，并通過(guò)2塊帶PCI橋的總線卡與人機(jī)界面計(jì)算機(jī)通信。人機(jī)界面計(jì)算機(jī)的內(nèi)總線卡與數(shù)控系統(tǒng)操作面板和外接口連接。人機(jī)界面計(jì)算機(jī)的CPU卡控制觸摸式LCD顯示屏以及計(jì)算機(jī)外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)通信。

    傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)是將編程系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電壓模擬信號(hào)，再以電壓的大小控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，事實(shí)上仍是模擬量控制。

    新一代數(shù)控系統(tǒng)的最大特點(diǎn)還在于采用串行實(shí)時(shí)通信接口SERCOS和皮米級(jí)插補(bǔ)技術(shù)。它可將位置控制、速度控制、精密插補(bǔ)以及伺服電動(dòng)機(jī)的控制集成在一個(gè)集成電路中。數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)借助SERCOS接口將數(shù)控系統(tǒng)與伺服控制器用光纖連接起來(lái)，大幅度提高系統(tǒng)的傳輸率和響應(yīng)速度，可達(dá)到納秒級(jí)。

    數(shù)控系統(tǒng)性能以及數(shù)控機(jī)床的加工精度和效率的提高與插補(bǔ)精度是分不開(kāi)的。Andron公司采用SERCOS接口技術(shù)后，了皮米級(jí)插補(bǔ)技術(shù)，將插補(bǔ)精度從1×10-7m提高到0.6×10-12m。

    插補(bǔ)精度越高，機(jī)床加工零件的尺寸精度也越高，表面粗糙度越小，機(jī)床運(yùn)動(dòng)越平穩(wěn)，刀具磨損也越小，可進(jìn)一步降低加工成本。

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