大型数控机床

关键词： 直角尺 精确性 检测 设备

大型数控机床（精选八篇）

大型数控机床 篇1

1.1 对于几何的精确性界定

其体现了设备的一些重要零件的精确性和装配的品质, 它的该项检测和一般的设备是一样的, 而且用到的测量设备和措施等也大致一样, 唯一有区别的是检测规定比较多, 使用的设备是非常精确的水平仪, 直角尺、精密方箱、平行光管、千分尺、测微仪等。以往的监测措施多是按照手工的措施来分析, 由于其是通过手工的方式来记载, 很显然它的精确性就不是很高, 通常适合用到一般意义上的一些设备。

1.2 对于方位精确性的分析

指机床各坐标轴在数控系统控制下运动所能达到的位置精度, 包括定位精度、重复定位精度、微量位移精度、反向间隙等, 传统检测方法采用金属线纹尺或步距规、电子测微计、准直仪等。如果设备的尺寸比较的大的话, 它对应的物件的重量就很高, 而且它的精确性不高, 容易被周围的环境等干扰, 而且重复性也不好, 所以不适合用到我们文章中提到的这种设备中。

1.3 对于工作精确性的分析

它是说在切削的状态中, 对设备的上述两项要素展开的一项全面的分析, 通常涵盖两类, 一类是单项的, 另一类是全面的。过去的措施中是使用铸铁等, 硬质合金刀具, 圆度仪及三坐标测量机做试件的“圆形-菱形-方形”精度检验, 它不能够分析设备全部的特征, 因为“圆形-菱形-方形”试验的切削运动只在X-Y平面上进行。

2 关于其优秀的检测措施

2.1 ML10激光干涉仪

由于激光有着非常安稳的波长, 所以, 在目前的世界标准中, 它是仅有的被认定为可以开展该项设备检测活动的装置, 它能够检测多种大小的设备, 它的精确性比以前的措施要高出十倍之多, 它能够自行的获取信息。它的前提是PC机, 此时不需要手工运算, 使用世界标准和我们的标准来开展运算, 此种措施不但节约了时间, 同时还能够避免失误发生。

雷尼绍ML10激光干涉仪精密度高, 不但它的测量领域非常宽, 而且速率很高, 除此之外还有非常优秀的分辨率, 比较的适合携带。例如, 某厂采用ML10激光干涉仪、直线度光学镜来对大型数控机床几何精度进行检测, 能够使用自动信息来运算, 不仅精确性好, 而且测定的领域也非常的宽泛。

用雷尼绍ML10、线性光学镜来对大型数控机床的位置精度进行测量时, 使用这种设备不但可以分析设备的失误情况, 还可以自行的对发生的问题进行处理。用ML10、角度光学镜, 加上RX10转台基准对大型数控机床上数控回转工作台的分度定位精度、重复分度定位精度进行测量时, 可以对任意角度位置, 以任意角度间隔进行全自动测量, 其精度达1弧秒。

2.2 QC10球杆仪

在数控机床精度检测中, QC10球杆仪和ML10激光干涉仪是两种互为辅助的仪器, 哪一个都不能缺少, 上述第一种设备关键是分析机器的精确性问题, 这个设备是用来分析机器不具有精确性的要素以及分析其发生的问题等。

雷尼绍QC10球杆仪由一个安装在可伸缩的纤维杆内的高精度位移传感器构成, 该传感器包括两个线圈和一个可移动的内杆。当长度变化时, 内杆移入线圈, 感应系数发生变化, 检测电路将电感信号转变成分辩率为0.1μm位移信号, 通过接口传入PC机, 其精度经激光干涉仪检测可达±0.5μm。当机床按预定编写的程序以球杆仪长度为半径走圆时, QC10传感器检测到机床运动时半径方向变化, QC10分析软件可迅速将数控机床的直线度等从半径变化中分离出来。

3 关于大规模设备验收的分析

针对那些综合化的大规模的设备来说, 除了使用上面讲到的优秀的检测措施以及设备等之外, 还要认真的分析如下的要素:

3.1 定位精度的检测

检测进口大型数控机床定位精度常用的标准有德国VD I/DGQ3441标准和美国AMT标准, 这两个标准测量数据的整理均采用数理统计法, 即沿平行于坐标轴的某一测量轴线选取任意几个定位点, 进而对所有的点多次的开展测定, 最终对信息展开全面的分析, 得到均数, 以及偏差和分散范围, 分散范围代表重复定位精度, 它和平均值偏差一起构成定位精度。因为被测定的方位是不一样的, 所以它的精确性的线性允差给定方式不是单一的, 是有一定的差异的。

3.2 针对负荷运行开展的测试

负荷试验是检验数控机床是否达到设计规定的承载能力及在负荷状下各机构工作是否正常, 它活动的稳定性和精确性等是不是可以达到规定的一个非常关键的方法, 针对那些分散后运送使用者处的大规模的设备来讲, 最后的验收的时候要认真的开展该项活动。由于再次安装以及前期验收等活动的外在氛围不一样, 前期测试达标并不代表着最后的是达标的。结合相关的要求, 在开展该项活动以前和后续的时候都要分析几何精确性, 工作精度试验亦可放在负荷试验后进行, 它的意义是为了对设备开展全面的分析, 为前述数控龙门铣床, 其负荷试验是在极限状态下进行的, 滑枕伸出1m, 功率达120k W。

3.3 床身导轨纵向直线度的调整

大型数控机床, 如数控龙门铣床等, 它的长度长, 而且是组合得到的。其床身导轨在垂直平面内直线度的调整, 一般都按机床精度检验标准规定调整中凸曲线。把导轨人为地调整成中凸形状, 其实质是一种用预载产生的预应力, 抵抗工作台的重力及切削加工产生的垂直切削分力, 使工作台在切削过程中处于水平状态, 确保加工工作合理进行。一般来讲, 这些设备放置在温度持续的空间中, 假如按照上述说的调节为中凸的状态的话, 在运行的时候是不会发生不利现象的, 不过如果安装在平时的温度中的话, 如环境温度为0~50℃或5~10℃时, 设备的上方以及下部存在非常显著的温度的差异。在夏天的时候, 其上方的气温非常高, 而下方的自然不是很高。温度差t1-t2使上表面伸长大于下表面, 呈上拱形状。在冬天的时候就是完全反过来的, 由于t2-t1温度差存在, 下层的收缩会高过上层的, 以下挠的状态体现出来。

要想合理的因对因为导轨的温度差异而带来的失误现, 可使用数段成一体的床身, 不使用其连接处用螺栓产生塑性变形, 使其成为弹性的连接。当外在的气温改变的时候, 其可以自行的变化, 意义是为了确保它的连接地方能够变成铰交点。

4 结束语

针对那些大规模的综合化的设备的验收工作来说, 不管是提前验收, 亦或是最后的验收活动, 意义都非常的关键, 其关乎到设备的功效特征以及稳定性, 同时还对制作的精确性以及全面的制作水平等有着非常深入的影响。在验收的时候, 应该认真地检查设备的精确性等要素, 使用优秀的措施和先进的设备等, 只有切实的按照上述的内容来开展活动, 才可以保证设备的功效得以有效的体现出来。

参考文献

[1]熊军.数控机床原理与结构[M].北京:人民邮电出版社, 2007.[1]熊军.数控机床原理与结构[M].北京:人民邮电出版社, 2007.

大型数控机床 篇2

关键词:大型瓷套;内外仿型;数控修坯机;技术改进

中图分类号:F407.61文献标识码:A文章编号:1003-949X(2009)-07-0076-02

电力工业是国民经济发展的基础,电瓷在输变电过程中起到了支撑作用,是电力工业的先行官。随着电力工业的不断发展,越来越多的高压和超高压输变电线路不断投入运行,这样对电瓷产品的结构提出了越来越高的要求,以SF6气体作为主绝缘的各种大瓷套有着广阔的市场前景。

一、大型瓷套内外仿型数控修坯机技术改进的背景

1.电瓷行业新型产品发展趋势

随着科学技术进步,社会经济发展,电瓷行业新型产品的发展趋势是:一是内孔直径变化范围大,最小75mm,最大800mm,特别是欧美市场小口径有一定市场;二是薄壁产品增多,最小壁厚25mm;三是瓷套坯件大型化,要求瓷套坯件高度4000mm以上,外径达到1300mm以上。

2.大瓷套修坯机发展现状

上世纪八十年代,国内大型电瓷生产企业开始研制SF6大瓷套,采用半机械和手工制作。其特点是工作效率低下,制胚质量不稳定,特别是胚件尺度、形状极其不稳定。八十年代后期,国内企业纷纷从德国引进了光电跟踪内外仿型自动修胚机用于电瓷大瓷套生产。但是随着机械设备的老化,由于维修的零部件要从德国进口,维修费用相当高。目前,大瓷套修胚机相对较为成熟,其发展主要着眼于增加产品品种、改善产品性能和质量,以满足不同使用要求。而在大外径且薄壁电瓷、小内孔电瓷修胚机的技术开发上存在一定瓶颈。因此,研制和生产大外径且薄壁电瓷、小内孔电瓷成型设备迫在眉睫。

二、大型瓷套内外仿型数控修坯机的技术改进

突破只有创新,结合以上发展趋势,为了满足电瓷生产厂家对大瓷套成型设备的需要,科研小组设计研制出系列新一代全自动数控高压电瓷套管修胚机,解决了电瓷行业大瓷套整体一次成型的技术难题。对大型瓷套内外数控修坯机的技术问题改进主要包括两个方面:

1.大外径且薄壁电瓷内外数控修坯机技术改进

一次成型的大外径且薄壁电瓷制胚技术的最大问题是电瓷修胚机的精度性和稳定性。传统的电瓷修坯机,其纵向进给机构是采用两根圆柱形导轨,整个横向进给机构及刀架靠装在圆柱滑板上,工作起来由于上下往复运动,圆柱形导轨及圆套磨损快、间隙增大,导致产生刀具抖动,影响产品质量。因此,传统的电瓷修坯机在制作大外径且薄壁电瓷方面有难度。

技术解决方案:将原来的圆柱形导轨改为方立柱横截面为I字形导轨,在导轨上设置轨条,在导轨条与滑块之间设置可更换的镶条,镶条与压板之间通过螺钉连接,当导轨与滑块的间隙因磨损增大时可及时更换导轨条和镶条,使滑块与导轨条间的间隙得以调整,保证刀具在修坯过程中不抖动,保障了修坯过程的精度;采用滚珠丝杆保证较高的精度及稳定性;采用自动注油系统,拖链及防尘罩,防尘又安全,同时保证了转盘的运行平稳,延长了转盘轴承使用寿命;同时,配置彩色显示器,显示加工轨迹,人机界面良好,内外加工机械均有两台32位工业微机控制,刀具运动速度和轨迹由加工程序控制,具有精度高、工效快、可靠安全。

它的优点是:与圆柱形导轨相比,纵向滑板在导轨条上作上下生复运动时工作稳定,刚度强,使修坯尺寸准确,速度快,使用寿命长,维修方便。有效解决了坯件尺寸大、坯体薄型加工难题。

2.小内孔电瓷内外数控修坯机技术改进

电瓷制瓷用的原有内外数控修坯机,其加工出的内孔,最小只能是90mm以上。而且,内孔上下进刀,以圆立柱型作为进刀导轨,涨刀装在圆立柱架滑板上,通过丝杆螺母附作上下运动,其缺点是圆立柱导轨磨损大,易产生刀架滑板间隙增大,无调节间隙装置,修坯时容易产生刀杆抖动,影响产品质量。

技术解决方案是:将导轨由圆立柱型改为方柱型横截面呈I字状,并且在导轨上镶导轨条,在导轨条与块间设置镶条,这样,就能随时通过导轨条和镶条来调整滑块与导轨之间的间隙;同时,将刀杆套加长至200-400mm,控制合金刀杆的尺寸为60-85mm,既能使加工出的内孔小于90mm,又能使修坯时刀杆不抖动,以保证产品质量;同时,配置彩色显示器,显示加工轨迹,人机界面良好,内外加工机械均有两台32位工业微机控制,刀具运动速度和轨迹由加工程序控制,具有精度高、工效快、可靠安全。

它的优点是:通过对导轨、刀杆直径和刀杆套长度的改进,从而使修坯机能够稳定地工作,刀杆不致抖动,能保证产品质量,并能切削出电瓷泥坯工件内孔最小为60mm,克服了传统修坯机难以加工出工件内孔小于90mm的弊端。

三、应用及效果

1.技术应用

关于大外径且薄壁电瓷内外数控修坯机技术改进、小内孔电瓷内外数控修坯机技术改进采用可调整导轨式结构等几项科研攻关课题技术改进成果,均于2008年7月23日获得国家实用新型技术专利。突破了电瓷制瓷泥坯内孔不能小于90mm的空白,可成功加工内孔60-75mm的欧美市场瓷套管,有效地达到了新型市场需求。而1400mm内外数控修坯机的试制成功填补了国内电瓷制瓷行业的超大设备的又一项空白。

(1)大外径且薄壁电瓷内外数控修坯机。根据大外径且薄壁电瓷内外数控修坯机技术改进方案,我们研制出国内目前首首台修坯直径超过1000mm达到1400mm,高度4200mm的超大型数控修坯机。主要技术参数如下:

(2)小内孔电瓷内外数控修坯机。根据小内径电瓷内外数控修坯机技术改进方案,我们研制出国内目前首首台修坯直径超过1000mm达到1400mm,高度4200mm的超大型数控修坯机。主要技术参数如下:

2.技术效果

此两种设备可将电瓷坯件件泥筒进行一次性内外加工,也可以只进行外部加工。搪孔加工是全自动进行的,但泥筒上必须预先制成一个同轴线的孔。内孔可加工直筒形、腰鼓形,锥形,但应避免加工下台阶形或槽。外仿加工也是全自动,并与内孔同时进行,可以加工直筒形,宝塔形和腰鼓形产品,如果加工直筒形和实心产品,为提高速度应采用样板刀具,如果加工宝塔形和腰鼓形产品,由于坯内无芯棒支撑,一般应采用勾形式刀具以减少刀具对坯壁的压力。

需要两人操作,一人负责抹光坯件伞叶表面,另一人负责铲作地面上的泥块,上泥筒时,应使用行车吊装,为安全起见一般不使用升降电瓶车。外部伞叶加工应从上至下进行。搪孔加工总是从下至上进行,当刀具上行至加工预定位置后,自动快速下行至预定位置,然后进刀再向上切削,往复数次应视泥料的切削量而定,进刀量的选择(粗加工为8～15mm,精修为2～5mm)搪孔终止时,刀具应停留在最下位置。转盘的速度应调整合适,一般与泥料配方性能有关。转盘速度可通过变频调速器设定或调节,调节范围为:0～200转/分。

内外型加工驱动机构分别由两台32位工业控制微机管理、刀具运动的速度和轨迹由加工程序控制。每天的产量取决于产品尺寸形状及刀具的种类。一般每机台每天能生产8～16只胚件。由于设备采用微机控制,全自动加工,极大地减轻了操作者的劳动强度。只需一种构形刀具就可修出各种不同形状的胚体,节约了刀具费用成本;同时增加了断点连续加工功能,如因停电或其他原因中断后,重新启动时,只要选择断点继续功能,可继续加工,不会造成工件报废。

总之,该类设备的研制成功并运用于生产,解决了电瓷行业生产220KV以上特大瓷套以及小内孔出线瓷套的生产难题。制瓷厂家由于以上设备的投入,解除了电瓷行业大瓷套及异型规格整体一次成型的生产难度,使原来不能接的订单,现能批量生产,为企业创造更多的效益。全国几大主要电瓷厂如抚顺电瓷、南京电瓷等厂家及外商纷纷来人观摩咨询、洽谈有关合作事宜。随着制造工艺的不断完善,我们将投入更大的批量生产,以满足市场需求。

参考文献:

[1]李伯勇.数控电瓷修坯机加工坯件尺寸不稳定的原因分析及对策[J].电瓷避雷器,2006(4).

[2]宋建华.微机控制电瓷修坯机[J].陶瓷研究与职业教育,2007(3)

[3]康燕.当前绝缘子避雷器行业经济运行形势分析[J].电器工业,2008(7).

大型数控机床一人多机遥感装置 篇3

6台大型M-VR33/39D三菱五面铣加工中心采用FANUC31i数控系统, 主要承担构架的正、反面加工, 具有APC自动托盘交换功能, 一次循环加工需要12 h, 机床跨距为40 m, 1名操作者监控多台机床及装卸工件。由于数控机床润滑油液位低、刀具扭矩过大等常见故障, 造成每台机床执行完一次循环的切削时间不可预测, 操作人员往复巡视, 劳动强度大。为此, 在线采集、编译和传输数控机床的PMC程序, 研究精益化生产过程中一人多机控制系统数控机床状态信息的提取方法, 通过实验进行验证, 实现数控机床工作进程信息采集和显示, 达到了生产管理的可视化及最优化, 减少操作者巡视次数。

二、采集、编译、反编译和传输PMC程序

利用FANUCLADDER-Ⅲ软件, 传输机床的PMC程序, 经过系统默认的反编译可在计算机上显示出梯形图, 在通信处于脱线[OFF Line]状态时, 进行修改、编辑。在数控机床程序编辑过程中, 可在加工程序中添加1个自定义的M功能, 使得数控机床在加工过程中程序运行至编辑的M功能指令, M功能生效, 外部继电器触发, 通过无线电波实现远距离的报警提示, 并通过参数设定来设置报警时间。

1. 选取M16对应的地址和线圈

由PMC到机床端的输出必须采用Y类型的线圈, 其余线圈及地址均选择内部继电器区域 (R类型地址) 。报警继电器的输出可在未经使用的Y类型中任意选取, 查阅机床电路图, Y1003.2和Y1003.5已被使用, 选择Y1003.4作为报警输出线圈。对于R类型线圈的选取, 从R31.0开始顺序往下使用即可。

2. M16功能的实现 (译码)

M功能指令由字母M和两位数字组成, 扩张的M功能指令选取原则是不要和原机床M功能指令重复, 本文选取M16。所有的M功能均需要进行译码处理。查阅M代码的逻辑开关地址为F7.0, 译码的功能指令为SUB4 (图1) , R0200表示译码信号地址, 1611表示译码指令。译码指令由被译码数和被译码位数组成, 16表示被译码的功能指令为M16, 11表示对高4位和低4位均译码。译码完成后需要通知CNC系统时, 在R14.5 (MF FINISH 1) 的线圈处应再添加一条并联支路 (图2) , 该并联支路由常开触点R31.0和R31.2组成, R31.0为M16功能对应的线圈触点, R31.2为M16功能信号输出的线圈地址。至此, M16功能的译码完成。

3. M16功能控制报警信号的输出

数控程序在加工的过程中M16功能有效, 则可以触发R31.0线圈, 通过R31.0触发报警信号的输出线圈Y1003.4时, 需要加入逻辑控制线路和报警延时线路 (图3) 。

(1) 逻辑控制线路。X1008.4为急停触点, 当控制面板上“急停按钮”未按下时, 常开触点的值为1, 反之为0。F1.1为RESET (复位) 触点, 控制面板上未按下时, 常开触点的值为0, 反之为1。对于R31.2还需要具有自锁功能, 逻辑控制程序主要实现自锁和断开功能, 即M16功能有效后, 线圈R31.2一直处于带电状态, 遇到急停或复位实现断电保护功能。

(2) 报警延时线路。延时程序采用固定定时器TMRB处理, 即在编辑PMC程序时将延时所设定时间写在FROM中, 执行过程中不能通过操作面板上的PMC时间参数修改。固定定时器的功能指令为SUB24, 本例采用固定定时器的时间继电器序号为30号, 时间预设值为30 000 ms (30 s, 该时间可在写PMC程序时自由设定) 。自定义R31.1为时间延时线圈及触点, 在无线电波响应30 s后, 线圈R31.1得电, 图3中的常闭触点断开, 通过线圈R31.2断开固定定时器和报警信号输出线圈Y1003.4。

至此, 以上所加程序可实现加工程序中出现的自定义M16功能代码。

三、发送与接收数控机床状态信息

通过DNC技术对1台或多台数控机床工作中的信息进行实时采集和传输, 对于发射端, 选择PT2262芯片, 接收端选择PT2272芯片, 运用集成技术控制3台或更多数控机床的时间流程和程序流程, 技术工人通过无线电波设备实时接收灯光 (如LED灯) 、声音 (如蜂鸣器) 和振动 (如手表腕带) 等不同的信息显示技术, 接收不同数控机床的工作信息, 更有利于操作工人对多台数控机床的操作和管理。

四、结束语

设计的数控机床监测系统运行良好, 达到了预期设定的各项功能。该一人多机遥感系统, 可通过远程控制对多台机床工作中的信息进行实时采集, 再由无线信号传输给操作人员, 实现使分管不同内容的操作人员在第一时间到达现场, 实现快速响应的目的。一人多机遥感系统的投用, 提高了生产效率, 为企业网络化制造、高自动化生产奠定了良好的底层技术基础。

参考文献

[1] 罗学科, 谢富春.数控原理与数控机床.北京:化学工业出版社, 2003

[2] 卢胜利, 王睿鹏.现代控制系统.北京:机械工业出版社, 2006

[3] 何俐.数控机床联网技术应用.机械工人, 2004 (11)

[4] 曹志军, 肖龙.数控PMC编程与调试.北京:清华大学出版社, 2010

中亚机床大型数控折弯机下线 篇4

日前,由中亚机床公司生产制造的安徽省内单机最大吨位和长度的机床———2000t/12m大型数控折弯机正式下线,并一次性通过了安徽省机床检验检测中心产品性能和技术指标验收,2 月9 日,产品进行装箱后启运往山东泰安航天特种车辆有限公司。

中亚机床为安徽省优质剪折机床及刃模具生产示范企业,具有多行业机床制造经验,目前年生产能力为2400 台(套)各类机床。近年来,该公司立足人才创新、科技创新,潜心产品核心技术研发,产品成功进入包括中核工业华兴核电站、韩国现代、格力空调、海尔集团、澳大利亚A.S.工程机械集团等国内外百亿级企业。

据了解,去年5 月该厂凭借过硬实力成功中标泰安航天公司这台2000t/12m大型数控折弯机项目后,立即组织技术团队精心生产,经过半年的努力,这台安徽单机最大吨位和长度折弯机按时交付用户。

大型机床双轴进给系统研究 篇5

关键词：大型机床,进给系统,机构创新,双轴输出

0引言

机床进给系统一般采用齿轮传动、同步带轮传动、丝杠联接三种方式来完成电机与机床间的运动传递。齿轮传动传动比稳定,效率高,结构紧凑,工作可靠,寿命长,缺点是要求较高的制造和安装精度,不适宜远距离两轴之间传动;同步带轮传动传动比准确,但其制造和安装精度要求较高,中心距要求较严格;丝杠联接传动精度高,运动平稳。

对于大型机床而言,机床进给拖板行程长,采用丝杠联接,需要制造长丝杠。丝杠长度越长,为保障拖板全行程上的传动精度,丝杠单位长度上的精度要求也就越高,其制造费用必然相应增加。同步带轮传动同样受限于安装长度,一般较少采用。在此研究使用齿轮与齿条传动的方式实现长行程进给系统的传动。

1大型机床进给系统研究现状

大型机床尤其是数控机床,对机床进给传动精度要求高,大量的研究着眼于提高机床的进给系统传动精度,包括进给系统消除齿轮传动间隙的方法、提高定位精度的研究、选择进给系统滚珠丝杠副的方法、数控化改造普通机床的效益、进给系统双丝杠驱动间隙补偿方法研究、进给系统爬行分析、数控机床进给系统热特性分析等等,而着眼于提高系统经济性及针对进给系统齿轮传动的研究较少。

进给系统齿轮传动方式通常采用减速器传动降速,带动齿条传动最终带动机床进给拖板。对于大型机床而言,一般加工零件体大,输出端转矩需求大,使用减速器能够达到增大转矩的作用。大型机床使用减速器一般为达到输出端大承载力、大转矩的要求,需加大齿轮模数,增加传动级数,这样处理的结果是减速器的体积非常大,效率低,且费用随之增加[1]。大型减速器由于制造工艺上的缺陷,普遍存在寿命不长的缺点,且有非常高的设计与研究要求。

体积变小,传动速度变快,传动噪声降低,可靠性增强是国际齿轮装置的发展方向[2]。德国、日本等工业发达国家在减速器的材料处理、可靠性、制造工艺等方面研究建树多,而在减小体积、减轻重量方面的研究较少[3]。在此将从经济性、机构改进角度着手开展对大型机床进给系统的研究。

2大型机床双轴输出进给系统研究

大型机床具有输出最大扭矩大,进给行程长,移动速度要求高,定位精度及重复定位精度等级高等特点。进给行程长度长,若使用丝杠传动,对丝杠制造精度等级要求非常高,考虑使用进给齿轮箱来实现传动。传动系统设计时,需提高传动齿轮模数,增加齿轮传动级数来提高系统承载力,但如此处理,将大大增加齿轮箱的体积,受限于工作台下的安装空间,甚至会出现无法正常装入的情况。齿轮箱输出端采用斜齿轮输出并与齿条啮合,齿条固定安装在机床导轨侧面。

为了减少齿轮模数,缩小齿轮箱体积,在此提出双轴输出进给系统方案,并研究方案的可行性及需要解决的问题。双轴输出进给系统采用单根轴联接电机从齿轮箱输入,两根轴输出作为承载力端,与齿条啮合用于拖动机床进给拖板。

2.1大型机床进给系统承载要求

一般大型机床输入扭矩可达100 N·m,最大输入转速达1 000 r/min,输出最大扭矩可达12 000 N·m,X向进给移动速度需达3 m/min。以此作为基础数据,以减小减速器尺寸为基本原则进行估算,可得进给系统主要输出零件参数。输出前一级齿轮:mn=7,齿轮1直径接近200 mm,齿轮2直径接近500 mm。输出级齿轮:mn=10,直径接近200 mm。可见,输出齿轮尺寸大,造成齿轮箱尺寸随之增大。对受力进行估算,齿轮箱的输出轴需采用悬臂梁结构,悬臂梁受力合力超过130 000 N。巨大力的作用会使得输出轴产生很大的挠度和转角,啮合齿轮载荷集中,承载能力下降,造成啮合精度降低。采用高刚度悬臂梁,会进一步增加齿轮箱尺寸。

2.2双轴输出进给系统方案

如图1所示,使用两根输出轴啮合一根齿条,可由两根输出轴均分机床工作拖板所需承载力,从而大大减小输出轴的承载力。双轴输出进给系统两根输出轴可使用两种结构进行布置,一是两根输出轴承载作用完全一致,二是两根输出轴在承载力上有主次之分。有主次之分的结构,两根输出轴受力不均,有一主输出轴承担更多的承载力,对结构设计不利,一般考虑较少。

2.3双轴输出进给系统难点问题

双轴输出进给系统可极大减少输出轴的承载力,但在应用过程中需解决一些实际问题。两根输出轴共同啮合同一根齿条,必须保证两个啮合点之间的距离完全相同,但实际上齿轮和齿条均有制造误差。齿轮加工精度等级一般为5~6级,经过专门工业处理的齿轮,也可最高达到4级精度[4],但价格昂贵。若按6级精度计,齿距累积偏差可达0.04 mm。齿条加工精度等级一般为6~7级,按照6级精度计,齿距累积偏差可达0.04 mm。在机床长导轨安装齿条时,无需采用一根齿条安装到底,对比丝杠,节省了大量的制造费用,但同时使其产生了安装误差。综合制造误差和安装误差,误差累计后会增大两根输出轴与齿条两个啮合点之间的距离变化。

因此,由于误差的作用,双轴输出进给系统无法保证两根输出轴与齿条啮合的两个啮合点之间的距离完全一致,轻者会由于弹性形变造成的附加力长期作用,影响系统寿命,重者发生断齿。

2.4双轴输出进给系统难点问题解决

(1)提高齿轮、齿条的制造精度。但使用高精度齿轮、齿条会大大增加制造费用,与双轴输出进给系统研究初衷违背。

(2)安装差速装置。在减速器传动轴中安装差速装置,差速装置可由成对锥齿轮、轴套等基本零件构成,差速装置公转承担承载力,差速机构锥齿轮对之间的相对转动可平衡两根输出轴与齿条啮合的两个啮合点之间的距离变化,从而平衡弹性形变产生的力。

3双轴输出进给系统使用场合

双轴输出进给系统对于提高系统设计经济性有重要意义。

中国多数中小型企业都面临设备升级,旧有普通设备已经无法满足现代零件体的精度要求,但报废普通设备,直接购买数控设备显然不可取。本文研究系统可用于旧有设备的数控化改造。

4结语

双轴输出进给系统着力于创新机械传动机构。市场调研后发现,现有的双轴输出机构均为两根输出轴完全同步联动,各自带动独立的下设结构运动,相当于两台机构的合二为一,并未起到降低输出轴承载力的作用。双轴输出进给系统在经济性、进给系统体积等方面都很有前景。

参考文献

[1]张锦桥.滤波减速器的设计与分析[D].重庆:重庆大学,2006.

[2]Blankenship G W,Singh R.Dynamic force transmissibility in helical gear pairs[J].Mechanism and Machine Theory,1995,30(3):323-339.

[3]鳌头传动.减速机与减速器在工业发展中的作用[EB/OL].[2008-7-13].http://www.aotoudrive.com/?contentid=150.

大型数控铣床的拆装与调试 篇6

关键词：大型数控铣床,拆装,调试

江铃模具厂从大隈公司购进的一台MCV30大型龙门数控铣床, 最大加工工件尺寸5000mm×2500mm, 最大负载重量25t, 数控系统为FANUC 18MC, 主要是用于大型模具、检具的数控加工, 及精密孔的镗钻加工等。2008年由于工厂搬迁, 需要将该设备移装至新厂房。当年购进该设备时由日本专家负责进行安装调试。本着节约资金和锻炼队伍的原则, 此次工厂搬迁, 公司要求50天, 设备安装调试均由本公司人员完成, 为此相关人员制定了详细搬迁方案, 从设备解体、搬运、安装, 到数控系统和设备精度的调试, 对整个过程进行控制。

一、数据备份与恢复

1. 系统参数备份

FANUC数控系统中参数、螺距误差补偿、宏程序、PMC程序等是依靠控制单元上的电池进行保存的。由于机床拆装, 电池长时间不使用, 有可能发生失效或其他意外, 将会导致这些数据的丢失。因此, 在设备拆除之前有必要做好重要数据的备份工作, 一旦发生数据丢失, 可以通过恢复这些数据, 保证机床安装后能恢复正常运行。

常见的FANUC数控系统数据备份的方法有两种:一是使用存储卡, 在引导系统画面进行数据备份和恢复;二是通过RS232口使用PC进行数据备份和恢复。此次是使用存储卡进行数据备份和恢复。

数控系统的启动和计算机的启动一样, 会有一个引导过程。在通常情况下, 使用者看不到这个引导系统。但是使用存储卡进行备份时, 必须要在引导系统画面进行操作。因此使用这种方法进行数据备份时, 必须要准备一张符合FANUC系统要求的存储卡 (工作电压为5V) 。

将存储卡插入存储卡接口上 (N单元上, 或者显示器旁边) ;进入引导系统画面 (按下显示器下端最右面两个键, 给系统上电) ;调出系统引导画面;在系统引导画面选择所要的操作项第4项, 进入系统数据备份画面;在系统数据备份画面选择所要备份的数据项, 按下YES键, 数据就会备份到存储卡中;按下SELECT键, 退出备份过程。

2. 系统数据恢复

如果要进行数据的恢复, 按照相同的步骤进入到系统引导画面;在系统引导画面选择第一项SYSTEM DATA LOADING;选择存储卡上所要恢复的文件;按下YES键, 所选择的数据回到系统中;按下SELECT键退出恢复过程。

二、设备拆装

(1) 在拆卸前按机床精度检验表检查机床的各项几何精度及旋转精度后, 拆除所有线路。

(2) 机床各机械部件按照滑枕、横梁、顶梁、立柱、工作台、床身导轨的顺序分别拆下, 吊运至新基础位置;地坑基础要求以粉尘黏土层作持力层, 其承载力特征值≥160kPa;抗渗等级S6;混凝土保护层厚度35mm。

(3) 清洗各机械部件, 并检查磨损情况, 视磨损状况进行修复或更换。为确保设备安装精度, 严格按照装配工艺进行装配。

(4) 对床身导轨和立柱的地脚螺栓进行整体灌浆。因采用整体灌浆只需20天左右时间, 还能提高安装精度, 减少精度调整的工作量。

(5) 精调床身导轨的水平, 用专用过桥、平尺、水平仪、光学平直仪边检查边调整;精调立柱的垂直度, 控制床身导轨水平X方向0.04mm/m、Y方向0.04mm/m、立柱水平0.02mm/m。

(6) 安装顶梁, 再次检查床身导轨的水平度和立柱与床身导轨的垂直度, 保证安装后立柱与床身导轨的精度没有变化。

(7) 安装工作台, 安装前要求将工作台的各个油路清洗干净, 用压缩空气吹, 保证油路畅通。

(8) 安装横梁, 并装配升降机构, 调整横梁导轨的水平度, 以及各个位置的一致性, 保证横梁水平X方向0.02mm/m, Y方向0.02mm/m。

(9) 安装滑枕铣头以及各部进给机构, 安装液压装置, 并对各个液压元器件和管路进行拆卸清洗检查, 保证正常工作状态。

(10) 检查清洗电器器件, 更换老化破损线路和金属软管、坦克链等器件。机床各部接线要求线路布局美观、安全、规范, 线号、电缆标识清晰。

三、调试

(1) 调整各传动、运动间隙:机床上的滑动、转动部位运动应轻便、灵活、平稳、无阻滞现象。

(2) 变位机构应保证准确可靠的定位:啮合齿轮轮缘宽度≤20mm时, 轴向错位≤1.5mm, 啮合齿轮轮缘宽度>20mm时, 轴向错位≤5mm。

(3) 重要固定结合面应紧密贴合, 紧固后用0.04mm塞尺检验时不得插入, 导轨、镶条、压板端部的滑动面插入深度≤20mm。

(4) 机床运转时不应有尖叫声、不规则冲击及明显振动。

(5) 系统数据恢复。按日本大隈公司提供的产品精度检验表检查机床几何精度、传动精度、定位精度以及工作精度。

四、结论

通过45天的努力, MCV30大型龙门数控铣床的拆装和调试顺利完成, 设备安装精度超过了当年日本专家安装调试的结果。

检测精度结果证明, 对此类大型、精密机床的安装的关键是床身导轨和立柱的水平调整。采用整体灌浆方式, 不但可以减少两次灌浆带来的时间损失, 还能消除两次灌浆带来的累积误差, 保证了立柱与床身导轨较高的垂直精度。数控系统和精度的调试重点是系统的备份和对定位精度的调整, 定位精度的调整可以利用激光干涉仪检测误差, 对各轴丝杠螺纹间隙作出补偿。

东海机床特大型折弯机研制成功 篇7

在国家铸造锻压机械研究所专家的指导下, 南通东海机床制造有限公司自主研制的特大型三机联动数控折弯机日前调试成功。该型号折弯机最大公称压力达4000t, 可折板料长度18m。

据了解, 此前亚洲地区生产的折弯机最大公称压力仅为2000t, 我国锻压机械企业只能生产最大公称压力为600t的折弯机;而东海研制的4000t、18m三机联动数控折弯机不仅为国内首创, 而且刷新了亚洲纪录。这种特大型数控折弯机将广泛应用于汽车、火车、电梯部件以及风电杆塔制造, 市场前景十分广阔。

李堡镇是享誉全国的“中国剪折卷之乡”, 有130多家专业从事锻压机械生产的企业, 目前正形成高新技术产业集群, 已经研制出数10种新产品, 填补了国内空白, 年产值达100亿元, 产品远销美国、德国等10多个国家和地区。南通东海机床制造有限公司是该镇剪折卷机床产业的领军企业之一, 多年来始终坚持走技术创新之路, 不断开发新产品, 积极拓展国内外市场, 近几年公司产值均以35%的惊人增幅递增。此次研制特大型折弯机, 公司集中30多名技术人员, 耗时4个多月, 仅图纸就绘制了1万多张, 实现了所有零部件, 包括液压系统和数控装置自主设计。董事长陈宝银表示, 公司将继续冲刺高端剪折卷机床, 着手研制6000t级的特大型数控折弯机。

大型数控机床 篇8

重庆机床集团公司研制的用于风力发电行业大模数齿轮加工的YD31125CNC6大型数控滚齿机已完成了大模数齿轮的加工试切, 工件参数为模数20mm, 齿数25齿, 齿宽140mm, 外径540mm, 一刀切加工精度达到GB10095-2001 IT7级, 标志着为风力发电行业齿轮加工量身打造的大型全数控滚齿机的研制已取得成功。

近年来, 随着风力发电设备、机车、矿山机械、减速机、船舶等重型机械的迅猛发展, 这些行业大型齿轮加工机床的需求越来越大, 要求也越来越高, 特别是大型齿轮加工机床的精度更能受到用户的青睐。而目前国内市场上多为以美国格里森—普发特、德国利伯海尔等世界一流数控齿轮机床厂家为代表生产的CNC机床, 价格非常昂贵。因为其投入大, 收效慢, 所以很难满足国内大多数用户的需求。

YD31125CNC6大模数少齿数全数控滚齿机, 是重庆机床集团公司2007年启动开发的大型机床新产品。其开发主要针对我国工程机械、船用减速箱、重型汽车、电梯等行业的齿轮加工的需求。机床装刀直径、进给行程、刀架刚性等方面达到国外同类机床水平。在用户的特殊要求下, 还可进行硬齿面加工。机床为六轴控制 (一个主轴、五个伺服轴) , 四轴联动。以电子链完成切齿时的分齿运动, 差动补偿, 进给补偿。机床采用最短的传动链及可靠的传动方式, 具有紧凑、高效、可靠的特点。加工工件的最大模数为24mm, 具有很高的动、静刚性。该机床技术水平处于国内领先地位, 价格仅约为同类进口机床的一半, 更好地满足了广大齿轮制造用户的需求, 同时为以后开发其他数控大型机床, 奠定良好的基础和试验条件。

迄今为止, 在全国普通机床销售同比增幅回落的大形势下, 该系列大型数控滚齿机受风力发电行业利好拉动, 累计合同定单已愈亿元, 重庆机床集团公司正全力以赴使大型数控机床产业化工程全面实现。

该机床为重庆机床 (集团) 有限责任公司自主开发, 具有完全自主知识产权。

二、机床主要结构特点和先进技术

该机床为大模数少齿数、大规格全数控滚齿机, 能滚切加工圆柱齿轮、蜗轮、链轮等, 实现直齿和斜齿的加工。该机床采用GB/T8064-1999《数控滚齿机精度》。

1. 结构特点

(1) 机床采用大立柱移动, 工作台固定的立式布局方式。直线轴的控制系统为闭环控制, 位置环设在移动件的末端处。采用全密封护罩, 大开度的推拉式防护门。床身采用相互对称的结构形式, 大平面的淬硬钢导轨, 并采用导轨液压卸荷装置, 使机床具有很高的刚性;同时采用焊接床身结构, 减少了铸件的使用, 减小了污染。

(2) 滚刀主轴采用静压轴承支承结构, 刀具具有轴向进给功能。

(3) X、Z轴采用大平面矩形镶钢导轨, 实现高速、大走刀量切削对机床刚性的要求。

(4) 机床装有自动润滑装置和自动排屑装置, 自动化程度高, 操作方便。并且在冷却系统中以冷却油的对称循环保证温度的均匀分布, 使整机实现高的热稳定性, 确保加工工件精度的稳定, 提高加工的工艺能力。

2. 先进技术

(1) 机床采用六轴控制, 四轴联动, 以电子链完成切齿时的分齿运动、差动补偿和进给补偿, 体现了世界先进设计理念。

(2) 机床工作台采用高精度的双蜗轮副传动, 消除了传动间隙, 保证了大负荷切削加工的精度要求。

(3) 机床滚刀箱装有消除间隙的阻力机构, 满足加工精度要求。

三、机床主要技术参数