数控角钢线相关知识.doc

数控角钢线相关知识一、）数控角钢生产线的故障诊断一、可靠性可靠性是体现角钢生产线产品耐用和可靠程度的一种性能，它是在设计时赋予产品的。可靠性的定义是：角钢生产线产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。所谓“规定的条件”是指设计时考虑的环境条件(如温度、压力、湿度、振动、大气腐蚀等)、负荷条件(载荷、电压、电流等)、工作方式(连续工作或断续工作)、运输条件、存储条件及使用维护条件等。不同条件下数控机床的可靠性是不同的。数控角钢生产线对上述各种条件的适应性越强，则其可靠性越好。可靠性还是一项时间性质量标准。人们都希望数控角钢生产线能够长时间地保持规定的功能，但是随着时间的推移，数控角钢生产线的可靠性将越来越低，数控角钢生产线只能在某一时限范围内是可靠的，不可能永远可靠。数控角钢生产线在设计时应规定其时间性指标。数控角钢生产线的可靠性与“规定的功能”有着极密切的联系。“规定的功能”是指数控角钢生产线的性能指标，这里所说的“规定功能的完成”是指若干功能的全体，而不是其中一部分。数控角钢生产线的可靠性又分为固有可靠性、使用可靠性和环境可靠性三个方面。固有可靠性是指数控角钢生产线在设计、制造之后所具有的可靠性。使用可靠性是数控角钢生产线在使用和维修过程中表现出来的可靠性。环境可靠性是数控角钢生产线在周围环境的影响下所具有的可靠性。固有可靠性是数控角钢生产线所能达到的可靠性的最高水平。由于各种因素的影响，数控角钢生产线的使用可靠性与其固有可靠性之间会有很大的差距。二、衡量可靠性的几个指标1平均无故障时间(Mean Time Between Failur，简称MTBF)可修复产品在两次故障之间能正常工作的时间的平均值，也就是产品在寿命范围内总工作时间与总故障次数的比，越长越好。2平均修复时间(Mean Time To Restore，简称MTTR)数控角钢生产线在寿命范围内，每次从出现故障开始维修，直至能正常工作所用的平均时间，越短越好。3有效度A指一台可维修的数控角钢生产线在某一段时间内，维持其性能的概率，A小于1，越接近1越好。三、数控机床的故障数控机床的故障是指数控机床丧失了规定的功能，它包括机械系统、数控系统和伺服系统等方面的故障。数控角钢生产线是高度机电一体化的设备，它与传统的机械设备相比，内容上虽然也包括机械、电气、液压与气动方面的故障，但数控角钢生产线的故障诊断和维修侧重于电子系统、机械、气动乃至光学等方面装置的交接点上。由于数控系统种类繁多，结构各异，形式多变，给测试和监控带来了许多困难。二、）数控角钢线的知识车床主要用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹，配有工艺装备还可加工各种特形面。在车床上还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。铣床一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮乖、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。刨床插床主要用于加工各种平面（如水平面、垂直面和斜面及各种沟槽，如T形槽、燕尾槽、V形槽等）、直线成型表面。如果配有仿形装置，还可加工空间曲面，如汽轮机叶轮，螺旋槽等。这类机床的刀具结构简单，回程时不切削，故生产率较低，一般用于单件小批量生产。镗床适用于机械加工车间对单件或小批量生产的零件进行平面铣削和孔系加工，主轴箱端部设计有平旋盘径向刀架，能精确镗削尺寸较大的孔和平面。此外还可进行钻、铰孔及螺纹加工。磨床用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床，统称为磨床。磨床可加工各种表面，如内外圆柱面和圆锥面、平面、齿轮齿廊面、螺旋面及各种成型面等，还可以刃磨刀具和进行切断等，工艺范围十分广泛。由于磨削加工容易得到高的加工精度和好的表面质量，所以磨床主要应用于零件精加工，尤其是淬硬钢件和高硬度特殊材料的精加工。钻床具有广泛用途的通用性机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。在摇臂钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔；在台钻上配上万能工作台（MDT-180型），还可铣键槽。齿轮加工机床齿轮是最常用的传动件，有直齿、斜齿和人字齿的圆柱齿轮，直齿和弧齿的圆锥齿轮，蜗轮以及非圆形齿轮等。加工齿轮轮齿表面的机床称为齿轮加工机床。三、）数控铁塔设备加工与环保近年来,我国数控铁塔设备在产量和技术水平等方面都有长足进步,产业面貌发生了巨大变化,但随着国内外产业形势的变化,我国铸造行业迫切需要加快推进产业结构调整步伐。有关专家分析说,一方面,我国铸造行业在全球产业链的分工中仍然没有占据绝对的优势地位,另一方面,数控铁塔设备在发展质量提升方面仍然有较大的空间。因此,加快转变发展方式,进一步优化产业结构,是我国数控铁塔设备目前发展中迫切需要解决的问题。有关专家指出,数控铁塔设备应充分运用法律、经济、技术和必要的行政手段,推进兼并重组,研究建立有利于落后产能退出的市场环境和长效机制,提高行业集中度,淘汰落后产能,促进中小企业的积聚和产业转移;企业的组织结构、股权结构调整,通过扶优扶强,推进企业的兼并、重组、改制以及产品结构的调整,实现铸造企业的规模化和专业化;培育特色产业集群,建设铸造工业园区,以提高专业化生产水平为导向,培育一批有国际竞争力的大型龙头企业、专业化生产中心和“专、精、特、新”的中小企业群体,形成优势互补、协调发展的产业格局。另据了解,我国数控铁塔设备年能耗占机械工业总耗能的25至30,排放污染物总量约为:粉尘1000万吨,废气200亿立方米至400亿立方米,废砂2000万吨,废渣600万吨,其单位产量能耗及污染物排放均大大超过发达国家水平。因此,在加快推进产业结构调整中,还需在铸造生产全流程推进节能降耗和减排治污,大力推进低能耗、低污染的绿色铸造,发展资源节约型和环境友好型的铸造产业。专家建议,应强化企业技术创新的主体作用,引导创新要素和资源向优势企业聚集;实施铸造产品质量振兴和自主品牌战略,推进管理和技术创新;实施铸造标准和知识产权战略,形成一批核心自主知识产权和技术标准;加大对关键共性技术及基础工艺的研究投入,提高企业核心竞争力,推动数控铁塔设备实现内涵式发展。此外,一些专家还建议,铸造行业应该尽快推行铸造行业准入制度;做好铸造行业节能减排技术及设备的评估与推荐;建立全国各类铸造人才培训网络。四、）数控铁塔设备使用注意事项1.数控铁塔设备的使用环境为提高数控铁塔设备的使用寿命，一般要求要避免阳光的直接照射和其他热辐射，要避免太潮湿、粉尘过多或有腐蚀气体的场所。腐蚀气体易使电子元件受到腐蚀变质，造成接触不良或元件间短路，影响设备的正常运行。精密数控铁塔设备要远离振动大的设备，如冲床、锻压设备等。2.电源要求为了避免电源波动幅度大（大于10%）和可能的瞬间干扰信号等影响，数控铁塔设备一般采用专线供电（如从低压配电室分一路单独供数控机床使用）或增设稳压装置等，都可减少供电质量的影响和电气干扰。3.操作规程操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一，操作者一定要按操作规程操作。机床发生故障时，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明出现故障前后的情况，以利于分析、诊断出故障的原因，及时排除。另外，数控铁塔设备不宜长期封存不用，购买数控机床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱环节尽早暴露，得以在保修期内得以排除。在没有加工任务时，数控铁塔设备也要定期通电，最好是每周通电1-2次，每次空运行1小时左右，以利用机床本身的发热量来降低机内的湿度，使电子元件不致受潮，同时也能及时发现有无电池报警发生，以防止系统软件、参数的丢失。五、）数控铁塔设备的维护和保养数控铁塔设备种类多，各类数控机床因其功能，结构及系统的不同，各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色，具体应根据其铁塔设备种类、型号及实际使用情况，并参照铁塔设备使用说明书要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。下面是一些常见、通用的日常维护保养要点。2.1 数控系统的维护1）严格遵守操作规程和日常维护制度2）应尽量少开数控柜和强电柜的门在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作，采取打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的方法，其最终将导致数控系统的加速损坏。3）定时清扫数控柜的散热通风系统应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数控柜内温度过高。4）数控系统的输入/输出装置的定期维护80年代以前生产的数控铁塔设备，大多带有光电式纸带阅读机，如果读带部分被污染，将导致读入信息出错。为此，必须按规定对光电阅读机进行维护。5）直流电动机电刷的定期检查和更换直流电动机电刷的过渡磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。为此，应对电动机电刷进行定期检查和更换。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次。6）定期更换存储用电池一般数控系统内对CMOSRAM存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时RAM内信息丢失。7）备用电路板的维护备用的印制电路板长期不用时，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。2.2 机械部件的维护1）主传动链的维护定期调整数控铁塔设备主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，及时补充油量，并清洗过滤器；主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。2）滚珠丝杠螺纹副的维护定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏要及时更换，以防灰尘或切屑进入。3）刀库及换刀机械手的维护严禁把超重、超长的刀具装入刀库，以避免机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞；经常检查刀库的回零位置是否正确，检查铁塔设备主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整；开机时，应使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作；检查刀具在机械手上锁紧是否可靠，发现不正常应及时处理。2.3 液压、气压系统维护定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或分滤网进行清洗或更换；定期对液压系统进行油质化验检查和更换液压油；定期对气压系统分*滤气器放水；2.4 机床精度的维护定期进行数控铁塔设备水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。其软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙等。六、）数控铁塔设备电气维修与故障排除(1) 电源电源是维修系统乃至整个数控铁塔设备正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。我们在设计数控数控铁塔设备的供电系统时应尽量做到：提供独立的配电箱而不与其他设备串用。电网供电质量较差的地区应配备三相交流稳压装置。电源始端有良好的接地。进入数控数控铁塔设备的三相电源应采用三相五线制，中线(N)与接地(PE)严格分开。电柜内电器件的布局和交、直流电线的敷设要相互隔离。(2) 数控系统位置环故障 位置环报警。可能是位置测量回路开路；测量元件损坏；位置控制建立的接口信号不存在等。 坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；测量元件损坏。(3) 数控铁塔设备坐标找不到零点可能是零方向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标记移位；回零减速开关失灵。(4) 数控铁塔设备动态特性变差，工件加工质量下降，甚至在一定速度下数控铁塔设备发生振动这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的；对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态，应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。(5) 偶发性停机故障这里有两种可能的情况：一种情况是如前所述的相关软件设计中的问题造成在某些特定的操作与功能运行组合下的停机故障，一般情况下数控铁塔设备断电后重新通电便会消失；另一种情况是由环境条件引起的，如强力干扰(电网或周边设备)、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视，例如南方地区将数控铁塔设备置于普通厂房甚至靠近敞开的大门附近，电柜长时间开门运行，附近有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障，严重的还会损坏系统与数控铁塔设备，务必注意改善。本文由于篇幅所限不做更多的介绍，读者可参阅数控数控铁塔设备的随机资料及其他专门介绍各种故障的文章。4. 维修排故后的总结提高工作对数控数控铁塔设备电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高工作是排故的第三阶段，也是十分重要的阶段，应引起足够重视。总结提高工作的主要内容包括：详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题，采取的各种措施，涉及到的相关电路图、相关参数和相关软件，其间错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。除填入维修档案外，内容较多者还要另文详细书写。有条件的维修人员应该从较典型的故障排除实践中找出常有普遍意义的内容作为研究课题进行理论性探讨，写出论文，从而达到提高的目的。特别是在有些故障的排除中并未经由认真系统地分析判断而是带有一定地偶然性排除了故障，这种情况下的事后总结研究就更加必要。总结故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料，若有不足应事后想办法补济，而且在随后的日子里研读，以备将来之需。从排故过程中发现自己欠缺的知识，制定学习计划，力争尽快补课。找出工具、仪表、备件之不足，条件允许时补齐。结提高工作的好处是：迅速提高维修者的理论水平和维修能力。提高重复性故障的维修速度。利于分析设备的故障率及可维修性，改进操作规程，提高数控铁塔设备寿命和利用率。可改进数控铁塔设备电气原设计之不足。七、）选择铁塔设备所必需考虑的因素选择数控铁塔设备时，一般应考虑以下几个方面的问题：(1)数控铁塔设备主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。即小的工件应当选择小规格的铁塔设备加工，而大的工件则选择大规格的铁塔设备加工，做到设备的合理使用。(2)铁塔设备结构取决于铁塔设备规格尺寸、加工工件的重量等因素的影响。(3)铁塔设备的工作精度与工序要求的加工精度相适应。根据零件的加工精度要求选择铁塔设备，如精度要求低的粗加工工序，应选择精度低的铁塔设备，精度要求高的精加工工序，应选用精度高的铁塔设备。(4)铁塔设备的功率与刚度以及机动范围应与工序的性质和最合适的切削用量相适应。如粗加工工序去除的毛坯余量大，切削余量选得大，就要求铁塔设备有大的功率和较好的刚度。(5)装夹方便、夹具结构简单也是选择数控设备是需要考虑的一个因素。选择采用卧式数控铁塔设备，还是选择立式数控铁塔设备，将直接影响所选择的夹具的结构和加工坐标系，直接关系到数控编程的难易程度和数控加工的可靠性。应当注意的是，在选择数控铁塔设备时应充分利用数控设备的功能，根据需要进行合理的开发，以扩大数控铁塔设备的功能，满足产品的需要。然后，根据所选择的数控铁塔设备，进一步优化数控加工方案和工艺路线，根据需要适当调整工序的内容。选择加工铁塔设备，首先要保证加工零件的技术要求，能够加工出合格的零件。其次是要有利于提高生产效率，降低生产成本。选择加工铁塔设备一般要考虑到铁塔设备的结构、载重、功率、行程和精度。还应依据加工零件的材料状态、技术状态要求和工艺复杂程度，选用适宜、经济的数控铁塔设备，综合考虑以下因素的影响。(1)铁塔设备的类别(车、铣、加工中心等)、规格(行程范围)、性能(加工材料)。(2)数控铁塔设备的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。(3)数控铁塔设备的定位精度和重复定位精度。(4)零件的定位基准和装夹方式。（5）铁塔设备坐标系和坐标轴的联动情况。（6）控制系统的刀具参数设置，包括铁塔设备的对刀、刀具补偿及ATC等相关功能。八、）角钢生产线工业是国家工业系统中一个重要的工业分支，是航天、军工、汽车、道路、桥梁、化工等不同行业最有力的支撑和保障。目前，我国的角钢生产线工业正处于一个快速发展和提高的时期，在基础技术、设计及制造工艺、高端技术和新功能开发等方面都取得了长足的进步。角钢生产线工业的发展壮大得益于自动化新技术在角钢生产线工业中持续广泛的应用和推广，数控角钢生产线的发展和进步无不带有自动化创新技术应用的烙印。因此，把握未来角钢生产线技术趋势关键在于紧密跟随自动化技术的发展步伐。更快更强的数控系统数控系统是数控角钢生产线的核心，是数控角钢生产线的大脑。更快更强的数控系统使得数控角钢生产线具备了更加强大的运算和处理能力，能够完成更为复杂和精细的加工。近日，全球知名数控系统生产商均推出了新型的数控系统，如西门子公司推出了840Dsl和828D系统，日本发那科FANUC公司开发了用于高档复合化角钢生产线的多通道多轴纳米CNC，三菱公司研制了M700V系列CNC。这些新开发的数控系统采用了最新的自动化技术和产品，均具有模块化、开放、灵活而又统一的结构，提供了可视化界面和网络集成功能，具备多通道多数控轴功能，适用于所有工艺。此外，采用最新芯片技术的超高速处理器等高端硬件和光纤传输技术在新型的数控系统中得到应用，大幅度提高了数控系统的性能。高速高精度的自动化部件高速高精度并不仅仅是指数控角钢生产线对工件的加工速度要高要快，生产的产品精度更高，还要求数控角钢生产线在工件加工的整个过程中都要高速运转、精确定位，以减少工件在准备、加工、转运、收储等各个环节占用的时间，综合提高工厂的生产效率，降低生产成本。更高精度的机械产品在实际使用中会带来更多的益处，如减少运转过程中的摩擦和发热，降低能源损耗，使整机运转更加平稳可靠，减少故障出现的几率等。为了实现高速高精度的目标，自动化产品厂商们加大了技术投入和开发力度，研发了更多的自动化产品应用于数控角钢生产线，如直线电机、电主轴、更高线数的编码器、精度更高更稳定的光栅尺等，这些自动化产品为数控角钢生产线实现高速高精度功能提供了强有力的支持。日渐成熟的复合加工技术当今的机械加工更趋向于高精度、多品种、小批量、低成本、短周期和复杂化的加工，复合加工是数控角钢生产线的一个重要技术发展方向。复合功能使数控角钢生产线显著提高了工件成品的生产速度，能够大大消除散列工序加工