李繼芹

（佳木斯技師學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154004）

數(shù)控軋輥車床是集機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械加工、電氣及自動(dòng)化控制、液壓控制于一體的高精度自動(dòng)化設(shè)備，具有技術(shù)密集、所涉及領(lǐng)域廣泛、操作方便可靠、加工柔性較大、故障判斷和排除相對(duì)困難等特點(diǎn)。因此，正確的使用和維護(hù)數(shù)控軋輥車床，使其長(zhǎng)期可靠運(yùn)行、延長(zhǎng)其使用壽命、降低設(shè)備維修費(fèi)用，必須了解數(shù)控軋輥車床的組成及工作原理，熟練掌握數(shù)控軋輥車床的操作技巧、提高數(shù)控機(jī)床精度的關(guān)鍵技術(shù)，以及數(shù)控軋輥車床的日常點(diǎn)檢及維護(hù)技術(shù)。

1 數(shù)控軋輥車床的組成及工作原理

數(shù)控軋輥車床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體共四部分組成。

控制介質(zhì)。就是人與數(shù)控軋輥車床之間聯(lián)系的中間媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加工時(shí)的全部信息。

數(shù)控系統(tǒng)。是數(shù)控軋輥車床的核心部分，是車床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工的中心，也是數(shù)控軋輥車床的靈魂所在。主要由輸入裝置、監(jiān)視器、主控制系統(tǒng)、可編程控制器、各類輸入/輸出接口等組成。主控制系統(tǒng)主要由CPU、存儲(chǔ)器、控制器等組成,主要控制對(duì)象是位置、角度、速度等機(jī)械量，以及溫度、壓力、流量等物理量，控制方式可分為數(shù)據(jù)運(yùn)算處理控制和時(shí)序邏輯控制兩大類。

伺服系統(tǒng)。是數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體之間的電傳動(dòng)聯(lián)系環(huán)節(jié)，主要由伺服電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和位置檢測(cè)與反饋等組成。伺服電動(dòng)機(jī)是系統(tǒng)的執(zhí)行文件，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)則是伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源。

機(jī)床本體。指其機(jī)械結(jié)構(gòu)本體，它與傳統(tǒng)的普通軋輥車床相比較，同樣由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)、床身以及立柱等部分組成，但數(shù)控軋輥車床的整體布局、外觀造型、傳動(dòng)機(jī)械、工具系統(tǒng)及操作機(jī)構(gòu)等方面都發(fā)生了很大變化。

2 數(shù)控軋輥車床的操作技巧

2.1 精車時(shí)和粗車時(shí)的位置不正造成加工出的第一孔不符合要求。

產(chǎn)生原因：①兩次對(duì)刀精度差。精車對(duì)刀和粗車對(duì)刀有偏差或誤差。②使用3號(hào)假想刀尖輸入刀具圓弧半徑和實(shí)際的半徑不對(duì)。如R6輸成R5.85。

解決方法：①使用8號(hào)假想刀尖，用樣板對(duì)刀(中心)對(duì)刀。②在粗車第一孔可向刀具z軸運(yùn)行的反方向偏0.1mm，精車時(shí)向正方向偏移0.1mm。觀察第一孔車削情況，如倒角圓弧進(jìn)刀處車不到可加入手動(dòng)干預(yù)，使孔型符合要求。

2.2 精車孔型出現(xiàn)淺的問題。

產(chǎn)生原因：①車床X軸有間隙。②車床的剛性不夠。③設(shè)定的進(jìn)給量不合理。④孔型部位余量較大。

解決方法：①用百分表測(cè)量間隙，利用參數(shù)進(jìn)行間隙補(bǔ)償。②在機(jī)床的外層防護(hù)板內(nèi)側(cè)焊接疊焊在一起的兩根方形鋼管，在所述的兩方形鋼管上面和側(cè)面，分別焊接一固定板。增強(qiáng)了機(jī)床外層防護(hù)板的剛性，解決機(jī)床外層防護(hù)板因承載過大而容易變形的技術(shù)問題，增強(qiáng)機(jī)床剛性。③減少孔型處的加工余量，增加外圓處余量。④合理設(shè)定機(jī)床的進(jìn)給速度。

2.3 孔型圓弧一邊大，一邊小左右不對(duì)稱。

產(chǎn)生原因：刀具刃磨不合理，走刀量、速度未調(diào)整好。

解決方法：①按照規(guī)范要求合理刃磨刀具,使之符合加工要求。②合理設(shè)定機(jī)床的走刀量和走刀速度。

2.4 車削過程中需磨刀或更換刀片

2.4.1 使用可轉(zhuǎn)位車刀因磨損或打刀更換刀片：可先使程序運(yùn)行暫停，記下x、Z軸坐標(biāo)值，用手輪將刀搖出，停止主軸，更換刀片后再開車。用手輪搖至原X、Z坐標(biāo)處，自動(dòng)運(yùn)行程序即可。

2.4.2 使用焊接刀具時(shí)，可在車削工件時(shí)，按下程序運(yùn)行暫停鍵，等不出鐵屑時(shí)將刀具搖出停車，卸下刀具刃磨后裝刀。開車后使用手輪將刀具搖至原位置，不看坐標(biāo)值，看位置(可能有誤差)。然后自動(dòng)運(yùn)行程序，待這遍運(yùn)行完后，必須進(jìn)行對(duì)刀操作。

2.5 快速輸入程序的一些方法

復(fù)制程序：對(duì)于架次相同規(guī)格不同的軋輥程序輸入可采取復(fù)制的辦法，更改相關(guān)數(shù)據(jù)即可快速輸入程序。

后臺(tái)編輯：在執(zhí)行一個(gè)程序期間編輯另一個(gè)程序稱為后臺(tái)編輯，這樣可節(jié)約程序輸入的輔助時(shí)間。

合并程序：執(zhí)行此操作可以將兩個(gè)程序合在一起使用，避免重復(fù)輸入。

移動(dòng)部分程序：執(zhí)行此操作可使程序內(nèi)容移動(dòng)到想要的地方。

3 提高數(shù)控機(jī)床精度的關(guān)鍵技術(shù)

軌跡插補(bǔ)技術(shù):就是根據(jù)零件輪廓尺寸，結(jié)合精度和工藝等方面的要求，在刀具中心軌跡線轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間，插入若干個(gè)中間點(diǎn)的過程，即“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化過程”。插入中間點(diǎn)的算法，被稱為插補(bǔ)算法。根據(jù)插補(bǔ)算法，可由數(shù)控系統(tǒng)中的插補(bǔ)器實(shí)時(shí)計(jì)算得到中間點(diǎn)，并以中間點(diǎn)協(xié)調(diào)控制各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)，從而獲得所需要的運(yùn)動(dòng)軌跡。數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)任務(wù)，就是根據(jù)進(jìn)給速度要求，計(jì)算出每一段零件輪廓起點(diǎn)與終點(diǎn)之間，應(yīng)插入中間點(diǎn)的坐標(biāo)值。到目前為止，數(shù)控系統(tǒng)采用過的插補(bǔ)算法很多，這些算法一般都分別歸屬脈沖增量插補(bǔ)算法和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法兩大類。

運(yùn)動(dòng)控制技術(shù):運(yùn)動(dòng)控制的本質(zhì)是位置伺服控制，按控制方式進(jìn)行分類，可分為開環(huán)控制、半閉環(huán)控制、全閉環(huán)控制和混合閉環(huán)控制。

誤差補(bǔ)償技術(shù):光靠軌跡插補(bǔ)技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，很難實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的高精度加工，因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)的加工精度會(huì)受到機(jī)械、電氣、工件材料、加工工藝以及環(huán)境等因素的影響，因此必須針對(duì)上述影響的因素，研究誤差補(bǔ)償技術(shù)。

誤差補(bǔ)償?shù)囊话悴襟E為：①根據(jù)機(jī)床建立誤差模型；②設(shè)計(jì)測(cè)量方法，確定誤差模型參數(shù)，并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定；③誤差數(shù)據(jù)庫與數(shù)控系統(tǒng)的融合。

4 數(shù)控軋輥車床的安裝及點(diǎn)檢

4.1 對(duì)安裝環(huán)境的要求

安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離振源，必要時(shí)可在其周圍打防震隔離溝；盡量避免陽光直射和熱輻射，控制系統(tǒng)安裝的環(huán)境溫度要相對(duì)穩(wěn)定，必要時(shí)應(yīng)安裝空氣調(diào)節(jié)器；盡量避免在金屬粉塵較多的區(qū)域內(nèi)安裝控制系統(tǒng)，確實(shí)無法避免的，應(yīng)做好控制箱的密封，防止金屬粉塵侵入；要遠(yuǎn)離潮濕環(huán)境，避免潮濕造成的電器故障。

數(shù)控加工設(shè)備對(duì)電源的要求相對(duì)較高，應(yīng)避免在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下安裝使用，應(yīng)遠(yuǎn)離電焊機(jī)、整流變壓器、直流電機(jī)等產(chǎn)生高次諧波的設(shè)備，確實(shí)無法避免的，可對(duì)電源進(jìn)行隔離；此外，數(shù)控軋輥車床對(duì)電源電壓有較高要求，電源電壓波動(dòng)必須在額定值的一l0%～5%之間且三相電壓平衡，并保持相對(duì)穩(wěn)定；必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行良好的接地處理，否則系統(tǒng)將無法正常工作。

4.2 數(shù)控軋輥車床的日常點(diǎn)檢項(xiàng)目和點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)

4.2.1 電器部分

電機(jī)地腳不缺螺絲、無松動(dòng)，振動(dòng)無異常，運(yùn)行無異常聲音和氣味，無過熱現(xiàn)象，溫升小于60℃；電纜無破損、溫升小于40℃；控制元件完好、無破損、無異味、無異常發(fā)熱現(xiàn)象；照明完好；顯示器顯示正常、亮度適中；編程器控制面板干凈、無損壞，控制鍵靈活可靠；手持脈沖發(fā)生器操作靈活、控制線無破損。

4.2.2 機(jī)械部分

各緊固件無松動(dòng)現(xiàn)象，機(jī)床外表面、罩蓋保持清潔、無銹蝕、斑點(diǎn)；各手柄位置正確、操作靈活可靠；絲杠潤滑良好；各轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)、導(dǎo)軌部分周圍無障礙物，導(dǎo)軌面無毛刺及由于磕、碰引起的局部損傷；齒輪傳動(dòng)良好，無異常聲音；夾持工具、刀具、工件等各部符合裝卡標(biāo)準(zhǔn)；滑動(dòng)部分清潔、油量適當(dāng)、油質(zhì)符合要求，油泵供油壓力正常、油路通暢、無溢油現(xiàn)象。

4.2.3 安全設(shè)施

各傳動(dòng)部分安全罩齊全，安全設(shè)施規(guī)范；保險(xiǎn)裝置齊全、緊固、安全可靠；站臺(tái)平穩(wěn)、無斷裂痕跡；刀具、工具擺放平穩(wěn)、擺放位置安全。

5 數(shù)控軋輥車床的維護(hù)

5.1 數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)

對(duì)車床數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)，除按說明書規(guī)定執(zhí)行外，還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度。確保數(shù)控柜電氣柜的散熱系統(tǒng)正常工作。定期檢查和更換伺服電機(jī)的電刷。定期更換系統(tǒng)后備電池。盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜門。長(zhǎng)期閑置的系統(tǒng)應(yīng)定時(shí)給系統(tǒng)通電，定時(shí)進(jìn)行空運(yùn)行。

機(jī)械部件的維護(hù)

數(shù)控軋輥車床機(jī)械部件的維護(hù)包括：主傳動(dòng)鏈的維護(hù)；滾珠絲杠螺母副的維護(hù)；自動(dòng)換刀裝置的維護(hù)；液壓系統(tǒng)的維護(hù)等。

結(jié)語

上述關(guān)于數(shù)控軋輥車床操作、保養(yǎng)和維護(hù)方法是在車床操作、維修與長(zhǎng)期實(shí)踐中總結(jié)出來的，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，是切實(shí)可行的。

[l]關(guān)穎《FANUC系統(tǒng)數(shù)控培訓(xùn)教程》，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[2]盧勝利、王睿鵬、祝玲《現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一原理、構(gòu)成與實(shí)例》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3]沈軍達(dá)《運(yùn)動(dòng)控制模塊在數(shù)控機(jī)床中的運(yùn)用》，《機(jī)電工程》2005(3)：P37-39.