數(shù)控切割機床電氣優(yōu)化方案研究

時光 高峰

【摘 要】數(shù)控切割機床是零部件加工制造的常用設(shè)備，隨著我國加工制造業(yè)不斷發(fā)展，我國數(shù)控設(shè)備不斷更新?lián)Q代，數(shù)控切割機床也不可避免的在不斷的更新和升級。為了追求更大的經(jīng)濟效益，對數(shù)控機床電氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，無論對于企業(yè)發(fā)展還是社會效益都無疑是十分有利的。本文闡述了機床電氣優(yōu)化的重要意義，在電氣優(yōu)化內(nèi)容的基礎(chǔ)上探討數(shù)控切割機床電氣優(yōu)化方案。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控切割機床 電氣優(yōu)化 方案

數(shù)控機床的應(yīng)用，有效的提高了加工制造的效率和質(zhì)量，使我國的加工制造業(yè)的發(fā)展邁上了一個新臺階。在現(xiàn)今工業(yè)飛速發(fā)展的時代，對一個企業(yè)乃至整個國家來說，數(shù)控技術(shù)水平都作為綜合實力的重要代表之一。特別是對于加工制造企業(yè)來說，擁有的數(shù)控機床數(shù)量和數(shù)控技術(shù)水平的高低是企業(yè)在激烈市場競爭中提高自身競爭力的法寶。數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，機床也在不斷更新?lián)Q代中，對機床電氣系統(tǒng)的優(yōu)化改造就顯得尤為重要。一方面電氣系統(tǒng)的優(yōu)化是機床持續(xù)穩(wěn)定運行的保障，另一方面對電氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化也是對已有機床設(shè)備資源的一種高效利用的途徑。現(xiàn)如今面對激烈的市場競爭壓力，各企業(yè)都開始對機床電氣系統(tǒng)優(yōu)化改造的問題給予了高度的重視，致力于電氣優(yōu)化改造的研究，為企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，乃至企業(yè)整體實力的提高加大力度，以期獲得更大的經(jīng)濟效益。

1 數(shù)控切割機床電氣優(yōu)化的意義

數(shù)控技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)走自動化、集成化發(fā)展的道路的重要支撐和保障，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在加工制造業(yè)應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)是社會發(fā)展的必然要求。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，為加工制造行業(yè)開辟了一條全新的發(fā)展道路，使工業(yè)生產(chǎn)邁上了一個新臺階，先進(jìn)，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)在制造業(yè)的各個領(lǐng)域普及和應(yīng)用。衡量一個企業(yè)的生產(chǎn)能力和綜合實力，擁有數(shù)控設(shè)備數(shù)量的多少和技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為了一項重要的評價指標(biāo)。隨著生產(chǎn)量的增加，數(shù)控機床設(shè)備在多年的長期持續(xù)運行的狀態(tài)下已經(jīng)逐漸呈現(xiàn)老化，加上技術(shù)的不斷發(fā)展提高，原有的機床設(shè)備的電氣系統(tǒng)已經(jīng)顯得落后，機床加工水平已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代加工任務(wù)的要求。電氣元件老化松動、光電器件性能降低，參數(shù)偏移等多種問題層出不窮，電氣故障時有發(fā)生，不僅影響生產(chǎn)加工的精度，更影響加工效率。各大企業(yè)都紛紛認(rèn)識到，如果單純的不斷購買新機床，不僅大大增加生產(chǎn)成本，而且已有的數(shù)控機床本身所具有的資產(chǎn)價值也會大大浪費。要達(dá)到既保證生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，又有效的控制生產(chǎn)的成本投入， 對數(shù)控機床子在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上對關(guān)鍵部件和關(guān)鍵工藝進(jìn)行優(yōu)化改造，將先進(jìn)數(shù)控技術(shù)在原有機床上，成為了現(xiàn)代企業(yè)實現(xiàn)技術(shù)升級的有效途徑，引起了各大企業(yè)的關(guān)注和重視。

2 數(shù)控切割機床電氣優(yōu)化方案

2.1 電氣改造的主要內(nèi)容

對于數(shù)控切割機床進(jìn)行電氣優(yōu)化改造主要有以下幾方面內(nèi)容：對機床故障進(jìn)行功能評估和復(fù)原；對電氣系統(tǒng)進(jìn)行翻新和更新，在滿足基本生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上提高加工精度和效率；對數(shù)控技術(shù)進(jìn)行技術(shù)上的革新，提高數(shù)控系統(tǒng)的性能。

數(shù)控切割機床對金屬采用電能和熱能進(jìn)行加工，除可以對普通金屬材料零件加工外，對性狀復(fù)雜的、材料特殊的、薄壁、微小的零件也能加工。原有機床產(chǎn)于20世紀(jì)80年代，為傳統(tǒng)的開環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)較為復(fù)雜，控制技術(shù)從現(xiàn)在看已經(jīng)落后，在編程方面復(fù)雜而法索。而且電子元件老化嚴(yán)重，設(shè)備故障發(fā)生率高，診斷和維修都很困難。在加工精度方面，因為設(shè)備的陳舊老化，無法達(dá)到高精度加工的要求，電氣優(yōu)化升級是迫切要求。

2.2 控制原理

數(shù)控切割機床的電氣優(yōu)化改造最主要的工作就是對計算機數(shù)控控制系統(tǒng)進(jìn)行更新和升級，將原有的分散性的各個元器件進(jìn)行整合集成，形成一個大規(guī)模的集成模塊，控制原理方面是在原系統(tǒng)控制原理的基礎(chǔ)上給予一定的更新，大同小異，在技術(shù)上比原技術(shù)要更為先進(jìn)。

（1）功能控制。對控制信息能夠自動讀入，自動確立與控制信息相對應(yīng)的工作專題，從而控制機床加工裝置產(chǎn)生相應(yīng)的生產(chǎn)動作。

（2）坐標(biāo)控制。坐標(biāo)控制也可稱之為位置控制，主要功能在于控制鉬絲與工件相對運動的位置和運動軌跡。計算機控制系統(tǒng)實時對各個點位坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，用脈沖數(shù)來表示脈沖當(dāng)量，步進(jìn)電機絲杠根據(jù)計算機控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖數(shù)量來轉(zhuǎn)變位移。

（3）位置信息處理。由計算機系統(tǒng)進(jìn)行插補運算，以直線軌跡或者圓弧軌跡逐斷與給定的曲線接近，促使鉬絲根據(jù)設(shè)計要求的軌跡來運動。該系統(tǒng)輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)加工處理、插補運算以及硬盤驅(qū)動器、多功能板。

高頻電源控制板機床電器：計算機軟件系統(tǒng)執(zhí)行自動編程、步進(jìn)電機控制板、變頻控制板、步進(jìn)驅(qū)動板等多種控制板的編制任務(wù)，計算機配合驅(qū)動裝置來實現(xiàn)對機床的有效控制，同時對系統(tǒng)的接口裝置進(jìn)行控制。

2.3 硬件優(yōu)化

本文研究的數(shù)控機床原有的數(shù)控系統(tǒng)使用的是2000年生產(chǎn)應(yīng)用的高效脈沖電源和微型機數(shù)控系統(tǒng)。對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造的過程中，將控制系同改用專門設(shè)計制造的數(shù)字控制硬件插卡，并對電腦配置基本配置進(jìn)行升級，顯卡采用的是15寸的財險，插卡上帶有控制開關(guān)和接口電路。優(yōu)化后的數(shù)控系統(tǒng)在元器件方面數(shù)量明顯減少，而且接插件的數(shù)量也相應(yīng)的減少，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性?？刂破飨到y(tǒng)軟件方面，為了便于員工理解和操作，提示語言全部采用中文。優(yōu)化后的系統(tǒng)可以實現(xiàn)加工、程序編輯或者模擬加工同時運行，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多臺機床的控制，最高可控機床數(shù)量為四部，而且可控制四部機床分別執(zhí)行不同的生產(chǎn)加工任務(wù)。優(yōu)化系統(tǒng)在停電保護方面做足了措施，采用大規(guī)模CMOS存儲器，大大提高的存儲量，可以實現(xiàn)實時存儲，在突然斷電的情況下也不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。系統(tǒng)能夠與客戶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連，在系統(tǒng)平臺中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，還能夠?qū)崿F(xiàn)加工進(jìn)程的實時監(jiān)督。

3 結(jié)語

電氣作為數(shù)控機床重要的組成部分，它的改造問題已經(jīng)得到了越來越多的關(guān)注。數(shù)控機

床電氣改造是一項相對復(fù)雜的工程，它的合理化改造可以提高數(shù)控機床的使用情況，還能提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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