互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)控機床管理與維修中的應(yīng)用

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由于其獨特的特性使其迅速收到人們的歡迎，被應(yīng)用到各行各業(yè)之中，與人們的日常生活和工作緊密結(jié)合起來。其中尤其是數(shù)控機床行業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著不可或缺的重要作用，如果缺少互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，那么數(shù)控機床行業(yè)的工作將會面臨無法開展的困境。鑒于此，本文重點進行數(shù)控機床的改造分析，期望能夠?qū)ξ覈鴶?shù)控機床行業(yè)的進一步發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；數(shù)控機床；維修

數(shù)控機床是一種技術(shù)密集型和知識密集型的機電一體化的產(chǎn)品，其主要特點有技術(shù)先進性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性以及價格昂貴性。因此數(shù)控機床之中的設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，無論是診斷工作還是維修工作都具備較大的難度。現(xiàn)如今我國許多工廠和企業(yè)依然使用過去普通機床的維護、修理和管理方法來進行數(shù)控機床設(shè)備管理工作，這就導(dǎo)致了其無法對數(shù)控機床的可靠性進行有效保證，同時也不利于數(shù)控機床的性能完全發(fā)揮出來。特別是隨著當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代的到來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也隨之變得越來越廣泛，在這樣的時代背景之下，可以高綠對數(shù)控機床進行改造升級。

1 改造對象

目前數(shù)控加工主要采用的系統(tǒng)為FANUC系統(tǒng)。從目前機床改造的現(xiàn)狀來看，機床改造，尤其是高端數(shù)控機床改造，在我國有很廣闊的發(fā)展前景。我國作為全球機床生產(chǎn)和消費第一大國，整個市場機床保有量估計有千萬臺，但是由于數(shù)控化率比較低，其中比較適合改造的數(shù)控機床多為使用年限超過8年甚至10年的設(shè)備，占到我國全部數(shù)控機床的3%。加上數(shù)控機床的普及，特別是機床改造以及購置新機床之間的差價，越來越多的企業(yè)會考慮采用機床改造的方式。

部分使用年限較久的數(shù)控機床，例如本次研究以配置DASEN3i系統(tǒng)的大森數(shù)控機床，會出現(xiàn)明顯的操作步驟繁瑣、故障率高、利用率低等問題，加上維護和維修成本高，基本處于閑置狀態(tài)。面對這種情況，本次研究重點進行數(shù)控機床的改造分析，為后續(xù)改造工作提供更可行的參考方案。

2 大森數(shù)控機床改造的PMC設(shè)計分析

2.1 FANUC系統(tǒng)支持下的數(shù)控機床PMC結(jié)構(gòu)

考慮FANUC系統(tǒng)的功能與特點，在對大森數(shù)控機床改造之前需要對PMC結(jié)構(gòu)有一個全面性的了解。包括對PMC結(jié)構(gòu)相關(guān)的各信號功能、PMC參數(shù)一級基本指令及功能指令的合理設(shè)置[1]。只有了解了在FANUC系統(tǒng)支持下的數(shù)控機床PMC結(jié)構(gòu)才能夠順利開展后續(xù)工作。

2.2 數(shù)控機床PMC的設(shè)計分析

考慮到FANUC系統(tǒng)中已經(jīng)構(gòu)建了結(jié)合數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢，可以讓數(shù)控機床PMC的設(shè)計工作更加便利。在對數(shù)控機床PMC設(shè)計的過程中，重點從設(shè)置定時器、譯碼器、I/O口的分配、PMC程序設(shè)計流程圖、定時潤滑、換刀控制程序、實時報警處理程序7個方面進行重點考慮。其中針對定時器的設(shè)置可以在設(shè)計中將其命名為TMR，并以78ms為單位。針對譯碼器的設(shè)計，需要重點考慮低位數(shù)與高位數(shù)譯碼的區(qū)別，結(jié)合顯示數(shù)值的不同進行正確地譯碼。針對I/O口的分配問題，需要結(jié)合電氣原理圖以及信息技術(shù)通過確定數(shù)控機床PMC中的I/O口，確保PMC梯形圖程序設(shè)置的合理性[2]。關(guān)于定時潤滑的設(shè)計，考慮到數(shù)控機床中的不同零件需要不同的潤滑效果，因此需要設(shè)計程序?qū)崿F(xiàn)定時潤滑，確保機床正常運行。針對機床換刀控制程度的設(shè)計，借助PMC數(shù)控機床可實現(xiàn)自動選擇道具。在數(shù)控機床運行的過程中，如果出現(xiàn)刀具號出錯、主軸伺服等異常情況，要有報警系統(tǒng)，確保數(shù)控機床能夠穩(wěn)定運行。

3 FANUC系統(tǒng)支持的大森數(shù)控機床改造系統(tǒng)連接及調(diào)試分析〖ST〗〖WT〗

3.1 FANUC系統(tǒng)中的CNC單元

在連接了數(shù)控機床改造后系統(tǒng)中的CNC單元，要先關(guān)閉電源，然后結(jié)合電氣設(shè)計圖紙對CNC主機箱、機床操作面板、CRT單元、伺服電機等進行連接，并進行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，這個過程中需要結(jié)合FANUC系統(tǒng)功能，實現(xiàn)PMC程序的優(yōu)化，同時還需要注意檢查采用手動輸入功能參數(shù)的方式是否合理。值得注意的是，在進行連接與調(diào)試的過程中，一定要確保相關(guān)功能的參數(shù)設(shè)置合理，如果不確定是否設(shè)置合理可以參照參數(shù)表中的內(nèi)容[3]。另外經(jīng)過改在后還需要對數(shù)控機床爬行故障進行分析，總結(jié)故障出現(xiàn)的原因，做好相應(yīng)的經(jīng)驗總結(jié)，確保類似故障不再發(fā)生。

3.2 系統(tǒng)中的伺服/主軸單元

在對已經(jīng)完成改造后的系統(tǒng)中的伺服/主軸單元進行連接的過程中，需要注意的是確保PSM控制板各部分的接線正確、合理設(shè)置電源模塊；避免損壞電源模塊。在進行測試的過程中需要確認伺服準備信號的有效性、加強故障處理、考慮伺服準備器的工作狀態(tài)。值得注意的是主軸各個參數(shù)的計算，原來系統(tǒng)的速度并不能完全覆蓋整個主軸轉(zhuǎn)速，因此在本次改造中設(shè)計主軸參數(shù)必須完全覆蓋整個齒輪箱的速度范圍，以達到改造的目的。通過分析主軸箱的齒輪傳動比以及機械設(shè)計要求轉(zhuǎn)速范圍，結(jié)合主軸每擋最高速度數(shù)據(jù)，確定主軸電機的最高轉(zhuǎn)速為6000r/min，速度下限為150r/min。通過上述改造與設(shè)定可有效解決換擋、速度不能完全覆蓋問題。

3.3 系統(tǒng)中的PMC

完成數(shù)控機床的改造后，在進行PMC連接時需要結(jié)合PMC的結(jié)構(gòu)特點，第一，要求對PMC程序作用下的CNC系統(tǒng)進行測試；第二，對機床控制面板程序進行調(diào)試[4]。最重要一點是對機床定時潤滑功能、自動換刀進行調(diào)試。還需要對系統(tǒng)中的冷卻、照明等進行測試。

3.4 系統(tǒng)中的其它單元

針對系統(tǒng)的連接與調(diào)試，不僅要做好上述提高的連接與調(diào)試工作，還需要重點注意對I/O的連接，最好是能夠在結(jié)合圖紙內(nèi)容的情況下進行進調(diào)試。還需要檢查電源是否符合數(shù)控機床的需求，可通過利用萬用表進行測試。還需要注重CNC與電腦之間的連接。確保DNC加工的可靠性。

4 經(jīng)改造后的大森數(shù)控機床應(yīng)用效果分析

在完成了對大森數(shù)控機床的改造、連接與調(diào)試后，為了解改造效果確保機床可順利運行需進行應(yīng)用效果的分析[5]。通過制定數(shù)控機床預(yù)驗收工作計劃，重點了解經(jīng)過改造后的大森數(shù)控機床的機械精度、數(shù)控精度等情況，保證大森數(shù)控機床在后期投入使用的性能。重點對大森數(shù)控機床內(nèi)部的液壓管路、操作面板、電機等進行檢查與維修，有效解決數(shù)控機床除系統(tǒng)落后以外的問題[6]。還需要對大森數(shù)控機床的主軸冷風(fēng)機工作性能等進行嚴格、全面的檢查。

在經(jīng)過對改造后的大森數(shù)控機床進行試運行，分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改造后大森數(shù)控機床的工作效率明顯提高，對復(fù)雜零件的加工精度也進一步提高，數(shù)控機床中的自動換刀系統(tǒng)、潤滑裝置、主軸系統(tǒng)性能等都比改造前有了明顯提升，可靠性能佳。在試運行中，機床在工作中可實現(xiàn)多次換刀，未出現(xiàn)異常。

5 結(jié)語

本次研究項目的順利完成不僅可以增加可用設(shè)備，節(jié)約再購置資金，而且還可以使專業(yè)教師掌握數(shù)控設(shè)備機械硬件和電路連接等專業(yè)知識極其工作原理，提高教師維護和維修機電設(shè)備的技能水平，為今后系部設(shè)備的維護維修，開展相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和節(jié)約設(shè)備維護成本提供有力保障。本文通過對FANUC系統(tǒng)支持下大森數(shù)控機床進行改造，一方面說明了改造對提升數(shù)控機床性能的重要作用，另一方面也說明了改造對數(shù)控機床長期使用的重要性。本次研究重點對FANUC系統(tǒng)及大森數(shù)控該機床的結(jié)構(gòu)特性進行了分析，并對經(jīng)過改造后得到的數(shù)控機床的實際運行效果進行了全方位地評估，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改造機械零件的加工效率大大提高，產(chǎn)品質(zhì)量也進一步提升。

參考文獻：

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項目成果：本論文為浙江交通技師學(xué)院《大森數(shù)控車床系統(tǒng)改造方案研究》項目階段性研究成果

作者簡介：方韶劍（1984），男，本科，職稱講師，研究方向：機械加工制造。