通常把原材料變成市場需要的產(chǎn)品的過程中所采用的一系列技術(shù),總稱為制造技術(shù)。制造技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)范圍為制造業(yè),含蓋了包括信息與電子技術(shù)、材料技術(shù)、空間科學(xué)技術(shù)等大制造范圍。而機械制造業(yè)僅包括金屬制品業(yè)、普通機械制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、交通運輸設(shè)備制造業(yè)、電氣機械及器材制造業(yè)、儀器儀表及文化辦公用品機械制造業(yè)、電子專用設(shè)備制造業(yè)等。
科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,使傳統(tǒng)的機床制造技術(shù)與現(xiàn)代的機床制造技術(shù)發(fā)生了本質(zhì)的變化,機床業(yè)界和權(quán)威專家將現(xiàn)代的制造技術(shù)稱為“先進機床制造技術(shù)”。其內(nèi)涵包括制造產(chǎn)品的各種手段和方法。 不同學(xué)科之間新技術(shù)的互相滲透,計算機控制技術(shù)、智能技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)與傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)相結(jié)合,機械設(shè)計、制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAPP/CAM。和/PDM/ERP,虛擬設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)制造日益得到推廣,智能制造、微型機械以及納米技術(shù)等迅速發(fā)展。 先進制造技術(shù)可理解為傳統(tǒng)制造業(yè)不斷地吸收機械、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面的最新成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計、制造、檢測、管理及售后服務(wù)的制造全過程,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷制造,并取得理想技術(shù)、經(jīng)濟效果的前沿制造技術(shù)的總稱。即傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的有機融合。
機床先進制造系統(tǒng)的內(nèi)涵
先進制造系統(tǒng)(.Advanced Manufacturing system,AMS)至今尚無公認(rèn)的定義。業(yè)內(nèi)專家在綜合國內(nèi)外有關(guān)研究的基礎(chǔ)上,將先進制造系統(tǒng)定義為:
先進制造系統(tǒng)是在制造系統(tǒng)的設(shè)計和組建及其制造過程的建模、運行、決策、控制和管理中不斷吸收和綜合應(yīng)用制造技術(shù)、信息技術(shù)、管理技術(shù)和系統(tǒng)科學(xué)等領(lǐng)域的先進技術(shù)和成果,帶動制造系統(tǒng)模式及體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新和制造過程的優(yōu)化,從而快速、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、無害環(huán)境和低成本地制造出市場需求的產(chǎn)品和服務(wù)市場的制造系統(tǒng)。
先進制造系統(tǒng)的特點表現(xiàn)如下:
(1)機床集成特性(Integration Feature)。包括信息集成(如計算機集成制造)、過程集成(如精益生產(chǎn)、并行工程)、企業(yè)間集成(如敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)化制造)、人機集成等。
(2)以顧客為中心組織生產(chǎn)。例如,精益生產(chǎn)模式力求在整個產(chǎn)品生命周期(從訂貨到售后服務(wù))都得到顧客的參與,并行工程則將面向顧客的制造作為一項重要內(nèi)容。
(3)快速響應(yīng)(Quick Response)。例如,精益生產(chǎn)和并行工程從制造過程的優(yōu)化著手來
縮短產(chǎn)品制造周期;敏捷制造從快速組成動態(tài)聯(lián)盟而實現(xiàn)跨企業(yè)優(yōu)化利用資源來快速響應(yīng)市
常見進給驅(qū)動系統(tǒng)介紹
1.機床直流進給驅(qū)動系統(tǒng)
1)FANUC公司直流進給驅(qū)動系統(tǒng)
從1980年開始,F(xiàn)ANUC公司陸續(xù)推出了小慣量L系列、中慣量M系列和大慣量H系列的直流伺服電動機。中、小慣量伺服電動機采用PWM速度控制單元,大慣量伺服電動機采用晶閘管速度控制單元。驅(qū)動裝置具有多種保護功能,如過速、過電流、過電壓和過載等。
2)SIEMENS公司直流進給驅(qū)動系統(tǒng)
SIEMENS公司在20世紀(jì)70年代中期推出了IHU系列永磁式直流伺服電動機,規(guī)格有IHLJ504、IHLl305、IHU307、IHU310和IHU313。與伺服電動機配套的速度控制單元有6RA20和6RA26兩個系列,前者采用晶體管PWM控制,后者采用晶閘管控制。驅(qū)動系統(tǒng)除了各種保護功能外,另具有熱效應(yīng)監(jiān)控等功能。
3)MITSUBISHI公司直流進給驅(qū)動系統(tǒng)
MITSUBISt_II公司的HD系列永磁式直流伺服電動機,規(guī)格有HD21、HD41、HD81、HDl01、HI)201和H【)301等。配套的6R系列伺服驅(qū)動單元,采用晶體管PwM控制技術(shù),具有過載、過電流、過電壓和過速保護,帶有電流監(jiān)控等功能。
2.機床交流進給驅(qū)動系統(tǒng)
1)FANUC公司交流進給驅(qū)動系統(tǒng)
FANUC公司在20世紀(jì)80年代巾期推出了晶體管PWM控制的交流驅(qū)動單元和永磁式三相交流同步電動機,電動機有S系列、L系列、SP系列和T系列,驅(qū)動裝置有a系列交流驅(qū)動單元等。
2)SIEMENS公司交流進給驅(qū)動系統(tǒng)
1983年以來,SIEMENS公司推出了交流驅(qū)動系統(tǒng)。由6S(:610系列進給驅(qū)動裝置和6SC611A(SIM()DRIVE61lA)系列進給驅(qū)動模塊、IFTS和1FT6系列永磁式交流同步電動機組成。驅(qū)動采用晶體管PWM控制技術(shù),帶有熱監(jiān)控等功能。另外,SIEMENs公司還有用于數(shù)字伺服系統(tǒng)的SIMODRIVE 611D系列進給驅(qū)動模塊。
3)MITSUBISHI公司交流進給驅(qū)動系統(tǒng)
MITSUBISt{I公司的交流驅(qū)動單元有通用型的MR—J2系列,采用PWM控制技術(shù),交流伺服電動機有HC-MF系列、HA_FF系列、HC-SF系列和HC_RF系列。另外,MIT、SLJBISI-II公司還有用于數(shù)字伺服系統(tǒng)的MDS—SVJZ系列交流驅(qū)動單元。
4)A—B公司交流進給驅(qū)動系統(tǒng)
A_B公司的交流驅(qū)動系統(tǒng)有1391系列交流驅(qū)動單元和1326型交流伺服電動機。另外,還有1391一DES系列數(shù)字式交流驅(qū)動單元,相應(yīng)的伺服電動機床有1391一【)ESl5、1391一【)ES22和1391一DES45 3種規(guī)格。
3.步進驅(qū)動系統(tǒng)
在步進電動機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)中,典型的產(chǎn)品有KT400數(shù)控系統(tǒng)及KT300步進驅(qū)動裝置,SINUMERIK 8025數(shù)控系統(tǒng)配STEP[)RIVE步進驅(qū)動裝置及IMPS五相步進電動機等。
進給伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法
1.故障形式
當(dāng)進給伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,通常有3種表現(xiàn)方式:一是在CRT或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息;二是在進給伺服驅(qū)動單元上用報警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動單元的故障;三是進給運動不正常,但無任何報警信息。進給伺服系統(tǒng)常見的故障有:
1)超程
當(dāng)進給運動超過由軟件設(shè)定的軟機床限位或由限位開關(guān)決定的硬限位時,就會發(fā)生超程報警,一般會在CRT上顯示報警內(nèi)容,根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說明書,即可排除故障,解除報警。
2)過載
當(dāng)進給運動的負(fù)載過大、頻繁正、反向運動以及進給傳動鏈潤滑狀態(tài)不良時,均會引起過載報警。一般會在cRT上顯示伺服電機過載、過熱或過流等報警信息。同時,在強電柜中的進給驅(qū)動單元上,用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動單元過載、過電流等信息。
3)竄動
在進給時出現(xiàn)竄動現(xiàn)象:
(1)測速信號不穩(wěn)定,如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等。
(2)速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾。
(3)接線端子接觸不良,如螺釘松動等。
當(dāng)竄動發(fā)生在由正向運動向反向運動的瞬間,一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。
4)爬行
發(fā)生在啟動加速段或低速進給時,一般是由于進給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益過低及外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注意的是,伺服電動機和機床滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器,由于連接松動或聯(lián)軸器本身的缺陷,如裂紋等.造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動和伺服電動機的轉(zhuǎn)動不同步,從而使進給運動忽快忽慢,產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
5)振動
分析機床振動周期是否與進給速度有關(guān)。
(1)若與進給速度有關(guān),則振動一般與該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋故障有關(guān)。
(2)若與進給速度無關(guān),則振動一般與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關(guān)。
(3)若振動在加減速過程中產(chǎn)生,則往往是系統(tǒng)加減速時間設(shè)定過小造成的。
6)伺服電動機不轉(zhuǎn)
數(shù)控裝置至進給驅(qū)動單元除了速度控制信號外,還有使能控制信號,一般為Dc+24v繼電器線圈電壓。
(1)檢查數(shù)控裝置是否有速度控制信號輸出。
(2)檢查使能信號是否接通。通過cRT觀察l/o狀態(tài),分析機床PI。c梯形圖(或流程圖).以確定進給軸的啟動條件,如潤滑、冷卻等條件是否滿足。
(3)對帶電磁制動的伺服電動機,應(yīng)檢查電磁制動是否釋放。
(4)進給驅(qū)動單元故障。
(6)伺服電動機故障。
7)位置誤差
當(dāng)伺服軸運動超過位置允差范圍機床時,數(shù)控系統(tǒng)就會產(chǎn)生位置誤差過大的報警,包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因有:
(1)系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍過小。
(2)伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)。
(3)位置檢測裝置有污染。
(4)進給傳動鏈累積誤差過大。
(5)主軸箱垂直運動時平衡裝置(如平衡油缸等)不穩(wěn)。
8)漂移
當(dāng)指令值為零時,坐標(biāo)軸仍移動,從而造成位置誤差?赏ㄟ^漂移補償和驅(qū)動單元上的零速調(diào)整來消除漂移。