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調(diào)研報(bào)告
1.1 加工中心的定義
加工中心（Machining center,MC）是適應(yīng)省力、省時(shí)和節(jié)能的時(shí)代需要而迅速發(fā)展起來的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。它是綜合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、拖動(dòng)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、測(cè)量及傳感技術(shù)以及通訊診斷、刀具和編程技術(shù)的高技術(shù)產(chǎn)品。它將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能聚集在一臺(tái)加工設(shè)備中，且增設(shè)有自動(dòng)換刀裝置和刀庫(kù)?？稍谝淮伟惭b工件后，數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇和更改刀具。自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助功能。依次完成多面和多工序加工，如：端平面、孔系、內(nèi)外倒角、環(huán)形槽及攻螺紋等加工。由于加工中心能集中完成多種工序，因而可減少工件裝夾、測(cè)量和調(diào)整時(shí)間、減小工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)存放時(shí)間，使機(jī)床的切削利用率高于通用機(jī)床三倍－四倍達(dá)80％以上。所以說，加工中心不僅提高了工件的加工精度，而且使數(shù)控機(jī)床中生產(chǎn)率和自動(dòng)化程序最高的綜合性機(jī)床。
由于電子技術(shù)的迅速發(fā)展，各種性能良好的傳感器的出現(xiàn)和運(yùn)用，使加工中心的功能日趨完善。這些功能包括：刀具壽命的監(jiān)視功能、刀具磨損和損傷的監(jiān)視功能、切削狀態(tài)的監(jiān)視功能、切削異常的監(jiān)視、報(bào)警和自動(dòng)停機(jī)功能、自動(dòng)檢測(cè)和自我診斷功能及自適應(yīng)控制功能等。加工中心還與載有隨行夾具的自動(dòng)拖板有機(jī)連接，并能進(jìn)行切屑自動(dòng)處理，使得加工中心已成為柔性制造系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)和自動(dòng)化工廠的關(guān)鍵設(shè)備和基本單元。
1.2 發(fā)展歷程
當(dāng)復(fù)雜零件高度集中時(shí)，必須頻繁地更換刀具，以提高生產(chǎn)效率。解決自動(dòng)切刀問題，最早出現(xiàn)是轉(zhuǎn)塔頭立式鉆鏜銑床。
北京機(jī)床研究所于1973年研制出了JCS-013型臥式加工中心，1980年該所引進(jìn)了日本FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)制造技術(shù)，并投入批量生產(chǎn)。為我國(guó)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步發(fā)展準(zhǔn)備了先進(jìn)條件，使我國(guó)的加工中心的研制出現(xiàn)了良好的局面，加工中心的產(chǎn)量出現(xiàn)了穩(wěn)定上升的趨勢(shì)。
國(guó)家“六五”和“七五”規(guī)劃期間，我國(guó)大力發(fā)展加工中心，幫助部分骨干企業(yè)與國(guó)外廠商進(jìn)行合作，引進(jìn)了加工中心的制造技術(shù)?，F(xiàn)生產(chǎn)家有30多家，能制造70多個(gè)品種規(guī)格的加工中心產(chǎn)品，年產(chǎn)量約500臺(tái)，部分產(chǎn)品已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的水平。
1.3 加工中心的原理
加工中心的工作原理是根據(jù)零件圖紙，制定工藝方案，采用手工或計(jì)算機(jī)自動(dòng)編制零件加工程序，把零件所需的機(jī)床各種動(dòng)作及全部工藝參數(shù)變成機(jī)床的數(shù)控裝置能接受的信息代碼，并把這些代碼存儲(chǔ)在信息載體（穿孔帶、磁盤等）上。將信息載體送到輸入裝置，讀出信息并送入數(shù)控裝置。信息載體為穿孔帶時(shí)，輸入裝置為光電閱讀機(jī)，磁帶輸入裝置可用磁帶錄音機(jī)。信息載體為磁盤時(shí)，可用驅(qū)動(dòng)輸入。以上時(shí)最常用的程序輸入方法，另一種方法是利用計(jì)算機(jī)和加工中心直接進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)零件程序的輸入和輸出。
進(jìn)入數(shù)控裝置的信息，經(jīng)過一系列處理和運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)，有的信號(hào)送到機(jī)床的伺服系統(tǒng)，通過伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和放大，再經(jīng)過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床有關(guān)零部件，使刀具和工件嚴(yán)格執(zhí)行零件程序所規(guī)定的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，還有信號(hào)送到可編程序控制器中用以順序控制機(jī)床的其他輔助動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)更換。
現(xiàn)代加工中心的內(nèi)容是什么？第一，它是在數(shù)控鏜床或數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加自動(dòng)換刀裝置，可使工件在一次裝卡中，能夠自動(dòng)更換刀具，自動(dòng)完成工件上的銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等工序的數(shù)控機(jī)床。第二，加工中心上如果帶有自動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或自動(dòng)轉(zhuǎn)角度的主軸箱，可使工件在一次裝卡中，自動(dòng)完成多個(gè)平面和多個(gè)角度的多工序加工。第三，加工中心上如果帶有交換工作臺(tái)，工件在工作位置的工作臺(tái)上進(jìn)行加工的同時(shí)，另外的工件在裝卸位置的工作臺(tái)上進(jìn)行裝卸，不影響加工的進(jìn)行。
加工中心的定義是什么？目前世界上并無標(biāo)準(zhǔn)定義，但目前普遍認(rèn)為是指：在工件一次裝卡中，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等多工序的數(shù)控機(jī)床。更為明確的說法是：加工中心就是自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床。這就把加工中心與自動(dòng)換刀數(shù)控車床或車削中心區(qū)別開來。
1.4 加工中心的種類
⒈按機(jī)床形態(tài)分類
按機(jī)床形態(tài)分類，分為：臥式、立式、龍門式三大類加工中心。
⑴臥式加工中心 指主軸軸心線為水平狀態(tài)的加工中心。通常都帶有可進(jìn)行分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的正方形分度工作臺(tái)。
⑵立式加工中心 指主軸軸心線為垂直狀態(tài)的加工中心。工作臺(tái)通常是長(zhǎng)方形，且無分度回轉(zhuǎn)功能。
⑶龍門式加工中心 形狀與龍門銑床相似，但它的功能遠(yuǎn)比龍門銑床多。它帶有自動(dòng)換刀裝置，帶可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的軟件功能相當(dāng)齊全，能夠一機(jī)多用。
⒉按數(shù)字控制伺服機(jī)構(gòu)的種類分類
⑴半閉環(huán)控制方式 普通精度的加工中心，大都采用這種方式。它不是直接檢測(cè)工作臺(tái)等移動(dòng)件的位置，而是通過檢測(cè)滾珠絲杠的回轉(zhuǎn)角度（或伺服電機(jī)軸的回轉(zhuǎn)角度）來間接地檢測(cè)移動(dòng)件的位置，故而叫做半閉環(huán)控制方式。
⑵全閉環(huán)控制方式 這種控制方式，通常是在精密加工中心上采用。移動(dòng)部件（如工作臺(tái)、主軸箱）的移動(dòng)位置，是由直線尺（如感應(yīng)同步器、光柵尺等）直接進(jìn)行檢測(cè)并反饋給比較回路，因而不受絲杠精度和熱變形的影響，得到較高的定位精度。
⑶混合伺服控制方式 這種方式，通常是在重型加工中心上采用。所謂混合伺服控制，就是半閉環(huán)控制和全閉環(huán)控制并存的控制方式。此種方式對(duì)使用條件惡劣的重型機(jī)床，可用高增益得到高定位精度。
⒊按立柱是否移動(dòng)分類
⑴固定立柱式 小型加工中心，通常都采用固定立柱方式。平面上的兩個(gè)坐標(biāo)移動(dòng)是由工作臺(tái)和溜板來實(shí)現(xiàn)。由于立柱固定在床身上，就便于把刀庫(kù)、電柜等裝在立柱上，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。
⑵移動(dòng)立柱式 通常見于大、中型加工中心。為了避免大尺寸工作臺(tái)在溜板兩端極限位置上發(fā)生翹曲和大溜板加工難的問題，采用了立柱在床身上沿前后方向移動(dòng)，而工作臺(tái)則在床身上沿左右方向移動(dòng)的形式，從而減少了溜板和結(jié)構(gòu)的多層，有利于提高機(jī)床精度。
⑶立柱作平面二坐標(biāo)移動(dòng)式 這種形式的加工中心，工作臺(tái)不作移動(dòng)動(dòng)作，而平面上的二坐標(biāo)移動(dòng)，均由立柱來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楣ぷ髋_(tái)不移動(dòng)，這種加工中心比較適用于柔性自動(dòng)線等生產(chǎn)系統(tǒng)。
⒋按ATC形式分類
⑴帶刀庫(kù)、機(jī)械手的加工中心 這是加工中心最普遍采用的形式。加工中心的自動(dòng)換刀裝置是由刀庫(kù)和換刀機(jī)械手組成。
⑵無機(jī)械手的加工中心 采用40號(hào)以下刀柄的小型加工中心，有的就沒有換刀機(jī)械手，換刀是通過刀庫(kù)和主軸箱的配合動(dòng)作來完成
⑶轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)式加工中心 一般在小型立式加工中心上，有采用轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)形式的。它主要以孔加工為主。
1.5 加工中心的主要優(yōu)點(diǎn)
⑴提高加工質(zhì)量 工件在一次裝夾，即可實(shí)現(xiàn)多工序集中加工，大大減少多次裝夾所帶來的誤差。另外，由于是數(shù)控加工，較少依賴操作者的技術(shù)水平，可得到相當(dāng)高的穩(wěn)定精度。
⑵縮短加工準(zhǔn)備時(shí)間 加工中心既然可以頂替多臺(tái)通用機(jī)床，那么加工一個(gè)零件所需準(zhǔn)備的時(shí)間，是每臺(tái)加工單元所損耗的準(zhǔn)備時(shí)間之和。從這個(gè)意義上說，加工中心的準(zhǔn)備時(shí)間顯然短得多。另外，由于是數(shù)控加工，不必準(zhǔn)備專用鉆模等工藝裝備，可以大大節(jié)省準(zhǔn)備時(shí)間。
⑶減少在制品 以往的加工方式是工件流動(dòng)于多臺(tái)通用機(jī)床之間，這就要相當(dāng)數(shù)量的在制品，而在加工中心上加工，即可發(fā)揮其“多工序集中”的優(yōu)勢(shì)，在一臺(tái)機(jī)床上完成多個(gè)工序，就能大大減少在制品數(shù)量。
⑷減少刀具費(fèi) 把分散設(shè)置在各通用機(jī)床上的刀具，集中在加工中心刀庫(kù)上，有可能用最少量的刀具，實(shí)現(xiàn)公共有效利用。這樣既提高了刀具利用率，又減少了刀具數(shù)量。
⑸最少的直接勞務(wù)費(fèi) 由NC裝置實(shí)現(xiàn)多工序加工的信息集約化和一人多臺(tái)管理，以及用工作臺(tái)自動(dòng)托盤交換裝置等輔助裝置，實(shí)現(xiàn)夜間無人運(yùn)轉(zhuǎn)。這些都可縮減直接勞務(wù)費(fèi)。
⑹最少的間接勞務(wù)費(fèi) 由于工序集中，工件搬運(yùn)和質(zhì)量檢查工作量都大為減少，這就使間接勞務(wù)費(fèi)最少。
⑺設(shè)備利用率高 加工中心設(shè)備利用率為通用機(jī)床的幾倍。另外，由于工序集中，容易適應(yīng)多品種、中小批量生產(chǎn)。
1.6 加工中心的發(fā)展動(dòng)向
加工中心亦同其他機(jī)床一樣，它的技術(shù)水平的提高，表現(xiàn)在其固有技術(shù)（如高速、高精度化等）的進(jìn)一步發(fā)展和新技能（如智能化技能）的應(yīng)用上。
總括起來說，加工中心的發(fā)展動(dòng)向是高速、進(jìn)一步提高精度和愈發(fā)完善的機(jī)能。
1：高速化
加工中心的高速化，是指主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、自動(dòng)換刀和自動(dòng)交換工作臺(tái)的高速化。
⑴主軸轉(zhuǎn)速的高速化 80年代初時(shí)的主軸最高轉(zhuǎn)速，多為4000~5000r/min。然而，這幾年主軸最高轉(zhuǎn)速又有了較大的提高。表1-1所示為主軸直徑?100mm的加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速的演變情況。
表1-1 ?100主軸最高轉(zhuǎn)速演變情況
年份
最高轉(zhuǎn)速（r/min）
潤(rùn)滑方式
備注
1975
3000
油脂
1980
5000
油脂
1984
7000
油氣
1986
10000
油脂
15000
油氣
陶瓷軸承
（僅滾動(dòng)體）
1988
20000
噴油
1990
25000~30000
噴油
全陶瓷軸承
近幾年來還開發(fā)出加工中心主軸用磁浮軸承，其主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)30000~40000 r/min。
實(shí)現(xiàn)加工加工中心主軸轉(zhuǎn)速的超高速，主要采用了下列措施：
1）選用陶瓷軸承 所謂陶瓷軸承，是指軸承滾動(dòng)體是用陶瓷材料制成，而內(nèi)外圈則仍用軸承鋼制造的軸承。軸承材料為Si3N4。
2）主軸軸承采用預(yù)緊量可調(diào)整裝置 以往預(yù)緊主軸的方式是固定預(yù)緊量式的，結(jié)果由于軸承滾體離心力的影響，主軸在低速區(qū)和高速區(qū)的剛性有差異，影響主軸在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的穩(wěn)定切削。尤其隨著主軸轉(zhuǎn)速的高速化，要實(shí)現(xiàn)低速時(shí)的高剛性和高速時(shí)的低發(fā)熱，固定預(yù)緊量方式已不能滿足其要求，于是出現(xiàn)了隨著轉(zhuǎn)速而自動(dòng)改變軸承預(yù)緊量的結(jié)構(gòu)。在低速區(qū)有活塞頂緊，實(shí)現(xiàn)高剛性固定預(yù)緊量方式，而在高速區(qū)則把活塞松開，只靠彈簧予以預(yù)緊，實(shí)現(xiàn)定壓預(yù)緊。
3）改進(jìn)主軸軸承潤(rùn)滑、冷卻方式 以往，加工中心主軸軸承的潤(rùn)滑方式，大都采用油脂封入潤(rùn)滑方式。但是這種潤(rùn)滑方式的轉(zhuǎn)速有一定限度，為了適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速化發(fā)展的需要，相繼開發(fā)了新潤(rùn)滑、冷卻方式。有油氣潤(rùn)滑方式和噴注潤(rùn)滑。
⑵進(jìn)給速度的高速化 是指快速移動(dòng)速度的高速化和切削進(jìn)給速度的高速化。
1)快速移動(dòng)速度 快速移動(dòng)速度的演變，如表1-2所示：
表1-2 移動(dòng)速度演變表
年 份
移動(dòng)速度（m/min）
1970
5
1975
10
1980
15
最 近
24~36
由于近年來采用了32位微處理器、全數(shù)字--智能伺服系統(tǒng)方式以及先進(jìn)的位置檢測(cè)器（如高分辨率脈沖編碼器等），目前CNC裝置所具有的最高進(jìn)給速度為：
1μm脈沖當(dāng)量時(shí) 100m/min
0.1μm脈沖當(dāng)量 24m/min
2）切削進(jìn)給速度的高速化 目前普遍采用的最高切削進(jìn)給速度，已達(dá)5~5m/min（原來是3.6m/min左右），個(gè)別的達(dá)12m/min，亦有與快速移動(dòng)速度相同的。但是現(xiàn)在能實(shí)施告訴進(jìn)給切削的，僅限于直線切割。因?yàn)槟壳捌毡槭褂玫哪M伺服控制系統(tǒng)，在告訴動(dòng)作下不可能實(shí)現(xiàn)良好的多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，結(jié)果加工形狀精度差。為避免此中缺陷，已開始使用具有良好的高速聯(lián)動(dòng)性能的數(shù)字伺服控制系統(tǒng)。
⑶自動(dòng)換刀（ATC）的高速化 從加工中心誕生初期起，就追求ATC的高速化。但是由于當(dāng)時(shí)尚未充分掌握ATC的內(nèi)在規(guī)律，故障率較高，所以在后來的相當(dāng)一段時(shí)間里，采用了首先保證動(dòng)作可靠性，然后才考慮速度的方針，結(jié)果在這段時(shí)期，ATC速度未提高多少。但是隨著對(duì)ATC內(nèi)在規(guī)律的深入了解和用戶對(duì)ATC速度的要求強(qiáng)迫，有開始注意ATC速度了。
作為高速換刀機(jī)械手，近來采用凸輪聯(lián)動(dòng)式機(jī)械手。
⑷自動(dòng)托盤交換裝置（APC）的高速化 自動(dòng)托盤交換裝置在交換的移動(dòng)速度最高已達(dá)40m/min，而其重復(fù)定位精度3μm。
⒉進(jìn)一步提高精度
加工中心的主要精度指標(biāo)是它的運(yùn)動(dòng)精度指標(biāo)。而這一精度指標(biāo)，近年來有了不小的提高，其中精度加工中心精度指標(biāo)的提高尤為明顯。所謂加工中心的運(yùn)動(dòng)精度，主要以坐標(biāo)定位精度、重復(fù)定位以及銑圓精度來表示。
為了保證精密加工中心的高精度，除了繼續(xù)采取以往行之有效的措施外，還采取了如下一些新穎措施：
⑴機(jī)床總體方面
1)在立柱內(nèi)壁，噴射與室溫相同的恒溫油；以降低機(jī)床溫升和熱變形。
2)在機(jī)床底面，循環(huán)流動(dòng)恒溫油，以減少地面的輻射冷卻效應(yīng)。
3)大件用高級(jí)鑄鐵鑄造，并經(jīng)過二次退火處理。
⑵主軸箱方面
1)主軸端7：24錐孔，鑲嵌耐磨性好的陶瓷。
2)在主軸箱電機(jī)安裝端支承架內(nèi)通以恒溫油，以起隔熱作用。
3)主軸箱采用低熱膨脹系數(shù)鑄鐵，以減少絕對(duì)變形。
4)采用專用高精度大容量恒溫油箱（油溫變化控制在±0.5℃內(nèi)）
⑶X、Y、Z軸進(jìn)給方面
1)直線運(yùn)動(dòng)絲杠，采用中空絲杠，通過恒溫油
2)絲杠支承軸承承外圈，采取強(qiáng)制循環(huán)恒溫油冷卻方式。
3)X、Y軸裝滾珠螺母的支架，鑄成與本體一體，以提高其剛性。
4)采用0.1μm脈沖當(dāng)量。
⒊機(jī)能更加完整
⑴愈來愈完善的自診斷機(jī)能，為了盡了能減少加工的故障，現(xiàn)代加工中心大都配備完善的自診斷機(jī)能。例如，位置檢測(cè)傳感器、刀具破損檢測(cè)裝置、切削異常檢測(cè)機(jī)能、適應(yīng)控制機(jī)能、備用刀具選擇機(jī)能、溫度傳感器、聲傳感器和電流傳感器等。這些機(jī)能和傳感器，使機(jī)床具有一定的人工智能。
⑵新式刀具破損檢測(cè)裝置 大直徑刀具破損檢測(cè)方法，已有好幾種。但對(duì)小直徑刀具破損，一直還沒有找到比較理想的檢測(cè)方法。直到近幾年才出現(xiàn)一種叫聲發(fā)射（AE）的檢測(cè)方法。AE檢測(cè)法是利用刀具在斷裂瞬間發(fā)出的超聲波來判斷刀具破損的。
盡管有不少加工中心裝在這種裝置，但其可靠性卻還需進(jìn)一步提高。
AE檢測(cè)方式，只能在刀具發(fā)生破損時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，而在刀具破損之前是無法知道其工作情況的。為此還出現(xiàn)了在刀具即將破損之前就能檢測(cè)出刀具工作情況的裝置。它的工作原理是，在正常切削時(shí)，切削力矩一定，而當(dāng)即將發(fā)生刀具破損時(shí)，力矩變大，被裝在刀柄的傳感器所檢測(cè)，經(jīng)過故障性質(zhì)判斷裝置進(jìn)行判斷，若還可以繼續(xù)加工，就會(huì)在繼續(xù)加工會(huì)折斷刀具時(shí)就會(huì)報(bào)警，并停止主軸旋轉(zhuǎn)。
⑶加工中心復(fù)合化趨勢(shì)
1）五面加工中心 主要是針對(duì)大件加工而出現(xiàn)的機(jī)床。它具有臥式加工中心和立式加工中心的機(jī)能，因而箱體類零件一次裝夾即可完成所有側(cè)面和頂面加工，故而叫做五面加工中心。
2）加工中心---立車機(jī)能組合機(jī) 這種機(jī)床的最大特點(diǎn)是加工中心分度工作臺(tái)既可實(shí)現(xiàn)0.001°的NC分度工作，又可實(shí)現(xiàn)立式車床回轉(zhuǎn)主軸的動(dòng)作。當(dāng)然，為實(shí)現(xiàn)復(fù)合功能，立柱、工作臺(tái)、刀庫(kù)等都需作專門設(shè)計(jì)。
3）切削—磨削復(fù)合加工中心 這種機(jī)床，是在切削加工用加工中心上，裝備磨削用的附件，實(shí)現(xiàn)切削、磨削復(fù)合加工的復(fù)合加工中心。特別適用于模具加工行業(yè)。
4）切削—電加工復(fù)合加工中心 這種機(jī)床主要適用于既需進(jìn)行切削加工，又需進(jìn)行電加工的模具制造業(yè)，尤其適用于大型模具加工。
5）切削—激光切割復(fù)合加工中心 這是一種正在研究中的復(fù)合加工中心。它期望把激光器像普通刀具一樣裝在刀庫(kù)中，通過換刀機(jī)械手裝到主軸上，以進(jìn)行激光切割的裝置。這種小型激光器，不久將成為加工中心的“刀具”。
⑷功能更趨完善的NC裝置
1）全數(shù)字伺服控制 全數(shù)字伺服控制又叫軟件伺服控制，是當(dāng)今NC基本技術(shù)中，頗為引人注目的進(jìn)步。
采用數(shù)字伺服控制可收到如下效果：
①即使在高速進(jìn)給下銑圓，其圓弧形狀精度也可很高。
②正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)銑圓，形狀仍然一致。
③象限切換處的突起小。
④沖現(xiàn)性極好。
2）NC裝置 加工中心的性能，在很大程度上取決于NC系統(tǒng)的性能，所以不斷開發(fā)NC系統(tǒng)，使其技術(shù)在以下方面有了很大的發(fā)展。
①開發(fā)出對(duì)應(yīng)高精度、高速、高效率要求的NC裝置。
②系統(tǒng)化，隨著FMC推廣，要求把控制機(jī)器人、測(cè)量、上下料等功能都納入到CNC內(nèi)。
③多機(jī)能、復(fù)合化：開發(fā)出適應(yīng)五面加工多主軸復(fù)合加工等復(fù)合機(jī)床控制要求的CNC。
④網(wǎng)絡(luò)化：CNC應(yīng)能成為工廠自動(dòng)化的一個(gè)組成部分，能夠和其它設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)控制和信息交換。
⑤用戶要求意向化：由標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品生產(chǎn)方式，轉(zhuǎn)向能充分發(fā)揮機(jī)床特性的按訂貨要求生產(chǎn)的方式。
⑸MAP的利用---FMS技術(shù)的高級(jí)化發(fā)展。FMS發(fā)展的最近特點(diǎn)是：
①?gòu)陌l(fā)展大小轉(zhuǎn)向小型化。
②向更高控制技術(shù)----MAP應(yīng)用方向發(fā)展。
1.7 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展
1） 產(chǎn)生
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械加工提出了越來越高的要求，機(jī)械加工過程的自動(dòng)化、智能化是實(shí)現(xiàn)上述要求的最重要措施之一。它不僅能提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，還能大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。
1952年美國(guó)帕森斯公司（Parsons）和麻省理工學(xué)院（MIT）合作研制成功世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，用它來加工直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用樣板，這是一臺(tái)采用專用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算與控制的直線插補(bǔ)輪廓控制數(shù)控銑床，1955年，該類機(jī)床進(jìn)行實(shí)用化階段，在復(fù)雜曲面的加工中發(fā)揮了重要作用。
2） 發(fā)展史
隨著微電子技術(shù)、自動(dòng)化信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展給自動(dòng)化帶來了新的概念，推動(dòng)了機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展。
1953年，美國(guó)空軍與麻省理工學(xué)院協(xié)作，開始從事計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程的研究，這就是APT（Automatically Programmed Tools）自動(dòng)編程的開始。
1955年美國(guó)空軍花費(fèi)巨大額經(jīng)費(fèi)訂購(gòu)了大約100臺(tái)數(shù)控機(jī)床，此后兩年，數(shù)控機(jī)床在美國(guó)進(jìn)入迅速發(fā)展階段，市場(chǎng)上出現(xiàn)了商品化數(shù)控機(jī)床。
1958年美國(guó)克耐．杜列克公司（keaney￡Trecker Co．）在世界上首先研制成功了帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為“加工中心”。
1959年，計(jì)算機(jī)行業(yè)研制出了晶體管元器件，因而數(shù)控裝置中廣泛采用晶體管和印制電路板，從而跨入第二代數(shù)控時(shí)代，同時(shí)美國(guó)航空工業(yè)協(xié)會(huì)（AIA）和麻省理工學(xué)院共同發(fā)展APT程序語言。
1960年以后，點(diǎn)位控制機(jī)床在美國(guó)得到了迅速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不僅在機(jī)床上得到了實(shí)際應(yīng)用，而且逐步推廣到?jīng)_壓機(jī)、饒線機(jī)、焊接機(jī)、火焰切割機(jī)、包裝機(jī)和坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。
從1965年開始，德國(guó)、日本等先進(jìn)工業(yè)國(guó)家陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。
1965年，出現(xiàn)了小規(guī)模的集成電路，由于它體積小，功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得到進(jìn)一步的提高，標(biāo)志著數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。
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河南工業(yè)大學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
學(xué)生姓名
王森
專業(yè)班級(jí)
機(jī)制專03111
學(xué)院名稱
機(jī)電工程學(xué)院
題 目
臥式加工中心自動(dòng)換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)
課題來源
自主選題
課題性質(zhì)
工程設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
徐蕓
同組姓名
主要內(nèi)容
該機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)擬采用齒輪齒條傳動(dòng)，能較好地解決機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)力問題，具有傳動(dòng)平穩(wěn)，機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)。由于機(jī)械手的存在，使得在現(xiàn)代化的企業(yè)中可以很好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和減少人工費(fèi)用,同時(shí)可以解決在生產(chǎn)過程中，作業(yè)者勞動(dòng)強(qiáng)度大的難題并能滿足加工中人工無法達(dá)到的精度要求。由于采用齒輪傳動(dòng)使得機(jī)械手可以傳遞較大的動(dòng)力，并且由于內(nèi)部軸及外部外筒在作用使其可以承受較大的扭矩和足夠的應(yīng)力變化。并且機(jī)械手有幾個(gè)方向上的自由度，可以進(jìn)行多方位工作。
任務(wù)要求
1. 大量收集各種機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容、工藝方面有關(guān)資料，近似類型機(jī)械手的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、使用情況的有關(guān)資料2. 具有機(jī)械工程設(shè)計(jì)，機(jī)械制造技術(shù)方面的理論基礎(chǔ)，熟練使用AutoCAD設(shè)計(jì)軟件 3. 設(shè)計(jì)繪制完成機(jī)械手總裝結(jié)構(gòu)圖及驅(qū)動(dòng)裝置的裝配圖和主要零件圖，圖紙總量不少于3張0號(hào)圖紙。要求全部采用計(jì)算機(jī)繪圖 4.要求撰寫文件：畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書， 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書不能少于5000字（不含計(jì)算公式和圖表）。
參考文獻(xiàn)
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柔性制造自動(dòng)化原理與實(shí)踐[M].北京：清華大學(xué)出版社，1997.9
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審查意見
指導(dǎo)教師簽字：
教研室主任簽字： 2006 年 4 月 14 日
說明：本表由指導(dǎo)教師填寫，由教研室主任審核后下達(dá)給選題學(xué)生，裝訂在設(shè)計(jì)（論文）首頁(yè)
數(shù)控機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)控制的改進(jìn)
機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修保養(yǎng)，對(duì)于提高機(jī)床加工精度、延長(zhǎng)機(jī)床使用壽命等都有著十分重要的作用。但是在潤(rùn)滑系統(tǒng)的電氣控制方面，仍存在以下問題：一是潤(rùn)滑系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)控。數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中一般僅設(shè)油箱油面監(jiān)控，以防供油不足，而對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)易出現(xiàn)的漏油、油路堵塞等現(xiàn)象，不能及時(shí)做出反應(yīng)。二是設(shè)置的潤(rùn)滑循環(huán)和給油時(shí)間單一，容易造成浪費(fèi)。數(shù)控機(jī)床在不同的工作狀態(tài)下，需要的潤(rùn)滑劑量是不一樣的，如在機(jī)床暫停階段就比加工階段所需要的潤(rùn)滑油量要少。針對(duì)上述情況，在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，對(duì)潤(rùn)滑控制部分進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，時(shí)刻監(jiān)控潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作狀況，以保證機(jī)床機(jī)械部件得到良好潤(rùn)滑，并且還可以根據(jù)機(jī)床的工作狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)整供油、循環(huán)時(shí)間，以節(jié)約潤(rùn)滑油。
1 潤(rùn)滑系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)控
潤(rùn)滑系統(tǒng)中除了因油料消耗，油箱油過少而使?jié)櫥到y(tǒng)供油不足外，常見的故障還有油泵失效、供油管路堵塞、分流器工作不正常、漏油嚴(yán)重等。因此，在潤(rùn)滑系統(tǒng)中設(shè)置了下述檢測(cè)裝置，用于對(duì)潤(rùn)滑泵的工作狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控，避免機(jī)床在缺油狀態(tài)下工作，影響機(jī)床性能和使用壽命。
1) 過載檢測(cè) 在潤(rùn)滑泵的供電回路中使用過載保護(hù)元件，并將其熱過載觸點(diǎn)作為PMC系統(tǒng)的輸入信號(hào)，一旦潤(rùn)滑泵出現(xiàn)過載，PMC系統(tǒng)即可檢測(cè)到并加以處理，使機(jī)床立即停止運(yùn)行。
2) 油面檢測(cè) 潤(rùn)滑油為消耗品，因此機(jī)床工作一段時(shí)間后，潤(rùn)滑泵油箱內(nèi)潤(rùn)滑油會(huì)逐漸減少。如果操作人員沒有及時(shí)添加，當(dāng)油箱內(nèi)潤(rùn)滑油到達(dá)最低油位，油面檢測(cè)開關(guān)隨即動(dòng)作，并將此信號(hào)傳送給PMC系統(tǒng)進(jìn)行處理。
3) 壓力檢測(cè) 機(jī)床采用遞進(jìn)式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，只要系統(tǒng)工作正常，每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)都能保證得到預(yù)定的潤(rùn)滑劑。一旦潤(rùn)滑泵本身工作不正常、失效，或者是供油回路中有一處出現(xiàn)供油管路堵塞、漏油等情況，系統(tǒng)中的壓力就會(huì)顯現(xiàn)異常。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)在潤(rùn)滑泵出口處安裝壓力檢測(cè)開關(guān)，并將此開關(guān)信號(hào)輸入PMC系統(tǒng)，在每次潤(rùn)滑泵工作后，檢查系統(tǒng)內(nèi)的壓力，一旦發(fā)現(xiàn)異常則立即停止機(jī)床工作，并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
2 潤(rùn)滑時(shí)間及潤(rùn)滑次數(shù)的控制
為了要使機(jī)床運(yùn)動(dòng)副的磨損減小，必須在運(yùn)動(dòng)副表面保持適當(dāng)?shù)那鍧嵉臐?rùn)滑油膜，即維持摩擦表面之間恒量供油以形成油膜。但是數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)副需要的潤(rùn)滑油量不是太多時(shí)，采用連續(xù)供油方式既不經(jīng)濟(jì)也不合理。因?yàn)檫^量供油與供油不足同樣是有害的、會(huì)產(chǎn)生附加熱量、污染和浪費(fèi)。因此，潤(rùn)滑系統(tǒng)均采用定期、定量的周期工作方式。
集中潤(rùn)滑系統(tǒng)本身可以配置微處理器，專門用于設(shè)定潤(rùn)滑泵停止的時(shí)間和每次供油時(shí)間，以控制潤(rùn)滑泵間隙工作，設(shè)計(jì)人員往往也借此來簡(jiǎn)化自己的PMC程序。
但機(jī)床在不同的工作狀態(tài)下，如剛剛通電初始工作階段、加工運(yùn)行和因調(diào)整、檢測(cè)工件而使機(jī)床暫停運(yùn)行時(shí)，機(jī)床對(duì)潤(rùn)滑油的需求量各不相同。在配置FANUC數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床中，通常通過控制潤(rùn)滑泵工作的時(shí)間來調(diào)節(jié)提供的潤(rùn)滑油量，但是，習(xí)慣考慮的是潤(rùn)滑系統(tǒng)在機(jī)床加工運(yùn)行狀態(tài)下的供油方式，而沒有顧及其它工作狀態(tài)，這樣，當(dāng)機(jī)床處于其它工作狀態(tài)時(shí)，潤(rùn)滑系統(tǒng)所提供的潤(rùn)滑油量要么不夠，要么過多。
機(jī)床導(dǎo)軌需要的潤(rùn)滑油量近似可用下面公式計(jì)算：(長(zhǎng)度+移動(dòng)行程)×寬度×K。從公式中可以看出，機(jī)床導(dǎo)軌需要的潤(rùn)滑油量與該導(dǎo)軌上的軸的移動(dòng)距離有關(guān)。歐美生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)大多以行程量作為依據(jù)，來控制潤(rùn)滑泵工作，間隙供油，并在系統(tǒng)中提供了相應(yīng)的參數(shù)，便于機(jī)床制造商通過PMC程序?qū)?rùn)滑泵進(jìn)行電氣控制。而在FANUC 0i系統(tǒng)中沒有類似的控制方法，為了能在配置FANUC 0i的數(shù)控機(jī)床上，采用近似的供油方式控制潤(rùn)滑泵工作，我們改進(jìn)了潤(rùn)滑控制部分的電氣設(shè)計(jì)，讓控制系統(tǒng)能根據(jù)機(jī)床的具體工作情況自動(dòng)調(diào)整潤(rùn)滑泵工作頻率和每次的工作時(shí)間，在機(jī)床暫停時(shí)適當(dāng)減少供油量，而機(jī)床初始工作時(shí)適當(dāng)增加。
現(xiàn)將潤(rùn)滑泵的工作狀態(tài)分成三類，分別設(shè)置潤(rùn)滑泵工作時(shí)間和頻率。
1) 開機(jī)初始階段 機(jī)床開機(jī)，潤(rùn)滑泵即刻開始工作，連續(xù)供油一段時(shí)間，此時(shí)潤(rùn)滑泵工作的時(shí)間T1比正常狀態(tài)下的要長(zhǎng)，以便在短時(shí)間內(nèi)提供足夠潤(rùn)滑油，使機(jī)床導(dǎo)軌上迅速形成一層油膜。潤(rùn)滑泵運(yùn)行時(shí)間由PMC程序中的TMRB指令設(shè)定。與TMR指令不同，由TMRB設(shè)定的時(shí)間，用戶不能隨意修改調(diào)整。
2) 加工運(yùn)行階段 機(jī)床開機(jī)以后，經(jīng)過空載運(yùn)行預(yù)熱后，進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。此后，控制系統(tǒng)控制潤(rùn)滑泵間歇工作，以保證機(jī)床導(dǎo)軌能夠得到定期、定量的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑泵每次工作的時(shí)間和其停止的時(shí)間由PMC程序中的TMR指令設(shè)定。TMR設(shè)定的時(shí)間參數(shù)，用戶可以在PMC數(shù)據(jù)窗口中根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整。
3) 暫停階段 工件待加工或加工完畢時(shí)，機(jī)床往往處于暫停工作狀態(tài)，潤(rùn)滑油的需求量相應(yīng)減少，因此，需要及時(shí)調(diào)整控制方式，適當(dāng)延長(zhǎng)潤(rùn)滑泵停止工作的時(shí)間，以減少其工作頻率，從而減少油品消耗。實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是機(jī)床處于暫停狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)如何獲知。FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)中提供了信號(hào)MVX(F102.0)、MVY(F102.1)、MVZ(F102.3)，用于反映機(jī)床各軸的移動(dòng)狀態(tài)。如果該信號(hào)狀態(tài)為“0”，表明相應(yīng)機(jī)床軸靜止不動(dòng)，如果所有移動(dòng)軸均靜止不動(dòng)，則表明機(jī)床此時(shí)處于暫停工作狀態(tài)。所以，只要上述所有信號(hào)狀態(tài)都為“0”，通過設(shè)計(jì)，PMC程序自動(dòng)改變潤(rùn)滑泵工作及停止時(shí)間。此時(shí)，潤(rùn)滑泵工作的時(shí)間T2和停止的時(shí)間T3均使用TMRB指令設(shè)定，同樣，用戶不可以隨意修改這兩個(gè)時(shí)間參數(shù)。
3 潤(rùn)滑報(bào)警信號(hào)的處理
1) 壓力異常 數(shù)控機(jī)床中潤(rùn)滑系統(tǒng)為間歇供油工作方式。因此，潤(rùn)滑系統(tǒng)中的壓力采用定期檢查方式，即在潤(rùn)滑泵每次工作以后檢查。如果出現(xiàn)故障，如漏油、油泵失效、油路堵塞，潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)的壓力就會(huì)突然下降或升高，此時(shí)應(yīng)立即強(qiáng)制機(jī)床停止運(yùn)行，進(jìn)行檢查，以免事態(tài)擴(kuò)大。
2) 油面過低 以往習(xí)慣的處理方法是將“ 油面過低”信號(hào)與“ 壓力異?！眻?bào)警信號(hào)歸為一類，作為緊急停止信號(hào)。一旦PMC系統(tǒng)接收到上述信號(hào)，機(jī)床立即進(jìn)入緊急停止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)讓伺服系統(tǒng)斷電。但是，與潤(rùn)滑系統(tǒng)因油路堵塞或漏油現(xiàn)象而造成“ 壓力異?！钡那闆r不同，如果潤(rùn)滑泵油箱內(nèi)油不夠，短時(shí)間不至于影響機(jī)床的性能，無需立即使機(jī)床停止工作。但是，出現(xiàn)此現(xiàn)象后，控制系統(tǒng)應(yīng)及時(shí)顯示相應(yīng)的信息，提醒操作人員及時(shí)添加潤(rùn)滑油。如果操作人員沒有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)予以補(bǔ)充，系統(tǒng)就會(huì)控制機(jī)床立即進(jìn)入暫停狀態(tài)。只有及時(shí)補(bǔ)給潤(rùn)滑油后，才允許操作人員運(yùn)行機(jī)床，繼續(xù)中斷的工作。針對(duì)“油面過低”信號(hào)，這樣的處理方法可以避免發(fā)生不必要的停機(jī)，減少輔助加工時(shí)間，特別是在加工大型模具的時(shí)候。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們將“ 油面過低”信號(hào)歸為電氣控制系統(tǒng)“ 進(jìn)給暫停”類信號(hào)，采用“提醒——警告——暫停，禁止自動(dòng)運(yùn)行”的報(bào)警處理方式。一旦油箱內(nèi)油過少，不僅在操作面板上有紅色指示燈提示，在屏幕上也同時(shí)顯示警告信息，提醒操作人員。如果該信號(hào)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有消失，則讓機(jī)床迅速進(jìn)入進(jìn)給暫停狀態(tài)，此時(shí)暫停機(jī)床進(jìn)行任何自動(dòng)操作。操作人員往油箱內(nèi)添加足夠的潤(rùn)滑油后，只需要按“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，就可以解除此狀態(tài)，讓機(jī)床繼續(xù)暫停前的加工操作。
4 結(jié)語
數(shù)控機(jī)床電氣控制設(shè)計(jì)過程中，潤(rùn)滑系統(tǒng)的處理若被忽視，對(duì)于機(jī)床的使用者而言，機(jī)床各部件能否定期定量得到潤(rùn)滑，卻是十分重要的問題。應(yīng)不斷改進(jìn)、完善產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，減少機(jī)床出現(xiàn)故障的次數(shù)，提高產(chǎn)品的可靠性。
The number controls the improvement that machine bed lubricate the system the control
The machine bed lubricates the design of the system and adjust to try with maintain to maintain, having got increases machine bed process accuracy, extension machine bed service life etc. very much the very important function.But in the aspects of electricity control that lubricate the system, still exsits below problem:An is to lubricate the system work appearance supervise and control.Number control the machine bed control system inside to establish generally and only the fuel tank oil supervise and control, the in order to prevent provides the oil the shortage, but to lubricate the system appear easily of leak the oil, oil road stop to wait the phenomenon, can't on time do the reaction.Two is a lubrication to establishes circulation with give oil time one, result in easily wasted.The number under the different work appearance control the machine bed, the amount of lubricant of the demand is different, such as in stage in pause in bed in machine compare an amount of lubricant for needing that process the stage want to be little.Aim at the above circumstance, in count control machine bed electricity control system, to lubricate to control the part proceeded the improvement designs, supervising and control the work condition of the lubrication system every moment, toing guarantee the machine bed machine parts get the good lubrication, and can also according to the work appearance of the machine bed, automatic adjust to provide the oil, circulation time, to economize the lubricant.
1 Lubricate the system the work the appearance supervise and control
Lubricate the system inside in addition to making the lubrication system provide the oil shortage because of the oil anticipates the depletion, fuel tank oil over little, familiar breakdown still contain oil pump expiration, provide the pipeline road stop, divide to flow the machine work falsely often, leak the oil to wait seriously.Therefore, establishes to descend to say the examination device in lubricate system, used for the work to pump to lubrication appearance puts supervise and control into practice to, avoiding the machine bed the work while lacking the oil appearance, affect the machine bed function with the service life.
1) Over carry to examine to used to carry to protect a dollar an importation for, combining its heat over carrying the order to be used as the system of PMC signal in power supply back track that lubrication pump, once lubricate the pump appeared to carry, the system of PMC can immediately examine and put paid to, make machine bed stopped the movement immediately.
2) The oil examines lubricant as the expendable goods, for this reason machine bed work after a period of time, lubricating pump lubricant inside the fuel tank will reduce gradually.If operate the personnel have no on time increase, be the lubricant inside the fuel tank arrive lowest oil, oil examination the switch acts immediately, combining to deliver this signal to PMC system the proceeding handles.
3) Pressure examination machine bed the adoption passes into the type concentrates lubrication system, only system work normal, each lubrication orders it can guarantee to get the pre-arranged lubricant.Once lubricate to pump oneself the work falsely often, lose efficacy, or is to provide to have in the oil back track a the place appears to provide the pipeline road stop, leak oil etc. circumstance, pressure in the system will present the abnormality.According to this characteristics, design at lubricate the pump to install the pressure examination switch exit, combine to input this switch signal into the PMC system, after every time lubricate pump work, check pressure in the system, once discover the abnormality then stop immediately the machine bed works, combining the creation report to the police the signal.
2 Lubricate the control between time and lubrication number of times
The in order to makes the machine bed exercise the vice- wear and tear lets up, must at exercise vice- surface keep appropriate and detergent lubricant , then maintain the friction surface an amount of provides the oil to become oil .But the number control the lubricant that machine bed exercise vice- demand the deal is not too many, adoption continue provide the oil method since uneconomical too not reasonable.Because too many to provide the oil with provide the oil the shortage similarly harmful, will produce the additional calories, pollution with wasted.Therefore, lubricate the system to all adopt the periodical and quantitative period the work the method.
Concentrate lubrication system oneself can install the microprocessor, used for exclusively the enactment lubricates to pump time of the ceasing with every provide oil time, lubricate pump cleft to work with the control, design the personnel to usually also borrow this to simplify own the procedure of PMC.
But the machine bed is under the different work appearance, such as just switch on electricity the beginning start the stage in work and process the movement similar to made machine bed pause circulated because of adjust, examination work piece, machine bed to lubricate the oily demand eachly not.In install FANUC number control the machine bed of the system, usually pass the control lubricates time that pump the work to provide to the amount of lubricant that regulate, but, what habit consider is to lubricates the system to process in the machine bed the movement appearance descend of provide the oil method, but did not have regard for the other the work the appearance, like this, crash the bed be placed in other work appearance, lubricate the system an amount of lubricant for providing want the 么 not enough, wanting the 么 excessive.
The machine bed leads the amount of lubricant of the demand look like and can use underneath formula calculation:( length+ move the route of travel) × width × K.Can see from the formula inside, the machine bed leads the lubricant of the demand measures to have something to do with should leading the axial ambulation distance of the 軌 .The number that Europe and America produce controls the system to measures with the route of travel mostly conduct and actions according to, control lubrication pump work, the cleft provides the oil, and provided the homologous parameter in system, the easy to machine bed manufactory pass the procedure of PMC to the lubrication pump proceed electricity control.But has no similar control method in FANUC a system, for the sake of can in installing a the 0 is of FANUCly the number controls machine bed, the adoption looks like of provide the oil method the control to lubricate to pump the work, we improved the lubrication the control part of electricity designs, letting control system can according to machine bed of concrete work the circumstance adjusts automatically lubrication pump work frequency with every work time, at machine bed pause hour appropriate the decrease provides the amount of oil, but appropriate increment for machine bed beginning to start work.
Will lubricate now the work appearance of the pump be divided into three type, establishes respectively lubrication pump work time with frequency.
1) The machine beginning that open the machine bed starts the stage opens the machine, lubricating the pump to begin to work right away, continuing to provide oil a period of time, lubricating at this time the time T1 that pump the work compares the normal appearance descends of want long, in order to provide the enough lubricant in the in a short time, make the machine bed lead the. the top become quickly a layer oil .Lubricate pump circulate time be set up by PMC TMRB in the procedure instruction.Different from the instruction of TMR, from time that TMRB set up, the customer can't modify the adjustment as one's pleases.
2) Processing the stage in movement machine bed opens the machine hereafter, passing by to get empty to transport the line prepare the hot empress, entering the stable work appearance.Henceforth, control system control lubricate the pump intermittent work, to guarantee the machine bed lead the can get periodical, quantitative lubrication.Lubricate time of the every work in pump to be set up by PMC TMR in the procedure instruction with time of its ceasing.Time parameter that TMR set up, customer can in PMC data window way according to need the appropriate adjustment.
3) Stage in pause a time for treating processing or processing completing, machine bed usually being placed in pause working appearance, lubricating oily demand cowgirl reducing, therefore, needing on time adjusting controling way, appropriate extension lubricating pumping stopping work, to reduce its work frequency, from but reduce the oil article the depletion.When key of realizing is a machine bed to be placed in the pause appearance, the system how to have learned that.The number of FANUC controled to provide the signal MVX( F102.0), MVY( F102.1), MVZ( F102.3) in the system, useding for reflecting machine bed each axial ambulation appearance.If the signal's appearance is a "0", express cowgirl machine bed stalk static motionless, if all ambulation stalk all static motionless, then express the machine bed to be placed in at this time pause work appearance.So, above only all signal appearance all for"0", pass the design, the procedure of PMC changes automatically lubrication pump work and stop time.This time, lubricate the time T2 that pump the work to use with the time T3 of the ceasing all the instruction of TMRB set up, same, customer must not modify these two time parameter as one's pleases.
3 Lubricate to report to the police the signal handles
1) Pressure excrescent the number controls to lubricate system as in the machine bed intermittent provide oil work method.Therefore, lubricate pressure in the system adoption periodical check method, at lubricate the pump the every work later on check.If appear the breakdown, if leaks oil, oil pump expiration, the oil road stops, lubricate the pressure in the system and then will descend or go up suddenly, this time should immediately compulsory the machine bed stops the movement, proceeding the check, in order to prevent the circumstances extends.
2) Oil over low handles habitually before the method is to report to the police with" pressure abnormality" the " oil over low" signal to signal to classify a type, be used as the urgent ceasing signal.Once the system of PMC receives the above signal, the machine bed enters the urgent ceasing appearance immediately, let servo system cut the power at the same time.But, with lubricate the system make the circumstance of the " pressure abnormality" different because the oil road stops or leaks the oil phenomenon, if lubricate to pump the oil inside the fuel tank not enough, short time affects the function of the machine bed not to the extent of, having no to need to make the machine bed stop the work immediately.But, after appearing this phenomenon, control system should on time show the homologous information, remind to operate the personnel on time increase the lubricant.If operate the personnel did not give complement in rule time, system will control the machine bed to enter the pause appearance immediately.Only have on time after supplying the lubricant, just allow to operate the personnel circulate the machine bed, continuing the work of the interruption.Aim at the " oil over low" signal, handles like this the method can avoid the occurrence the otiose shutting down, reducing the assistance processes time, especially at the time of processing the large molding tool.While designing, we classify the " oil over low" signal to electricity control system" enter to the pause" a signal, adoption" remind the —— the warning the —— pause, prohibition against auto circulate" of reporting to the police and handling way.Once oil inside the fuel tank over little, not only there is red instructioning in operating front-panel the light hint, in holding act but also show to warn the information at the same time, remind to operate the personnel.If that signal did not disappear in prescriptive time, then let machine bed entered in to give the pause appearance quickly, this time pause machine bed proceed any automatic operation.Operate the personnel toward fuel tank inside to increase the enough lubricant empress, a demand presses" circulate to start" button, can relieve this appearance, before letting the machine bed continue the pause process the operation.
4 Conclusion
Number control in the machine bed electricity control design process, lubricate the system handles if is neglected, for the user of the machine bed but speech, machine each parts of bed can periodical the fixed amount gets the lubrication, is a very important problem however.Should improve continuously, the design of the perfect product, reduce the number of times that machine bed appear breakdown, increase the dependable of the product.
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