阀门双面机床的故障诊断及工艺应用技术

发布时间:2020-03-27  发布者:禹创重工机械
随着阀门双面机床制造商积极推出普及数控机床,从源头上细分了数控机床用户和普通机床用户,换言之希望购买数控机床的客户不再会先购买普通机床使用几年后再改成阀门数控机床,这部分用普通机床改数控的量在减少。
此类阀门数控机床改造基本停留在普及型、低成本的层面。数控系统也大都采用普及型或经济型数控。电动机通常采用步进电动机。
 近年来,有些阀门机床厂收回自己原产的普通二手机床,通过更换滚珠丝杠和自动刀塔,安装直线导轨,将其改装成为经济型数控机床。这种改造已经改变了原来设备的结构,提高了原机床的性能,并且保留了机床基座主体,在不增加能源和资源消耗的前提下,再制造了一个更高性能的阀门数控机床。这种做法的尝试被称之为绿色再制造,也得到了国家有关部门的认可,对于原有的阀门数控机床升级换代这部分情况特指原有的机床价值较高、机械基础较好,如大中型数控镗铣床、卧式加工中心、高精度数控磨床、数控曲轴加工机床、数控凸轮加工机床和刀具磨床等。这部分机床制造周期长、技术含量高、机床原值高。但是由于数控系统老化,备件支持匮乏,电气维修成本高,采用系统升级可以解决上述困惑,恢复原机床功能,基本实现原机床的可利用价值。如果可以同时进行针对性的机械项目维修,修复丢失精度的机械部件,可以基本达到原机床出场状态。对于这一类机床,机床原值越高、机床体量越大、原机床技术含量越高、越有系统改造的必要,改造后的效果不论从商务上还是技术上都是非常明显的。
阀门专用机床的结构数控车床是由主轴箱、刀架、进给传动系统、床身,液压系统、冷却系统、润滑系统等部分组成的,只是数控车床的进给系统与卧式车床的进给系统在结构上存在着本质上的差别。卧式车床主轴的运动经过挂轮架、进给箱、溜板箱传到刀架,实现纵向和横向进给运动。而数控车床是采用伺服电动机,经滚珠丝杠传到滑板和刀架,实现向(纵向)和置向(横向)进给运动。数控车床也有加工各种螺纹的功能,主轴旋转与刀架移动间的运动关系通过数控系统来控制。
阀门数控机床应用涉及的基础是数控工艺技术,现阶段人们提及的数控工艺,在狭义上是指数控切削加工工艺。概括起来讲,数控工艺技术是以切削加工技术为核心,应用计算机辅助设计制造软件工具、数控机床以及数控测量设备等完成工艺设计、数控程序编制、工件加工、尺寸测量等工作过程的方法、数据、文件等的集合,它涉及知识集(切削原理、数学计算方法、软件技术基础)、资源集(软件工具和数据库、工装工具与仪器)、数据集(工艺文件、数控程序)。上述这些技术与工具是数控机床应用的主要技术基础和基本条件。数控机床应用主要涉及工艺数据准备、数控加工在线控制、数控车间或生产线系统集成、数控加工成本控制4个环节。
阀门专用机床工艺数据准备过程有两个关键技术:工艺优化和数控加工仿真。工艺优化包括切削参数优化、工艺路线优化设计、加工变形控制。切削参数优化主要是以提高单位时间金属去除率和保证加工质量为目标,选择和确定合理的工艺参数,通常通过切削试验、工艺系统稳定性分析计算和典型验证试验获得;加工变形控制是借助数值分析、经验积累、工艺系统动态特性分析控制等满足工件的加工精度要求;工艺路线优化则以降低制造成本、减少非加工时间为目标,对工件的加工过程进行精化设计。
阀门数控机床形成这种快速发展趋势的原因,固然与我国工业转型升级带来的引领和催化作用、我国人力成本的快速提高、工业机器人价格降低与性能提高这些普遍因素有很大关系,同时也有机床领域的特殊原因,一是当前随着机床数控技术的不断完善,各种自动检测、动态补偿技术的成熟,数控机床技术的发展已经进入智能化新阶段,机器人的加入只是起到了一种推波助澜的作用;二是机器人与阀门数控机床的集成应用还具有一些特殊优势,例如,机床密度加大,厂房利用率提高;辅助时间缩短,提高机床工作效率;操作精确性和可重复性比自然人高;工伤的可能性大为减少;可长时间连续工作,而没有情绪问题和情感需求,等等。
阀门数控机床的故障诊断
1、阀门机床的故障率随使用时间的推移有明显变化。由于典型故障曲线的形状与浴盆相似,故称为浴盆曲线或机床故障率曲线,它共分为三个阶段。第I阶段为初期运行区,曲线呈负指数状,机床故障率较高:第u阶段为系统有效寿命区,一般数控机床在运行9-14个月后才能进入有效寿命区,所以一般数控机床的保修期在1年左右。进入有效寿命区机床具有非常低的故障率;第IQ阶段为数控机床的衰老区,在这个时期系统的故障率随时间的增加急剧上升。这个曲线有助于我们了解和分析数控机床的故障产生情况。
2、阀门数控机床是机电一体化的产物,技术先进、结构父杂。数控机床的故障也是多种多样,故障原因一般都比较复杂,这给数控机床的故障诊断和维修带来不少困难。为了便于机床的故障分析和诊断,本节按故障的性质、故障产生的原因和故障发生的部位等因素大致把数控机床的故障划分为几类。
在线诊断是指通过数控系统的控制程序,在系统处于正常运行状态下,实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入/输出以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检验,并显示有关状态信息和故障信息。系统除了在屏幕下显示报警号和报警内容外,还实时显示NC内部标志寄存器及PLC操作单元的状态,为故障诊断提供极大方便。
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