⑴ [求助]數控機床(可以法蘭克系統為例)各術語解釋!謝謝!
ABS
·參照「絕對」一詞。
A/D Converter
·參照模擬/字變換器。
AI
Artificial Intelligence
人工智慧、讓機械代替人進行作業。
AGV
Automatic guided vehicle
無人搬運車。裝載著工件、工具或夾具等按計算機的指令,搬送到車間內的指定場所。
APC
Absolute Pulse Coder
絕對脈沖檢測器。
是可以檢測機床全行程絕對坐標值的編碼器。
裝在伺服電機內部。裝有這個檢測器的裝置,電源接通後,不必返回原點機械可以自動運行
APC
Automatic pallet changer
自動交換托盤裝置。
APT
·參照APT。
ASCII
·參照ASCII。
ATC
Automatic tool changer
自動換刀裝置。
〔B〕
Bit(二進制位)
二進制數的位。此詞可作為信息量的單位使用。即用二進制的總位數來表示存儲容量。
BCD
Binary Coded Decimal
也稱為2進制化的10進制。把1位10進制數用4位2進製表示。4位可以表示16個數,但只選其中0~9的表示方法,這就是BCD。
Bus(匯流排)
是計算機的硬體,傳送數據的公共通道。
Byte(位元組)
由8個二進制位構成的信息的基本單位。
CAD
Computer Aided Design
計算機輔助設計。
CAM
Computer aided Manufacturing
計算機輔助製造。
CIM
Computer Integrated Manufacturing
計算機集成製造系統。以計算機生產系統為中心。
包括材料的采購、生產管理、工藝管理、物流管理、銷售等與生產有關的各領域綜合起來的製造工程系統。
CISC
Complex Instruction Set Computer
復合指令集的計算機。減少CPU的基本指令數,提高處理速度的計算機。
·參照RISC。
CSSC
Constant Surface S Speed Control
請參照恆周速控制一項。
CNC(計算機數控)
Computerized Numerically Control
是內部裝有計算機或微處理器的NC。
由計算機存儲器中存儲的控製程序決定控制功能並實施控制。稱為存儲程序方式的NC。
更換控製程序可以變更功能,具有很高的通融性。用途廣泛。即不只是用於數控機床還作為制圖機、數字化儀、氣體切割機等的NC控制。
CPU
Central Processing Unit
中央處理器。電子計算機的主要構成部件。
是解讀命令、執行命令的裝置。中央處理器控制內部存儲裝置和運算裝置間的信息傳送及計算機的操作順序等。
CP控制
Continuous Path Control
·參照輪廓控制。
CR
Carriage Return
回車。把列印位置返回到同一行的第一個位置的功能字元。
〔D〕
DDA(數字微分分析器)
Digital Differential Analyzer
使用數字微分器的插補方式。
DNC(直接數控)
Direct Numerically Control
用中央過程式控制制計算機,同時控制多台機床的控制系統。
中央過程計算機同時進行加工程序的實時處理,車間生產管理,能源管理的記錄。如果進行大分類的話,以前的NC裝置是與個機床相連的,而該計算機是控制這些NC裝置的。
DRAM
·請參照RAM。
DPL
·請參照顯示單元項。
DSCG(正弦、餘弦波形數字發生器)
Digital Sine Cosine Generator
把一定頻率的交流信號的振幅按著正弦函數或餘弦函數變成數字信號的信號發生器。
FMC
Flexible Manufacturing Cell
柔性製造單元。
通常是指小規模的廉價的FMS或者FMS中的一個生產單位。
FMS
Flexible Manufacturing System
柔性製造系統。
由NC機床、工業機器人、自動搬送系統、自動倉庫系統以及管理這些設備的計算機中央管理系統構成的進行多品種,小批量生產,無人管理的高效率製造系統。
F/V轉換器
Frequency to Voltage converter
把頻率信號變成電壓信號的單元。
HRV(高速響應矢量)
High Response Vector
用高速DSP和高性能的控制軟體,來提高電流控制的響應性和穩定性。
IC(集成電路)
Integrated Circuit
按照實現的功能把半導體、電阻等電路元件作成一體不可分的微型電路元件。根據集成度,有以下幾種。
SSI (Small Scale Integration)
MSI (Medium Scale Integration)
LSI (Large Scale Integration)
VLSI(Very Large Scale Integration)
LSI是由極多的邏輯之件作成的大規模集成電路。
LCD
Liquid Crystal Display
液晶顯示器。利用液晶因電壓的變化可以變黑的性質製成的顯示器。
LED
Light Emitting Diode
發光二極體。通電後可以發出可視光的半導體元件。
LSI(大規模集成)
Large Scale Integration
有1000~數萬個晶體管的大規模集成電路。
〔M〕
MAP(製造業自動化通訊協議)
Manufacturing Automation Protocol
為了使生產工程自動化。把計算機與機器人、NC機床連接起來作成網路。MAP是關於此網路的規則與通
訊協議。
是FA用的LAN(Local Arer Network)的通信規則之一。是美國GM公司(General Motors)為本公司車間使用而開發的,它已成為國際性標准。
MDI
Manual Data Input
·參照「手動數據輸入」項。
MTBF
Mean Time Between Failure
平均故障時間。
〔N〕
NC連接單元
NC Linkage Unit (NLU)
DNC中連接計算機和NC的介面。此時NC上需要有計算機連接電路。
OS(操作系統)
Operating System
為有效地使用計算機系統而製成的軟體,譯為基本軟體。
有名的有MS-DOS、OS/2、UNIX、Mach等。
OSI(開放系統結構)
Open Systems Interconnection
開放型系統間的相互連接,及不同機種計算機交換數據的通信規則。
〔P〕
PMC(可編程機床控制器)
Programmable Machine Controller
按照設計的動作順序,控制機床工作的裝置。PC中沒有繼電器電路的工作部分,用半導體存儲器中存儲的順序程序完成它的任務。
按照NEMA標准中的定義,PMC是通過數字或模擬的輸入、輸出模塊,內部繼電器、存儲器、定時器和計數器等,按照基本指令、算術、邏輯及功能指令編制的順序邏輯程序控制機床強電部分動作的電子裝置。
PLC
Programmable Logic Controller
可編程邏輯控制器。
PWM
Pulse Width Molation
·參照脈寬調制項。
〔R〕
RAM(隨機存儲器)
Random access memory
可以隨機地存取,並經常可以自由地改寫其內容的存儲裝置。大致分類如下:
DRAM(Dynamic RAM )
SRAM(Static RAM )
DRAM是利用在電容上蓄積電荷時的狀態為1,不蓄積的狀態為0,進行信息存信者的。但是由於有漏電流,存儲的信息會丟失,所以要不斷改寫(再生)。而SRAM是雙穩態電路,利用一方的電壓狀態為1,另一方為0,來存儲信息。其內容不需再生。
RISC(簡化指令集的計算機)
Reced Instruction Set Computer
是指減少指令集的計算機。是加利福尼亞大學開發的處理器(運算處理裝置)的設計方法。用減少CPU
基本指令集的方法,提高計算機的處理速度。運算能力是以前CISC型的數十倍。
〔R〕
ROM(只讀存儲器)
Read only memory
是不能自動寫入的存儲裝置。只能讀出使用。通常存儲控製程序常數等。
·參照「ROM」項。
RS232C
計算機與終端裝置連接的介面標准。是美國電子工業會EIA(Electronic Instrial Association)規定的標准。
TFT(薄膜型晶體管)
Thin Film Transistor
薄模型晶體管和液晶顯示器等。
編碼器
Encoder
把信息變成代碼的裝置。使用碼盤或標尺作成的位置檢測器。
·參見脈沖編碼器。
NC連接單元
NC Linkage Unit (NLU)
是連接DNC的計算機和NC的介面。此時,NC中需要有計算機的連接電路。
MDI
Manual Data Input
·參見手動數據輸入。
誤差檢測
Error Detection
機床輸入給控制裝置的信號。在此信號ON期間,機床到達指令位置以後,開始下個指令的動作。
MPU
Micro Procrssing Unit
·參見微處理器。
程序結束
End of Program
表示工件加工結束,NC裝置讀到該地址字,在該程序段的作業執行完了之後,主軸、冷卻劑、進給等都停止。
程序段結束
End of Block
是NC程序中表示1個程序段結束的字元。
簡寫成EOB。在ISO標准中使用NL或LF代碼,在EIA標准中,用CR代碼。
倍率
Override
為了適應工件或加工條件,操作者手動改變程序值(進給速度、主軸轉速等)的功能。如下圖所示,倍率用機床操作面板上的波段開關設定。
進給功能
Feed function
指定刀具相對於工件的進給(進給速度或進給量)的功能。用地址F和其後面的數字表示。有每分鍾進給(mm/min)和每轉進給(mm/rev)。用F4位(直接指令)指令。
偏移
Offset
在線性放大器中,輸出電壓為0時所需要的輸入電壓或電流。
偏離電壓
Offset Voltage
輸入電路的信號為零,可是輸出不為零,此時為了使輸出為0,必須給輸入端子加電壓,該電壓即為偏移電壓。
選擇停機
Optional Stop
是1個輔助功能。把機床操作面板上表示此功能的開關置於ON時,其動作與程序停機相同。當開關置於OFF時,此功無效。
跳過任選程序段
Optional Block Skip
在某一程序段開頭有「/」(斜杠)代碼,且機床操作面板上的對應開關為ON時,可以使該程序的指令無效,為OFF時,該段即有效。
選擇
Option
在NC功能中,標准功能以外,備有的功能,但需用戶選擇訂購。
定向、定方位
Orientation
就是方位定位的意思。主軸准停就是使主軸在事先確定的位置上停止的功能。
用戶宏程序
Custom Macro
用戶自己編寫的為了使NC機床進行某種動作的指令群。在用戶程序中,以變數為中心,也可以使用函數計算循環和轉移等控制命令。
刀位指令帶
Cutter Location Tape
記錄刀具位置、進給速度、輔助功能等指令的磁帶。記錄主處理器中處理的結果。
浮動原點
Floating Zero
可以任意設置坐標系原點位置的NC機床的功能。此時,以前設定的原點的信息被丟失。具有此功能的NC機床上,可用同一程序在不同位置加工同樣形狀的工件。
干擾
Disturbance
使控制系統狀態不正常的外部作用。
角度位置檢測器
Angle Position Transsor
檢測角度位置變化的裝置。有回轉式感應同步器、旋轉變壓器、脈沖發生器等。
奇偶校驗
Parity Check
在由0和1組合起來信息中,附加1位,用來檢查該組信息。即用1的數量是奇數或是偶數檢查
該組信息是否出錯。當NC紙帶用EIA代碼時是奇校驗,ISO代碼時是偶校驗。另外使用NC紙帶時,在水平方向,垂直方向都進行奇、偶校驗。
允許誤差
Tolerance
標准值與允許的極限值之差。
強電順序控制
Sequence Control
是NC和機床的介面部分,是控制主軸電機、自動換刀、其他輔助功能等順序的電路。對於順序控制有用繼電器、半導體元件等硬連接方式和用PC(Programmble Logic Controller)的軟連接方式,一般稱為PLC(Programmble Logic Controller)與FANUC內裝的PC有不同的意義,FANUC稱為PMC(Programmable Machine Controller)。
重復定位精度
Repeatability
重復定位精度是指機床的可動部件在同一條件下在同一地點重復定位得到的精度。其誤差是隨機產生的。
柵格方式
Grid Method
用位置檢測器的1轉信號,生成電氣格子位置,是確定原點的一種方式。
時鍾脈沖
Clock Pulse
用於同步控制的岡步信號。
增益
Gain
機床的速度V被指令值與檢測值的差E來除所得的值。
即:G=V/E。把G值稱為定位伺服環的增益。(單位 sec-1)
原點
Zero Point
絕對坐標系的原點或增量坐標系的始點。
設定原點
Zero Offset
是指設定絕對坐標系的原點。只對可以使用絕對坐標系的裝置有效。
刀具位置補償
Tool Offset
在與控制軸平行的方向上進行刀具位置補償。
例如,在車削中,首先裝03號刀具,進行試加工,測量加工尺寸,把它與程序中的刀具位置偏移量用手動進行設定。以後選擇T03時,自動地進行這個補償。
刀具功能(T功能)
Tool Function
自動或手動換刀時,指定刀具的功能。用地址及其後面的數字來指定。
原點偏移
Zero Offset
NC機床上相對某一固定的原點把坐標系的原點偏移的功能。此時需要存儲永久的原點。
⑵ 機械專業英語翻譯
現有的並聯運動機床模型
在1998年米蘭召開的關於並聯運動機床歐美論壇上,Pritschow 出示了按年代先後排列的歐州關鍵專利。在隨後巴黎論壇上,出現了用於加工的其他並聯運動機床模型。這次展覽被認為是PKMS復興的標志。除了伸縮桿類型的PKM外,各種類型的並聯運動機床:類型B和類型C已經製造出來並受到推薦,比如 Hexaglide, Linapod, 和 Eclipse等。另外,在某些情況下,像著名的Neos Tricept,由於有幾個並聯桿,一系列的銷軸,因而有三個自由度,可用來提高機床的靈活性。由於Tonshoff的機床部分需要高剛性,現在超過90%的PKM樣機都是完全並聯的,其中絕大多數是屬於類型A,即使聯接處的製造技術可以使活動板旋轉30度。因此,刀具進入零件的角度被限制在30度以內。
然而,1999年巴黎機床展上的亮點是出現了許多和Stewart 平台不同的新的機器模型。現在評估各類PKM性能的通用基準還未建立。一但PKM做為機床的性能達到合格水平,那麼因生產規模擴大節約了成本,相比較下機床價格將不再是個障礙。現在美國機床的價格在$600到$1.5 million之間。不過幾年前,三軸與五軸銑床價格懸殊。現在,五軸銑床的價格比三軸機床高30%到50%。在不久的將來,PKM同樣的價格可以買到五軸加工中心。
⑶ 論數控機床的維護與保養
機床的維護與保養對一個數控專業的同學來說不難,下面我就為大家推薦論數控機床的維護與保養,歡迎大家閱讀!
摘要: 數控機床作為一種高精度自動化設備,其能否安全可靠運行,在很大程度上取決於機床的正確使用和日常維護,為了保證機床長期安全平穩運行, 降低維修費用,及時發現和消除隱患,從而提高企業的經濟效益。筆者就數控機床的維護與保養通過日常工作中的典型故障著重提出以下幾種實用的診斷、維修及保養方法供大家參考。
關鍵詞: 數控機床 自動化 診斷 維護 保養 效益
1 數控機床故障的分類
常見故障按產生原因分為機械故障和電氣故障兩類。所以,維修中首先要判斷是機械故障還是電氣故障,先檢查電氣系統看程序能否正常運行,功能鍵是否正常,有無報警現象等,再檢查是否有缺相、過流、欠壓或運動異常等現象。根據上述情況,則可初步判斷故障原因在機械方面還是在電氣方面。
2 典型故障的診斷與排除方法
2.1 常規檢查法 ①報警處理:數控系統發生故障時,一般在操作面板上給出故障信號和相應的信息。通常系統的操作手冊或調整手冊中都有詳細的報警內容和處理方法。同時可以利用操作面板或編程器根據電路圖和PLC 程序,查出相應的信號狀態,按邏輯關系找出故障點進行處理。②無報警或無法報警的故障處理:當系統無法運行,停機或系統沒有報警但工作不正常時,需要根據故障發生前後的系統狀態信息,運用已掌握的理論基礎,進行分析,做出正確的判斷。這種利用可編程式控制制器進行PLC中斷狀態分析,其中斷原因以中斷堆棧的.方式記憶。
例如:一台SCHIESS VMG6 7軸五連動數控機床,採用西門子840D系統其可編程式控制制器S7300在運行中產生中斷故障,利用系統診斷中斷堆棧的方法可以十分迅速的找到故障原因,通過SIMATIC Manager 訪問這一功能,選擇菜單功能PLC->Diagnostic/setting->Mole Information->Diagnostic Buffer,可打開診斷緩沖器,診斷緩沖器中按先後順序存儲著所有可用於系統診斷的事件。選中了一個事件後,在“Dtails on Event"信息框中可以看到關於該事件的詳細說明:事件(ID)代號和事件號、塊類型和號碼,根據事件,如導致該事件的指令的相對STL行地址。單擊〖Help on Event〗按鈕,可打開事件幫助信息窗口。單擊〖Open Block〗按鈕,可在線打開CPU中出現中斷的塊,如利用這種方法在實際維修工作中是十分迅速有效的。維修人員應當充分熟悉系統的自診斷功能的一些特殊處理方法。這樣就會少走彎路,較快排除故障。
2.2 初始化法 一般情況下,由於瞬時故障引起的系統報警,可用硬體復位或開關系統電源依次清除故障;若系統工作存貯區由於掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對系統進行初始化清除。
例如:一台德國PFH100KW-6米數控龍門銑鏜床採用西門子840C數控系統,由於系統工作存貯區混亂,開關後只定在一個初始化界面,系統根本無法進入,一般性復位無效,必須對系統進行初始化清除,就採用了初始化復位法,進入〖start up〗菜單->利用〖general reset mode information on startup〗->選擇〖end gen reset mode〗進行這種特殊的復位法之後,系統才能重啟進行正常操作,故障解除。
2.3 參數修正法 在數控機床維修中,有時要利用某些參數來調整機床,有些參數要根據機床的運行狀態進行必要的修正,這種方法與機械維修相配合是十分有效的。例如:一台法國Forestφ250數控落地鏜採用NUM1060系統爬行嚴重,雖進行了X軸導軌的大修但此方向立柱的運行仍無法滿足加工要求,原因是前導軌已經嚴重研傷,在機械調節能力有限的基礎上試著進行參數更改,將P21 Servo-system loop gain coefficient伺服系統的位置環增益系數逐漸修調,NUM機床參數的設置步驟及操作方法介紹如下:①上電後按軟鍵Fll-SELECT THE UTILITY②選擇0項ACCESS TO UTILITY PROGRAMMES③選擇第5項SETUP DATA④這時出現畫面WARNING MACHINE CONTROL WILL BE STOPPED WHENCHANGING PARAMETES OK?(Y/N),鍵人Y字母⑤出現畫面MACHINE SETUP DATA 0 DISPLAY 1 CHANGE……,如果更改請鍵入1⑥出現PARAMETER?如果更改參數P21則鍵入P21⑦出現該參數後將游標移到字按#鍵入參數值回車即可⑧按鍵CTRL+X Off系統復位退出參數設定即可
經多次調試P21數值由950最終降為700後機床爬行故障得到好轉,保證了生產的進行。所以維修人員要多查資料多了解機床各種參數的意義及參數更改的方法。這樣就可以在機械調節能力一定的基礎上通過修改NC數據使機床的性能得到更好更大的發揮,提高它的加工精度。
3 數控機床電氣、液壓和冷卻潤滑系統的保養
3.1 電氣系統的保養
3.1.1 清除電氣櫃內的積灰,保持電路板、電氣元件表面干凈。由於環境溫度過高,數控櫃內一般都要加裝空調裝置。安裝空調後,數控系統的可靠性有明顯的提高。
3.1.2 機床周圍電器 檢查機床各部件之間連接導線、電纜不得被腐蝕與破損,發現隱患後及時處理,以防止短路、斷路。緊固好接線端子和電器元件上的壓線螺釘,使接線頭牢固可靠。
3.1.3 機床電源 檢查數控系統供電是否正常,電壓波動是否在允許范圍之內,整個數控電氣系統接地是否良好可靠。接地可靠是系統防止干擾、工作可靠的保證。
例如:一台美國AB的10×40米數控車銑床在調試過程中發現,機床通訊經常突然中斷很異常,通過檢查發現電控框屏蔽層接地不好,使程序信號受干擾引起失真,是導致上述問題的原因,將電纜屏蔽層、機床配電櫃元器件良好接地後故障排除。
3.2 液壓系統的保養 要定期對油箱內的油液進行更換,且有時機床油號的選擇也要由工作現場的環境溫度,油路系統不同而定。定期檢查更換密封件,清洗油箱和管路,防止液壓系統泄漏。檢查系統的雜訊、振動、壓力、溫度等是否正常,將故障排除在萌芽狀態。
3.3 冷卻潤滑系統保養 檢查導軌潤滑油箱的油量,潤滑油泵是否能定時啟動、停止。定期檢查油泵、清洗過濾器、油箱、更換潤滑油。如切削液太臟,應清洗切削液箱、更換切削液。在使用過程中,因此,要求除了掌握數控機床的性能及精心操作外,還要注意消除各種不利的影響因素。
應該強調的是,雖然數控機床的系統種類繁多,但是各類數控機床的保養方法基本相同。只要操作者與維修人員做到認真操作,精心維護,就可以及時發現和消除隱患,減少維修費用,從而保證了數控機床更長時間安全可靠的運行,切實貫徹了設備管理以防為主的主導思想,從而有效的保證和提高了企業的經濟效益。
參考文獻:
[1]劉永久.數控機床故障診斷與維修技術.北京:機械工業出版社.2006.
[2]管士昌.數控機床維修保養中的幾個問題.設備管理與維修1990(2).
[3]崔洪才.淺談數控機床的維護.設備管理與維修2001.No9
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⑷ 中走絲機床的工作環境
中走絲線切割機床的工作環境的一些相關注意的事項
1.選擇沒有粉塵的場所,避免留眾多的通道在線切割的旁邊;
(1) 線切割放電機器之本身特性,其空氣中有灰塵存在,將會使機器的絲桿受到嚴重磨損,從而影響使用壽命;
(2) 線切割放電機器屬於計算機控制,計算機所使用的磁碟對空氣中灰塵的要求相當嚴格的,當磁碟內有灰塵進入時,磁碟就會被損壞,同時也損壞硬碟;
(3) 線切割放電機本身發出大量熱,所以電器櫃內需要經常換氣,若空氣中灰塵太多,則會在換氣過程中附積到各個電器組件上,造成電器組件散熱不良,從而導致電路板被燒壞掉。因此,機台防塵網要經常清潔。
2.選擇能承受機床重量的場所;
3.選擇沒有振動和沖擊傳入的場所,線切割放電機床是高精度加工設備,如果所放置的地方有振動和沖擊,將會對機台造成嚴重的損傷,從而嚴重影響其加工精度,縮短其使用壽命,甚至導致機器報廢。
4.滿足線切割機床所要求的空間尺寸;
5.選擇溫度變化小的場所,避免陽光通過窗戶和頂窗玻璃直射及靠近熱流的地方
(1)高精密零件加工之產品需要在恆定的溫度下進行,一般為室溫20C;
(2)由於線切割放電機器本身工作時產生相當大的熱量,如果溫度變化太大則會對機器使用壽命造成嚴重影響。
6.選擇屏蔽屋:因線切割放電加工過程屬於電弧放電過程,在電弧放電過程中會產生強烈的電磁波,從而對人體健康造成傷害,同時會影響到周圍的環境.
7.選擇通風條件好,寬敞的廠房,以便操作者和機床能在最好的環境下工作。
線切割的其它注意事項:
1. 鉬絲與工件的被加工表面之間必須保持一定間隙,間隙的寬度由工作電壓 、加工量等加工條件而定。
2. 電火花線切割機床加工時,必須在有一定絕緣性能的液體介質中進行,如煤油、皂化油、去離子水等,要求較高絕緣性是為了利於產生脈沖性的火花放電,液體介質還有排除間隙內電蝕產物和冷卻電極作用。鉬絲和工件被加工表面之間保持一定間隙,如果間隙過大,兩極間電壓不能擊穿極間介質,則不能產生電火花放電;如果間隙過小,則容易形成短路連接,也不能產生電火花放電。
3. 必須採用脈沖電源,即火花放電必須是脈沖性、間歇性,上圖中ti為脈沖寬度、to為脈沖間隔、tp為脈沖周期。在脈沖間隔 內,使間隙介質消除電離,使下一個脈沖能在兩極間擊穿放電。 中走絲線切割工作液的作用與注意事項:
電火花線切割穩定切割的前提首先必須保證在切割過程中不斷絲。而斷絲機率主要隨著放電能量和切割厚度的增加而加大,即與電極絲在放電通道內所受到的離子轟擊、冷卻狀態及停留時間密切相關。切割的效率和表面粗糙度也與極間冷卻與消電離並恢復絕緣狀態有關。當採用含有機械油5%左右的乳化液作為工作介質時,切割完畢後觀察切割工件表面有兩個現象:首先切割完畢的試件是粘附在基體上的,一般需要用力甚至敲擊才可以使其與基體脫離;其次切割完畢的試件表面覆蓋著膠粘的甚至是粉末狀的蝕除產物,需用煤油才能清洗干凈。這主要是伴隨著放電通道內10000°C以上的高溫,工作介質將分解生成大量的高分子化合物並與金屬蝕除產物反應生成膠體狀或顆粒狀物質。這些物質將粘附在切縫內,並主要在切縫出口部位堆積,嚴重影響電蝕產物的排除,並使新鮮的工作介質進入切縫十分困難。由於兩極間不能保證存在不斷更新的工作介質,這樣將直接影響正常放電的延續甚至是在混有大量膠體物質的間隙內進行的放電甚至產生電弧放電,從而使工件和電極絲表面得不到及時冷卻,絕緣狀態不正常,造成正常放電比例降低,切割速度降低,工件表面燒傷,換向條紋嚴重並使得加工質量惡化,同時損傷電極絲,嚴重時引起燒絲。因此選用乳化液作為工作介質對於極間通道內冷卻狀態的改善、消電離並恢復絕緣狀態均有較大的影響,並且工件愈高,運絲速度愈慢,電極絲在加工區域停留時間將愈長,斷絲的機率自然就會增加。而乳化液在放電通道內分解成膠體或顆粒狀物質是一種必然的現象,所以使用乳化液作為工作介質必然大大限制切割工藝指標的提高。極間冷卻狀態的惡化其最直接的結果將導致WEDM-HS必須以十分保守的放電能量換取不斷絲的加工情況。
純凈水基工作液的優缺點:
中走絲線切割機床由於純水基工作液導電率較高,所以在切割過程中具有較強的電解作用,雖然切割出的工件表面十分均勻,但工件表面因為電解作用將導致色澤較暗,這種現象在多次切割時體現的更加明顯;
1.純水基工作液因為沒有油性成分,所以一旦揮發後其切割的蝕除產物就粘接在工作台上和導輪周圍,清理困難,嚴重時甚至會將導輪抱死,一旦運絲後電極絲與導輪將產生滑動摩擦導致導輪精度喪失而報廢;
2.水基工作液因為具有較強的鹼性,長期使用會使得機床油漆面起泡和褪色;
3.水基工作液必須嚴格控制稀釋比例,否則極易銹蝕機床和工件;
4.水基工作液揮發性較強,同時由於組分的問題,一般在切割過程中都會散發出一些異味。
目前市面上有線切割專用乳化液、固體乳化皂、復合工作液等,選擇好的工作液對加工的質量起到相當大的做用。 1.機床主體:床身、絲架、走絲機構、X—Y數控工作台
2.工作液系統
3. 高頻電源:產生高頻矩形脈沖,脈沖信號的幅值、脈沖寬度可以根據不同工作狀況調節。
4. 數控和伺服系統 自本世紀初國內有數家電加工機床生產企業通過對高速電火花線切割機床的改造,實現了在高速電火花線切割機床上的多次切割加工,該類機床被稱為「中走絲」(所謂「中走絲機」並不僅指走絲速度介於高速與低速之間,而且加工質量也介於高速走絲機與低速走絲機之間)。因而可以說,用戶所說的「中走絲機」,實際上是指那些能實現無條紋切割和多次切割的往復走絲電火花線切割機。多次切割技術可以明顯提高高速走絲機的加工質量,解決一次切割時的材料變形影響,提高加工精度,獲得較低的表面粗糙度,消除往返切割條紋,並保證一定的切割速度。較大地提高了高速電火花線切割的工藝水平,且由於該類機床具有較高的性價比而逐步被廣大的中小企業用戶所接受,對於「中走絲」而言,使用過程中的運行成本並未增加,但切割的工藝指標尤其是切割表面粗糙度值卻有較大幅度降低。多次切割技術可以明顯提高高速走絲機的加工質量,解決一次切割時的材料變形影響,提高加工精度,獲得較低的表面粗糙度,消除往返切割條紋,並保證一定的切割速度。
目前,高速走絲機的多次切割技術有了長足的發展,加工質量的明顯提高引起了眾多製造商和用戶的注意。中走絲電火花線切割多次切割後工件表面光潔度雖然提高了,但該類機床的切割精度比低速電火花線切割機床仍存在較大差距,且精度的保持性也需進一步提高。究其原因在於:大多數「中走絲」機床都是對現有的高速電火花線切割機床運絲系統進行了改進,但其基本結構仍沒有質的變化;由於電極絲的反復使用,在中走絲切割過程中必然存在電極絲的損耗,從而影響放電間隙並最終降低了切割精度;中走絲多次切割加工對於大部分端子模、沖壓模的凹模,加工效果明顯,無論精度、粗糙度均有明顯提升,操作也比較簡單。對於凸模加工,工藝性較強,操作經驗很重要,有些體積大、材料厚的凸模加工還有待積累加工經驗。此外有關理論修正量與實際修正量的差異與規律及高速電火花線切割的放電機理等問題還有待於進一步改進。嚴格按照以下條件生產:
① 機床本體方面:按國家相關標准嚴格控制機床的製造精度,特別是提高機床的定位精度和重復定位精度。同時也選用台灣或日本進口線性滑軌、精密絲桿,進行螺距補償或者閉環控制等。使前後二次切割軌跡完全一致;
② 運絲系統方面:採用高耐磨性電極絲保持器,保持電極絲的相對穩定,控制電極絲的空間形位變化,減小加工過程中電極絲的張力變化。
③ 脈沖電源方面:提高一次加工的切割速度,穩定在120 mm2/min以上.,減小電極絲損耗,保證加工件的精度,同時提供性能良好的精加工脈沖電源。
④ 變頻伺服方面:提供了適合粗、精加工的伺服模式,滿足不同加工對象的加工要求,與電規准合成將伺服參數寫入加工參數資料庫。
⑤ 冷卻系統方面:改變常用的粗放冷卻方式,採取多級過濾並對介電常數等關鍵參數加以控制,確保精加工的順利進行。
⑥ 控制軟體方面:提供開放的加工參數資料庫,可以根據材料的質地、厚度、粗糙度等條件,合理設置粗切割、精修和精微修光的脈沖參數、加工軌跡補償量、電極絲移動方式及其移動速度等,並開發了相應的多次切割智能資料庫。
雖然加工質量有了明顯提高,但當前的切割速度仍舊偏低,不能滿足用戶的需要,有待於我們繼續努力。 第一次切割任務是高速穩定切割
⑴脈沖參數:選用高峰值電流,較長脈寬的規准進行大電流切割,以獲得較高的切割速度。
⑵電極絲中心軌跡的補償量小:
f = 1/2φd +δ+ △ + S式中,f為補償量(mm);δ為第一次切割時的放電間隙(mm);φd為電極絲直徑(mm);△為留給第二次切割的加工餘量(mm); S為精修餘量(mm)。 在高峰值電流粗規准切割時,單邊放電間隙大約為0.02mm;精修餘量甚微,一般只有0.003mm。而加工餘量△則取決於第一次切割後的加工表面粗糙度及機床精度,大約在0.03~0.04mm范圍內。這樣,第一次切割的補償量應在0.05~0.06mm之間,選大了會影響第二次切割的速度,選小了又難於消除第一次切割的痕跡。
⑶走絲方式:採用高速走絲,走絲速度為8~12m/s,達到最大加工效率。
第二次切割的任務是精修,保證加工尺寸精度
⑴脈沖參數:選用中等規准,使第二次切割後的粗糙度Ra在1.4~1.7μm之間。
⑵補償量f:由於第二次切割是精修,此時放電間隙較小,δ不到0.01mm,而第三次切割所需的加工質量甚微,只有幾微米,二者加起來約為0.01mm。所以,第二次切割的補償量f約為1/2d+0.01mm即可。
⑶走絲方式:為了達到精修的目的,通常採用低速走絲方式,走絲速度為1~3m/s,並對跟蹤進給速度限止在一定范圍內,以消除往返切割條紋,並獲得所需的加工尺寸精度。
第三次切割的任務是拋磨修光 。
⑴脈沖參數:用最小脈寬進行修光,而峰值電流隨加工表面質量要求而異。
⑵補償量f:理論上是電極絲的半徑加上0.003mm的放電間隙,實際上精修過程是一種電火花磨削,加工量甚微,不會改變工件的尺寸大小。所以,僅用電極的半徑作補償量也能獲得理想效果。
⑶走絲方式:像第二次切割那樣採用低速走絲限速進給即可。
凸模加工工藝
凸模在模具中起著很重要的作用,它的設計形狀、尺寸精度及材料硬度都直接影響模具的沖裁質量、使用壽命及沖壓件的精度。在實際生產加工中,由於工件毛坯內部的殘留應力變形及放電產生的熱應力變形,故應首先加工好穿絲孔進行封閉式切割,盡可能避免開放式切割而發生變形。如果受限於工件毛坯尺寸而不能進行封閉形式切割,對於方形毛坯件,在編程時應注意選擇好切割路線(或切割方向)。切割路線應有利於保證工件在加工過程中始終與夾具(裝夾支撐架)保持在同一坐標系,避開應力變形的影響。夾具固定在左端,從葫蘆形凸模左側,按逆時針方向進行切割,整個毛坯依據切割路線而被分為左右兩部分。由於連接毛坯左右兩側的材料越割越小,毛坯右側與夾具逐漸脫離,無法抵抗內部殘留應力而發生變形,工件也隨之變形。若按順時針方向切割,工件留在毛坯的左側,靠近夾持部位,大部分切割過程都使工件與夾具保持在同一坐標系中,剛性較好,避免了應力變形。一般情況下,合理的切割路線應將工件與夾持部位分離的切割段安排在總的切割程序末端,即將暫停點(支撐部分)留在靠近毛坯夾持端的部位。
中走絲線切割機床適合加工各種復雜形狀的沖模及單件齒輪、花鍵、尖角窄縫類零件 ,具有速度快、周期短等優點,應用非常普及。高速走絲的線切割機床的電極絲主要是採用鉬絲,電極絲運動速度快通常為8~12米/秒,而且是雙嚮往返循環運行,在加工過程 中很容易發生斷絲。如果在切割工件過程中多次斷絲,不僅會造成一定的經濟損失,而且會帶來重新繞絲的麻煩;不僅耽誤時間,而且會在工件上產生斷絲痕跡,影響加工質 量,嚴重的會造成工件報廢。
本文詳細的總結了中走絲線切割機床在工作中經常出現的斷絲原因及解決辦法: 1,鉬絲鉬絲的松緊程度
如果鉬絲安裝太松,則鉬絲抖動厲害 ,不僅會造成斷絲,而且由於鉬絲的抖動直接影響工件表面粗糙度。但鉬絲也不能安裝 得太緊,太緊內應力增大,也會造成斷絲,因此鉬絲在切割過程中,其松緊程度要適當 ,新安裝的鉬絲,要先緊絲再加工,緊絲時用力不要太大。鉬絲在加工一段時間後,由 於自身的拉伸而變松。當伸長量較大時,會加劇鉬絲振動或出現鉬絲在貯絲筒上重疊。 使走絲不穩而引起斷絲。應經常檢查鉬絲的松緊程度,如果存在鬆弛現象,要及時拉緊 。
鉬絲安裝。鉬絲要按規定的走向繞在貯絲筒上,同時固定兩端。繞絲時,一般貯絲 筒兩端各留10mm,中間繞滿不重疊,寬度不少於貯絲筒長度的一半,以免電機換向頻繁 而使機件加速損壞,也防止鉬絲頻繁參與切割而斷絲。
機床上鉬絲引出處有擋絲棒,擋絲棒是由兩根紅寶石製成的導向立柱,擋絲棒不像 導輪那樣作滾動運動,他們直接與鉬絲接觸,作滑動摩擦。因此磨損很快,使用不久柱 體與鉬絲接觸的地方就會形成深溝,必須及時檢查並進行翻轉和更換,否則會出現疊絲 斷絲。
2,運絲機構
中走絲線切割機的運絲機構主要是由貯絲筒、線架和導輪組成。當運絲機構的精度下降時 (主要是傳動軸承),會引起貯絲筒的徑向跳動和軸向竄動。貯絲筒的徑向跳動會使電 極絲的張力減小,造成絲松,嚴重時會使鉬絲從導輪槽中脫出拉斷。貯絲筒的軸向竄動 會使排絲不勻,產生疊絲現象。貯絲筒的軸和軸承等零件常因磨損而產生間隙,也容易 引起絲抖動而斷絲,因此必須及時更換磨損的軸和軸承等零件。貯絲筒換向時,如沒有 切斷高頻電源,會導致鉬絲在短時間內溫度過高而燒斷鉬絲,因此必須檢查貯絲筒後端 的行程開關是否失靈。要保持貯絲筒、導輪轉動靈活,否則在往返運動時會引起運絲系 統振動而斷絲。繞絲後空載走絲檢驗鉬絲是否抖動,若發生抖動要分析原因。貯絲筒後 端的限位擋塊必須調整好,避免貯絲筒沖出限位行程而斷絲。擋絲裝置中擋塊與快速運 動的鉬絲接觸、摩擦,易產生溝槽並造成夾絲拉斷,因此也需及時更換。導輪軸承的磨 損將直接影響導絲精度,此外,當導輪的v型槽、寶石限位塊、導電塊磨損後產生的溝槽 ,也會使電極絲的摩擦力過大,易將鉬絲拉斷。這種現象一般發生在機床使用時間較長 、加工工件較厚、運絲機構不易清理的情況下。因此在機床使用中應定期檢查運絲機構 的精度,及時更換易磨損件。
3,工件
工件材料:對不經鍛打、不淬火材料,在線切割加工前最好採用低溫回火消除內應 力,因為如果工件的內應力沒有得到消除,在切割時,有的工件會開裂,把鉬絲碰斷; 有的會使間隙變形,把鉬絲夾斷或彈斷。如淬火後t8鋼在線切割加工中及易引起斷絲盡 量少用。切割厚鋁材料時,由於排屑困難,導電塊磨損較大,注意及時更換。
工件裝夾:雖然線切割加工過程中工件受力極小,但仍需牢固夾緊工件,防止加工 過程中因工件位置變動造成斷絲。同時要避免由於工件的自重和工件材料的彈性變形造 成的斷絲。在加工厚重工件時,可在加工快要結束時,用磁鐵吸住將要下落的工件,或 者人工保護下落的工件,使其平行緩慢下落從而防止斷絲。 4電參數電參數選擇不當也 是引起斷絲的一個重要原因,所以要根據工件厚度選擇合理的電參數,將脈沖間隔拉開 一些,有利於熔化金屬微粒的排出,同時峰值電流和空載電壓不宜過高,否則使單個脈 沖能量變大,切割速度加快,容易產生集中放電和拉弧,引起斷絲。一般空載電壓為 100v左右。在電火花加工中,電弧放電是造成負極腐蝕損壞的主要因素,再加上間隙不 合適,容易使某一脈沖形成電弧放電,只要電弧放電集中於某一段,就會引起斷絲。
根據工件厚度選擇合適的放電間隙:放電間隙不能太小,否則容易產生短路,也不 利於冷卻和電蝕物的排出;放電間隙過大,將影響表面粗糙度及加工速度。當切割厚度 較大的工件時,應盡量選用大脈寬電流,同時放電間隙也要大一點,長而增強排屑效果 ,提高切割的穩定性。
中走絲線切割斷絲的原因分析:
線切割作為我國獨創的一種電火花線切割加工模式,應用極為廣泛。電火花線切割加工的優點在於可以加工淬火類等熱處理後的零件、異型零件,切除廢料少等。工具電極通常為直徑0.10~0.18mm的鉬絲,加工過程中極易斷絲,不但耽誤生產時間、增加生產成本,而且降低了零件的加工質量。原因分析如下:
1.跟工件有關的斷絲
(1)工件經熱處理後工件內部存在內應力,在切割過程中造成內應力釋放,夾住鑰絲而造成斷絲。如果在工件熱處理前加工穿絲孔,從工件內側進行切割可以避免內應力造成斷絲。
(2)切割工件後,由於廢料自重較大,在掉落瞬間夾住鑰絲造成斷絲。在切割快完成時,可以用磁鐵同時吸住廢料和工件,或用夾具(如壓板)夾住,等待加工完成後再取下廢料。
(3)鑄造類零件在鑄造過程中可能造成的砂眼、氣孔,工件內部有不導電的雜質,在切割過程中可能會拉斷絲。對於此類零件,條件許可情況下可以採用探測工具探測零件內部材質是否均勻,對於不具備條件的應該隨時監測切割過程中機床儀表,對於電壓或者電流突變情況應該及時處理。
(4)工件切入點處或者穿絲孔在熱處理後可能會有不導電的氧化物等雜質造成無法切割,造成斷絲。對此可以用銼刀或者砂輪打磨工件切入點,去除不導電物質,露出導電部分再切割。
(5)工件表面覆蓋層(如塑料薄膜,油漆等)不導電造成的斷絲。工件接脈沖電源正極,鑰絲接脈沖電源負極,如果工件由於覆蓋層跟脈沖電源正極接觸不良,則無法放電加工,可能會拉斷鉬絲,因此必須保證工件和脈沖電源正極可靠連接,必要時首先去除掉工件表面覆蓋層。
2.跟工作液有關的斷絲
(1)工作液的濃度不合理造成斷絲。工作液濃度要合理,首先要選擇質量好的工作液,水質要好,然後根據零件不同的加工工藝指標要求進行工作液配製,配比一般為5%~20%。通常電火花線切割機床每天工作8h,連續使用8~10天後就需要更換新的工作液,否則容易斷絲。對於大厚度或要求切割速度高的工件可以將工作液濃度降低5%~8%左右,這樣加工穩定;而對於加工質量要求高的工件,工作液配比可以提高到10%~20%。
(2)工作液沖刷不足造成的斷絲。工作液的作用之一是沖刷切縫,冷卻鑰絲和工件,排除蝕除物。工作液噴出時如果沖擊力過大可能會造成鑰絲偏移,放電不均勻;沖擊力過小時則工作液噴出不足,無法沖入切縫中,無法放電,造成放電條件惡劣,無法排出蝕除物造成斷絲。因此要定時檢查噴嘴和迴流通道是否有堵塞,工作液噴出速度要合理,對於大厚度零件可以開大工作液噴出速度,使得工作液能充分進入切縫進行冷卻和排屑。
(3)工作液不夠或者堵塞造成無切削液加工,鑰絲很快會燒斷。因此,機床工作過程中要不定時檢查工作液是否足夠,循環通道是否暢通。
3.跟走絲機構有關的斷絲
(1)跟導電塊有關的斷絲。導電塊通常是壓住或者抬起鑰絲一點,由於鉬絲運行長時間接觸導電塊,導電塊會有溝痕,溝痕過大會夾斷鋁絲,因此應該定期將導電塊旋轉一定的角度,或者直接更換導電塊。
(2)跟導輪有關的斷絲。鉬絲通過導輪導向,因此導輪的精度影響鉬絲運行,其中支撐導輪的軸承影響導輪的軸向和徑向跳動,進而影響到鑰絲放電加工時的穩定性,因此,應該嚴格按照機床保養說明定期噴注潤滑脂或者更換軸承,乃至直接更換導輪組件。
(3)張緊機構造成的斷絲。如果張絲的時候重錘過重,在張絲過程中也可能會造成斷絲,或者鉬絲超過彈性變形的限度,鋁絲在運轉過程中由於頻繁換向以及頻繁的放電以及冷卻,很快也會斷絲。因此,張絲的時候應該選擇合理的重錘個數進行張緊。
(4)儲絲筒造成的斷絲。儲絲筒的徑向跳動會造成鉬絲切割過程中張力突變,會拉斷鉬絲軸向跳動還會造成疊絲,更容易造成斷絲。因此應該定期檢測儲絲筒精度並調整。
(5)鉬絲在儲絲筒上纏繞不合理造成的斷絲。鉬絲在儲絲筒兩端應該預留5~10mm寬度的鉬絲,否則鉬絲在換向時張緊力不均勻容易掙斷鉬絲,如果鑰絲在儲絲筒上有疊絲也會造成斷絲,因此應該在張絲時候調整鉬絲在儲絲筒上排列合理。
(6)儲絲筒運轉電機的換向機構失靈造成的斷絲。儲絲筒運轉電機的換向通過手動調整壓板調節儲絲筒的軸向行程,開關壓板壓下行程開關後電機應該換向,如果開關壓板沒有固定好或者沒有壓下行程開關,或者行程開關失靈,從而會造成儲絲筒超程拉斷鉬絲。因此,機床運行前應該保證行程開關和開關壓板可靠工作。
(7)鉬絲沒有放置在導輪的槽中造成的斷絲。上鉬絲時如果鉬絲沒有放置在正常的走絲路徑上,如導輪槽外等,開機即會拉斷絲,後果很嚴重。所以穿好鉬絲後一定檢查一遍走絲路徑,看鉬絲是否在正常的走絲路徑上。
(8)鉬絲熱脹冷縮造成斷絲。工件加工完畢後,如果鉬絲停靠在儲絲筒的中間段,若鉬絲張得過緊則在冷卻後可能會掙斷鉬絲。因此,鉬絲應該停靠在儲絲筒的一端,如果不加工零件還應該松開絲頭一端。
4.跟編程有關的斷絲:
(1)工件加工編程路徑不合理造成斷絲。選擇了容易造成工件切割過程中變形的走絲路徑,工件變形時夾斷鉬絲,而且切割出來的凸模尺寸精度低。應選擇整個加工過程中,盡量保持工件變形最小的走絲路徑,而且切割出來的凸模尺寸精度高。
(2)二次切割造成的斷絲。如果切割過程中斷絲,機床會有回退功能,重新上新鉬絲後沿著原切割路徑從頭開始切割,則由於第一次切縫後的縫隙,再次切割放電會不均勻,鋁絲損耗會比較嚴重。曾經切割一個大厚度零件,一晚上連續斷絲七次,每次總是不等切割到第一次的斷絲點就再次斷絲,細心查找原因發現,斷絲點都是燒斷的。通過更改切割路徑,使鉬絲反向走絲切割,順利加工出零件,沒有再斷絲。
5跟鉬絲有關的斷絲
(1)鉬絲質量差造成的斷絲。鉬絲質量不好可能會造成斷絲,應該選擇質量好的鉬絲。
(2)鉬絲損耗造成的斷絲。正常情況下鉬絲每切割l0000mm2直徑損耗大概為0.001~0.02mm,因此鉬絲損耗過多且壽命到期後,尤其是將要再次長時間一次性切割一個零件,為了避免切割中可能會斷絲,也為了保證加工質量,應該及時更換新鉬絲。
(3)鉬絲張緊力不合適造成的斷絲。走絲路徑長短以及合理與否對張力影響很大,而且新上鉬絲應該首先調整張力均勻,如果鉬絲張緊太緊,容易拉斷絲;如果鋁絲張緊太松,則鑰絲伸長後容易短路回退,如果跳出導輪也容易拉斷鉬絲。因此,鉬絲張緊力要定期調整到合適大小。
(4)廢除的斷絲頭造成的斷絲。鉬絲固定端剪斷的鉬絲如果混入線路中或者在絲桶上面疊絲也會造成斷絲,因此剪掉的鉬絲應該專門放入一個容器中,避免引起斷絲。
(5)鋁絲打折或者疊絲造成斷絲鉬絲不耐彎曲,因此鉬絲打折或者在儲絲桶上疊絲都很容易造成斷絲,對此在上絲或者調整鉬絲張力的時候一定注意。
6.跟切割工藝參數有關的斷絲:
(1)工藝參數設置不合理造成的斷絲。工藝參數選擇不合理會對鉬絲損耗有很大的影響,過大的損耗會加快斷絲。工藝參數的選取應該根據具體的零件而選擇,如零件的材質、零件厚度、零件的精度要求等進行選取。參數選取一般由操作人員憑經驗選取,也可以憑借一些智能技術,如神經網路中的BP演算法等進行優化選取切割工藝參數。
(2)對於大厚度零件,通常排屑困難,工作液很難進入到切縫中去,因此進給速度不能太快,否則容易出現短路或者拉弧現象,從而很快燒斷鉬絲。所以要選擇大的脈寬等,讓工作液充分沖刷切縫中的蝕除物,否則加工不穩定,燒斷鉬絲,但是過大的工作電流也很容易燒斷鉬絲。
(3)對於薄壁類零件,如果進給速度過快,也容易造成頻繁短路,鉬絲也很容易燒斷或拉斷。因此,切割工藝參數選擇不能過大。
綜上所述,造成斷絲的原因是多方面的,工件材料的不同、工作液的性能優劣、電極絲的磨損、電極絲的張緊力、機床的導絲結構以及切割工藝參數的合理性等都與穩定線切割加工過程,提高線切割加工質量和延長電極絲的使用壽命有關。只有找到具體斷絲的原因,才能有效地提高加工效率、預防斷絲。