机床床身铸件优先采用砂型铸造,主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。机床床身按标准GB9439-88制造。树脂砂型刚度好,浇注初期砂型强度高这就有条件利用铸铁凝固过程的石墨化膨胀,地消除缩孔、缩松缺陷,实现灰铸铁、球墨铸铁件的少冒口、无冒口铸造。
1、机床床身耐磨性与消震好。由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油,所以耐磨性好。同样,由于石墨的存在,灰口铸铁的消震性优于钢。
2、机床床身工艺性能好。由于灰口铸铁含碳量高,接近于共晶成分,故熔点比较低,流动性良好,收缩率小,因此适宜于铸造结构复杂或薄壁床身铸件。
机床床身的铸造方法一般采用消失模铸造工艺,树脂砂铸造,实型铸造,高牌号铸造等,例如大型机床铸件的床身,立柱,横梁,滑台等都是用这几种铸造工艺。
电气控制系统数控机床概述与数控机床向智能化方向发展
【一】、电气控制系统与数控机床概述
数控机床是集电、机、气与一体的机电设备,其电气控制系统是保证其可靠运行的核心,一旦电气控制系统出现故障,则会导致数控机床运行异常,影响生产。随着数控技术的发展,数控机床电气控制系统故障呈现出多样化、复杂化的发展趋势。
1、电气控制系统组成
数控机床电气控制系统主要由3部分组成,分别是机床用PLC、外围电压电气控制系统及执行机构,其主要功能是保证数控机床的正常运行。在使用的过程中,需要明确3部分联系,整体了解系统功能。
2、电气控制系统结构
数控机床电气控制系统主要包括数控装置(CNC)、伺服系统、机床强电控制系统构成,其中伺服系统包括主轴伺服和进给伺服两个部分,机床强电控制系统主要包括可编程控制系统、继电器解除控制系统等。
3、电气控制系统故障原因分析
一般来说,电气控制系统故障主要包括电源故障、线路故障和元器件故障等3种故障类型,要想实现正确的故障处理与排除,需要明确电气控制系统故障原因,表1为部分电气控制系统故障原因及排除方法。
卧式机床立柱目前大部分采用的是双立柱框架结构形式。大、中型卧式机床的移动立柱固定于滑座上,而小型卧式机床的立柱则直接固定于床身上。主轴箱装在双立柱的中间,沿立柱导轨上下运动。
【二】、数控机床向智能化方向发展
智能数控系统技术是先进制造技术的核心,关系到国家战略地位和综合国力的水平,其市场前景广阔。
所谓智能化数控系统,是指具有拟人智能特征,在数控系统中具有模拟、延伸、扩展的智能行为的知识处理活动,如自学习、自适应、自组织、自寻优、自识别、自规划、自修复、自繁殖等。智能数控系统通过对影响加工梢度和效率的物理量进行检测、建模、提取特征、自动感知加工系统的内部状态及外部环境,快速做出实现较佳目标的智能决策,对进给速度、切削深度、坐标移动、主轴转速等工艺参数进行实时控制,使机床的加工过程处于较佳状态。当前数控系统所需要的功能将不只是高的性能(高速、高精度、高可靠性),而且还包括许多智能功能,如加工运动规划、推理、决策能力以及加工环境的感知能力、制造网络通信能力(包括与人的交互)、智能编程、智能数据库、智能监控等。
随着人工智能在计算机领域不断渗透和发展,数控系统正不断地向智能化发展。在新一代的数控系统和伺服装置中,由于采用“进化计算”(EvolutionaryComputation),“模糊系统”(FuzzySystem)和“神经网络”(NeuralNetwork)等三个方面新的控制机理,性能大大提高。这种高性能的智能化的数控系统选用高速的32位或64位处理机,采用高速高精度采样插补,大幅度提高采样频率,根据被插补曲线曲率的变化,自适应地调节进给速度并自动进行加减速控制。不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能,并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。更具特色的是考虑到操作使用的因素而呈现的极为友好的人机界面。比如在操作方面,引进模式识别技术,增加触摸屏操作功能及语音提示功能等,使系统的使用更加方便。在加工信息获取方面,往上实现CAD/CAM/CNC一体化,使复杂工作的加工更加容易,往下增加实物映身加工功能,实现无程序数控加工。在功能实现方面,一方面采用新型现场总线联网技术,增加网络实时控制功能,使数控机床可以方便地组成生产线,由中央计算机进行统一管理和控制,提高机床的运行效益,在此基础上,还可进一步构成FMS和CIMS;另一方面采用位置自适应控制功能,使单件小批量工件加工时,无须采用精密夹具或进行人工找正,提高加工过程的敏捷性。
高性能智能化交流伺服系统能自动识别负载并自动优化调整参数,是智能数控系统技术发展的前沿。将人工神经网络、专家系统、模糊逻辑及遗传算法等人工智能系统与现代交流伺服控制理论方法相结合,研究适合高性能智能化交流伺服系统的控制方法:分层递阶智能控制、定性与定量控制的协调方法、模糊神经网络并行学习算法、智能容错鲁棒控制器设计及智能控制的稳定性分析方法。利用复杂交流伺服控制系统的传感器信息融合处理技术,解决复杂的信息获取,提高伺服系统的控制精度。使交流伺服系统的性能达到快响应、高精度、鲁棒性及高可靠性智能化的目标,并能在高精度数控机床中得到应用。
总之,随着微电子技术、人工智能技术、计算机信息技术、先进材料技术、自动检测、自动控制等技术的发展,数控机床的性能将越来越可靠、智能化水平越来越高、加工效率越来越高、操作越来越简单和方便。
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