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透镜数控加工效率提高
透镜数控加工效率提高【1】
【摘 要】针对透镜数控加工周期长、效率低的现状，通过工艺和刀路改进，实现了透镜数控加工效率的提高，由2个星期变为1个星期。
【关键词】透镜;工艺;刀路;效率
0 引言
透镜为我所某型产品中的重要零件，材料包括铝波导、工业用蜡、环氧玻璃丝，制造周期长(半年以上)，工艺复杂(牵扯到波导钳工、装配钳工、化工粘接、机械加工等多工种穿插配合生产)，要求高(对波导管、抛物面及装配面的精度都有要求)，结构如图所示。
图1 透镜
1 透镜数控加工的现状
1.1 加工周期长
透镜抛物面的数控加工在数控立车CK5116B上进行，用粗车循环去掉抛物面的加工余量占总体积的60%左右，改进前加工周期是2个星期。
1.2 加工难度大
为了定型和保护波导管内腔，透镜的波导管中灌入蜡，透镜的外层裹着玻璃钢，所以车削时要同时切削三种材料――铝波导管、蜡和玻璃钢。
蜡和玻璃钢在切削时容易堆积粘在刀头上，并且不易导热，增加了切削的难度;由于是复合材料，所以切削时不能用冷却液，排屑困难。
1.3 精度要求高
按照透镜抛物面要求x2+y2=4FZ(F=148.2)，粗加工要为精加工留下均匀余量，以便精加工时保证抛物面偏差±0.1，所以在数控加工中利用粗车复合循环去掉大部分余量，并控制好精加工余量，为精加工作好准备，精加工用精车循环保证抛物面精度。
2 影响透镜数控加工效率的因素
2.1 背吃刀量小
图2 刀具后面和波导管干涉
由于刀具后面和波导管干涉的原因，每次背吃刀量只能取1.37mm。
2.2 刀路长
图3 Mastercam生成的粗车复合循环刀路
粗车循环复合循环的刀路长。
在其他因素不变的情况下，对刀具路经进行优化，缩短刀具路径，也就是缩短加工时间。
3 工艺改进
3.1 用预先加工让位台阶的方法提高背吃刀量
对于R10的圆弧到来说，每次的理论切深可达到5mm，但由于刀具后面和波导管干涉的原因，每次背吃刀量只能达到1.37mm。
只要加工出相应的让位空间，就可使刀具切深增加;每间隔一次，加工出一个让位台阶，就可使切深翻倍，达到2.74mm。
3.2 优化刀具路径
Mastercam自动生成的粗车复合循环刀路，在每一个刀具切深后，都要走到边沿，这里我们隔一个切深，让刀具只运行到50mm处，下一个切深再运行到边沿处。
这样刀具路径明显缩短。
4 采用新旧工艺的对比
4.1 程序长度的对比
(上接第91页)4.2 刀路的对比
图4 原来的刀路
图5 改进后的刀路
4.3 加工时间的对比
将改进后的程序用于透镜的生产，透镜的数控加工效率有了明显地提高，由原来刀路改进前的2个星期缩短到刀路改进后的1个星期。
5 总结
针对透镜数控加工的现状和特点，给出了提高透镜数控加工效率的办法，通过工艺和刀路改进成功实现了透镜的数控加工效率的提高。
【参考文献】
[1]张超英.数控编程技术[M].北京：化学工业出版社，2008.
[2]杨海东.数控机床CAM编程[M].北京：中央广播电视大学出版社，2005.
提高数控机床加工效率的措施【2】
摘要：数控机床是我国机械制造工业和国民经济的重要装备，其发展直接关系到国计民生的许多领域，如何提高数控机床的工作效率，让其创造更大的经济效益?分析了数控机床常见故障以及维修方法，进一步论述了如何加强机床的管理和提高专业技术人员的素质和技能水平。
关键词：数控机床 故障 维护 管理
引言
数控机床是在机电一体化技术的基础上发展起来的一种灵活而高效的自动化机床，由于它用数控程序控制机床自动加工零件，无需使用复杂和专用的工模夹具，能比较好地解决中小批量，多品种和复杂零件加工自动化的问题，有生产效率高、加工的零件一致性好、质量稳定、便于产品更新换代等特点，因此在机械制造业中的比例越来越高，但是，有相当多的数控机床用户其设备高效多能的作用并没有充分发挥出来。
由于数控设备比普通设备的投资较大、生产准备时间较长，若加工效率太低，会严重影响企业经济效益的提高，因此，提高数控机床的加工效率己成为机械制造业面临的一大问题。
1数控机床常见故障
1.1 故障发生的阶段
故障是指设备或系统因自身原因而丧失规定功能的现象。
发生故障具有相同的规律，一般分为三个区域：(1)初期运行区，故障率较高，故障曲线呈上升趋势，此区故障多数属于设计制造和装配缺陷造成的。
(2)正常运行区，此时故障曲线趋近水平，故障率低，此区故障一般是由操作和维护不良造成的偶发事故。
(3)衰老区，此区故障率大，故障曲线上升快，主要原因是运行过久、机件老化和磨损过度造成的。
1.2故障的分类
按结构分为机械和电气两类;按故障源分为机械故障和控制故障两类;就其数控系统而言分为硬件故障、软件故障、干扰故障三类。
要判断是机械方面故障还是控制系统故障，其分析方法是：先检查控制系统，看程序能否正常运行，显示和其它功能键是否正常，有无报警现象等;再检查电机和检测元件，是否能正常运转，有无间歇或抖动现象，有无定位不准等问题。
如果没有上述问题，则可初步判断故障原因在机械方面，着重检查传动环节。
2数控机床的维护
2.1常见故障分析
(1)位置环。
这使数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节;它有很高的工作频度，并与外设相联接，容易发生故障。
(2)伺服驱动系统。
它与电源电网、机械系统等相关联，工作中一直处于频繁的启动和运行状态，也是故障多发部位。
(3)电源部分。
电源失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。
(4)可编程序控制器逻辑接口。
数控系统的逻辑控制，要由PLC实现，必须采集各控制点的状态信息，它与外界繁多的各种信号源和执行元件相连接，变化频繁，发生故障的可能性较多，故障类型较多。
2.2 常见故障的排除方法
(1)初始化复位法。
(2)参数更改、程序更正法。
系统参数是系统功能的依据，参数设定有误可能造成系统的故障或某功能无效。
(3)调节、最佳化调整法。
(4)备件替换法。
(5)改善电源质量法。
目前一般采用稳压电源，以改善电源波动。
对于高频干扰可用电容滤波法，通过这些预防性措施可减少电源板的故障。
3加强数控机床的管理
3.1提高操作人员的综合素质
数据控机床是现代工业的关键设备，其效能发挥的好坏取决于管理使用和维修人员的素质和操作技能。
建立一支高水平的技术队伍，保存好设备的完整。
数控机床的使用比使用普通机床的难度要大，因为数控机床是典型的机电一体化产品，它牵涉的知识面较宽，即操作者应具有机、电、液、气等更宽广的专业知识，因此对操作人员提出的素质要求是很高的。
3.2遵循正确的操作规程
不管什么数控机床，它都有一套自己的操作规程。
它既是保证操作人员安全的重要措施之一，也是保证设备安全、产品质量等的重要措施。
使用者必须按照操作规程正确操作，如果机床在第一次使用或长期没有使用时，先使其空转几分钟，使用中注意开机、关机的顺序和注意事项(如开机后首先要用手动或用程序指令自动回参考点)，这些对初学者尤其应引起足够重视，因为他们缺乏相应的操作培训，往往在这方面容易犯错。
3.3创造一个良好的使用环境
随着科学技术的进步，一般来说，数控机床的使用环境没有什么苛刻要求，可放置于普通机床一样的生产车间。
话虽然这么说，但由于数控机床中含有大量的电子元件，它们最怕阳光直接照射，也怕潮湿和粉尘、振动等，这些匀可使电子元件受到腐蚀变坏或造成元件间的短路，引起机床运行不正常，这些一般在安装机床时就已经注意了。
对于使用者而言，主要是注意周围环境的保护，比如说下雨天，就要注意不要将雨伞带到生产现场，更换鞋子等。
3.4提高机床的运转率
数控机床购进后，如果它的开动率不高，这不但使用户投入的资金不能起到再生产的作用，还有一个令人担忧的问题是很可能因过保修期，设备发生故障需支付额外的维修费用，因为新购进的设备都有一定时间的保修期限，从以往的经验来看，CNC设备在使用初期故障率相对来说往往大一些，用户就应在这期间充分利用机床，使其薄弱环节尽早暴露出来，在保修期内得以解决。
4利用成组技术原理提高生产率
利用成组技术为数控机床选择合适的加工对象，以提高生产率，若工厂己经实现了零件的编码和分组，则可为每种数控机床所适于加工的零件进行分组，并形成检索指令，利用这些检索指令。
可以从大量的零件中检索出适于在某种数控机床加工的零件或零件组;利用成组技术给零件组编程，通常的数控加工编程工作都是对每种零件单独进行的，需花费很多的人力、时间，不仅工作量大，编程周期长，而且经常有重复编程的工作，利用成组技术按零件组的假想参数化零件进行宏程序参数化编程。
可为每个零件组编制一个数控加工程序，当组内具体零件加工时，只要在此基础上输入少量参数并稍加修改即可，这样就大大减少了编程数量和缩短了编程时间，也相应缩短了程序的输入和调试时间，还克服了重复编程的缺点;给成组加工的零件配置成组刀具，加工中心适合多品种、中小批量零件的加工，其刀库容量一般较大。
由于刀具的品种繁多，规格、材料各异，故刀库中存放哪些刀具，何时更换等问题直接影响到生产率，为了不经常更换刀库中的刀具，提高机床的使用效率，可为每组工件配备一套刀具即成组刀具，成组刀具所加工的不是一种零件，而是几种零件组成的一组零件，这样就不用每加工完一种零件就更换一次刀具了从而减少了辅助时间。
参考文献：
[1]仟建平，自恩远，赵美虹等.现代数控机床故障诊断及维修[M]北京：国防工业出版社，2002
[2]朱跃峰，朱敬超.数控机床故障判断与维护[J].科技资讯，2007，(13).
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