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軟件技術在刀具磨床上的運用

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軟件技術在刀具磨床上的運用

發布日期:2017-12-05 作者:銘啟機電 點擊:

現如今,加工中心機床工具等數控設備的廣泛使用,使年輕的工人擺脫手工技能的束縛,大批量地生産出高精密多品種工業化産品。作為越來越廣泛使用的新興刀具,金剛石(PCD)刀具的制造卻還過分地倚重人工技能。随着人力成本的提高和人們生活方式的變化,這種人工技能越來越不好找,用工成本越來越高。數控在這個行業的采用将是大勢所趨。


刀具磨床數控化不但降低了機床的操作難度,而且該技術和刀具磨床之間開存在着先天的聯系。刀具的複雜性和多樣性恰恰可以用軟件的靈活性來滿足,因此刀具磨床的控制單元應該放棄很多設備的共性,去滿足刀具磨削這個特殊的要求。軟件技術的采用可以減少機床結構的複雜程度,而這些機械零件都有很長的制造周期,這樣大大的縮短了設備的研發周期,甚至可降低成本。其次,一般來講刀具磨床的用戶群不大,廠家貯備零備件的積極性不高,簡單的機械結構也能降低日後設備運行的風險。由競争而産生的産品更新換代,要求設備有一定“柔性”,軟件的維護和升級正好能滿足其需求。


常規的“數控系統”和CAD/CAM軟件不是為這些“非主流”設備開發的,隻能采用專用而簡約的控制單元。其中軟件技術在刀具磨床的數據處理和控制上起到關鍵的作用。

和電子産品要權衡硬件和軟件的分配的比重一樣,機械産品也要仔細斟酌機械結構和電氣裝配的比重,以便使制造成本、制造周期、産品性能、使用方便和易于維修達到完美的統一。

在我公司金剛石(PCD)工具磨床BT-150J 的開發過程中,影響刀具刃口質量的砂輪往複擺動處于最優先考慮的問題。我們放棄傳統的曲軸連杆擺動機構,通過電子智能部件對擺動的位置、速度和加速度進行過程控制,大大地提高了擺動的運動精度和平穩性能。同時這也帶來制造周期短、維修簡單和操作方便等其它好處。作為一款經濟型的設備,采用工業監視器而非電腦作為監測手段,不但降低了成本而且由電腦引發的故障率大大降低,比較适合中小企業這個用戶群體。

帶多個同心圓刻劃線的光屏是光學投影儀常見器件,BT-150金剛石工具磨床對該器件進行了改良,使之成為由一個十字線和兩個以十字線交點為中心的同心圓組成“軟”光屏。十字線的位置可以通過按鍵上下移動,同心圓的大小也可以變化。這樣刀具裝卡上就可以按“尋找刀尖”鍵來捕捉刀具的圓弧中心,使十字線交點與之重合,這樣不用移動刀具位置就可以對比測量。同時,不必要的同心圓不顯示,也使測量更簡潔清晰。


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作為一款全自動的刀具磨床BT-150B,其監測系統是數控單元的眼睛,眼睛看到哪數控系統走到哪。其監測系統(UNCOVER 2.1)就弱化了CCD支架機械結構的功能。取消CCD相機橫向拟向導軌,用電腦軟件繪制的劃刻線的移動來替代相機的微小位移,并設置操作口令,來确保刀具對中後的狀态不變。這一設計主要來自兩個原因:第一,機械手輪驅動絲杆的機械結構存在微小的彈性變形,對中後外力撤消的情況下,彈性變形恢複使中心再次偏離。第二,小小的CCD支架上有四個自由度,任何微小的變化或不經意的動作都會使中心偏離,所以操作工在開始磨刀前要頻繁地調整并确認中心對齊。軟件技術的使用不但使CCD支架剛性大大增加,并能有效的保持對中的狀态。


在實際開發過程中,軟件開發人員深入研究設備的工藝要求和工人的使用習慣是非常重要的,而機械工程師應正确理解軟件技術和控制技術(包括技術底線),了解最新技術現狀及其發展方向,因為他們往往是提出問題和要求的人。


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