加工中心盤式刀庫換刀系統(tǒng)的故障預(yù)警方法研究-背景
課題背景隨著市場經(jīng)濟地快速發(fā)展和全球經(jīng)濟一體化程度地不斷加深，市場對于裝備制造 業(yè)產(chǎn)品提出了性能更好、能耗更少、人機界面更高等一系列要求，作為裝備制造業(yè)的“工 作母機”一精工機床，其精度、功能、可靠性水平直接決定了產(chǎn)品的市場競爭力水平[1]。 長期以來，我國一直是精工機床制造大國[2]、消費大國，卻不是制造強國[3]。國內(nèi)精工 機床市場，尤其中高端市場長期被國外品牌所占領(lǐng)[4][5]，其中主要原因就是國產(chǎn)精工機 床產(chǎn)品的可靠性水平差[6][7]。精工機床是國家裝備制造業(yè)的工作母機，其技術(shù)水平代表了一個國家的綜合 實力。精工機床是集機、電、液、光于一體的復(fù)雜系統(tǒng)[11]。精工機床的應(yīng)用極大地提 升了自動化程度，提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本，也能改善工人勞動條件。隨著市 場競爭的加劇，產(chǎn)品的更新速度越來越快，精工機床的應(yīng)用越來越廣泛。精工機床技 術(shù)的先進程度決定著精工裝備的精度、可靠性等性能參數(shù)，因此技術(shù)的先進與否更能 體現(xiàn)一個國家裝備制造業(yè)技術(shù)水平的高低[12]。社會經(jīng)濟的不斷進步對裝備制造業(yè)提出了越來越高的要求。在科學技術(shù)的不斷發(fā) 展的條件下，裝備制造業(yè)也在不斷的進步，裝備制造業(yè)的發(fā)展也在促進著科學技術(shù)的 攀升，此二者的動力來源于社會經(jīng)濟的不斷增長和人民日益增長的物質(zhì)文化需求。科 學技術(shù)的發(fā)展為裝備制造業(yè)提供了性能更加優(yōu)良的材料、更加智能化的控制方式、更 快的傳感器和處理系統(tǒng)，而裝備制造業(yè)的提升為科學技術(shù)提供了更為精密的儀器、功 能更為全面的設(shè)備。社會經(jīng)濟的不斷進步對企業(yè)的生產(chǎn)制造不斷提出新的挑戰(zhàn)：要求 企業(yè)生產(chǎn)越來越復(fù)雜的零件的同時卻不能對精度和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響；要求企業(yè)能夠根 據(jù)市場的需求快速的調(diào)整自己的生產(chǎn)線，快速的生產(chǎn)出合格產(chǎn)品；要求企業(yè)嚴格控制 成本，提高生產(chǎn)制造的自動化，實現(xiàn)較長時間內(nèi)無人監(jiān)管條件下的安全生產(chǎn)[13][14]。 對于上述要求，普通機床等剛性制造設(shè)備顯然是難以實現(xiàn)的，只有精工機床才能 實現(xiàn)上述功能。與傳統(tǒng)機床相比，精工機床的自動化程度高，可自行根據(jù)程序設(shè)定進 行加工，可在同一精工機床完成多道工序，減少了因更換刀具、裝夾工件所產(chǎn)生的時 間成本、人力成本，提高了生產(chǎn)效率；同時，也可避免多次裝夾產(chǎn)生的累計誤差，提 高了產(chǎn)品質(zhì)量；對于普通機床無法規(guī)避的定位誤差、刀具誤差、溫度變化誤差等問題， 精工機床都可以在精工程序中加入代碼，進行誤差補償。隨著社會不斷發(fā)展，對精工 機床的性能提出了更高的要求，精工機床應(yīng)向著高精度、高效率、高柔性自動化程度 發(fā)展[15][16]。精工機床是社會經(jīng)濟發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，因此，大多數(shù)國家尤其是發(fā)達 國家常常視精工機床擁有量和消費量為本國工業(yè)化程度的一個度量。從2005年起，數(shù) 控機床價值總額在我國整體機床價值總額中已超過60%[17]，并呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢。 目前，精工機床已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，例如汽車制造業(yè)、船舶工業(yè)、航天航空、 武器裝備制造等等，精工機床已經(jīng)植入于人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷嬷小Ｒ虼耍绾翁?高精工機床的精度和可靠性就顯得尤為重要。尤其對于航天航空工業(yè)、核工業(yè)、武器 裝備制造業(yè)等一些關(guān)乎到國家命運生死存亡的行業(yè)，低檔精工機床不適合也無法生產(chǎn) 出高質(zhì)量、高性能的產(chǎn)品。在國內(nèi)高檔精工機床市場，國有自主品牌的高檔精工機床 因其可靠性低得不到市場的認可，更無法在眾多國外品牌圍繞下進行突圍。因此為了 提高精工機床可靠性、維持精工機床高效穩(wěn)定的工作就成了重中之重。精工機床關(guān)鍵 功能部件能否正常工作直接會對整機正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，國內(nèi)的大多數(shù)高檔精工機床 由國外進口，發(fā)生故障后對關(guān)鍵功能部件進行維修需要國外的廠商來解決，花費不僅 巨大，而且維修周期較長，嚴重影響企業(yè)生產(chǎn)效率。因此實時監(jiān)控精工機床各個關(guān)鍵 功能部件的健康狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)并提前聯(lián)系主機廠商，在發(fā)生故障前對故障 部位進行維護、更換就顯得尤為重要。加工中心是由機械設(shè)備與精工系統(tǒng)組成的適用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率精工 機床。加工中心具有自動換刀系統(tǒng)，可通過精工系統(tǒng)自動更換刀具。加工中心的最初 原型為精工銑床，在二十世紀四十年代末，美國開始研究精工機床，并由美國MIT研 制成功了************臺精工銑床[18][19];************臺加工中心由美國卡尼雷特公司研制成 功。隨著傳感器枋術(shù)、材料學不斷取得新講展，加工中心的件能愈加完善，加工中心 越來越受到世界各國尤其是工業(yè)發(fā)達國家的重視。隨著加工中心的性能、精度、速度、柔性自動化不斷提高，可靠性作為一個重要 評價指標也日益受到人們重視[2()]。眾所周知，現(xiàn)今國內(nèi)機床行業(yè)能夠生產(chǎn)高端加工中 心，但其可靠性低、精度保持能力差，無法在市場競爭中取得優(yōu)勢。國內(nèi)企業(yè)寧愿花 高價買進口的加工中心，也不愿意選擇性價比較高的國產(chǎn)加工中心。導(dǎo)致這些問題的 主要原因是國產(chǎn)加工中心技術(shù)含量低、國產(chǎn)加工中心精度保持性差、國產(chǎn)加工中心可 靠性低，直接對企業(yè)的生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響，造成人力物力浪費，給企業(yè)帶來損失。盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)是加工中心的關(guān)鍵功能部件之一，由刀盤、機械手、氣缸 組成。刀盤可以儲存刀具，并在精工系統(tǒng)的控制下進行選刀；氣缸和機械手協(xié)作完成 拔刀、換刀、插刀動作。盤式刀庫機械手自動換刀系統(tǒng)故障率較高，發(fā)生故障時對整 機可靠性會產(chǎn)生直接影響。自動換刀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、換刀時機械手動作速度快、插 刀和抓刀時定位準確性要求高，故障率較高，據(jù)統(tǒng)計精工機床15 %左右的故障都與之 有關(guān)，可以說換刀系統(tǒng)是加工中心的可靠性薄弱環(huán)節(jié)，因此開展加工中心關(guān)鍵部件的 故障預(yù)警研究，在故障發(fā)生前做好維修的準備，或者在故障發(fā)生前對關(guān)鍵功能部件進 行事前維修，從而避免故障發(fā)生是非常有意義的工作[21]。本文采摘自“加工中心盤式刀庫換刀系統(tǒng)的故障預(yù)警方法研究”，因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學習參考，轉(zhuǎn)載請注明！