航空業遇瓶頸?我們該如何開發探索數控機床功能?
航空制造要求數控機床具有先進性、集成性、柔性、高精度和高穩定性。數控系統是數控機床的核心,是數控機床的大腦。
更快更強的數控系統使得數控機床具備更加強大的運算和處理能力,能夠完成更為復雜和精細的加工。復合功能使數控機床顯著提高零件的加工效率,機械加工趨向于高精度、多品種、小批量、低成本、短周期和復雜化的加工。隨著數控機床越來越多地被應用到航空零件的生產中來,航空零件的加工能力得到了明顯的提高,結構復雜零件型面能夠使用數字化加工完成,而其采用普通設備是很難加工的。
雖然零件的加工能力有所提高,但數控機床的應用水平還有待提高,不論是編程技術還是加工技術,都還有許多可以提升的空間。數控機床高級功能的開發,提高數控機床的加工效率,以及最大限度地發揮數控機床的優越性已經成為技術人員面臨的最大難題。
1. 數控機床功能開發內容
航空制造數控機床功能開發包括以下幾方面內容:
(1)開發數控機床的硬件功能,比如鉆頭破損檢測功能開發,加工狀態下的刀長、半徑及機內自動測量功能開發。這類功能開發是針對部分數控機床引進時未配置在線測量裝置等硬件設施而言的,是將先進的設備引入生產過程,從而提高生產過程的先進性。
(2)將操作系統的高級指令引入生產過程,進一步發揮數控加工的先進性。開發機床操作系統的高級指令,比如可編程的零點偏移、可編程的旋轉(多面加工)等。
(3)高級編程語言的二次開發,能夠更大程度地提高數控加工的先進性。
借助高級指令編制有特定功能的模板程序,做有規律的計算, 對機床數據進行檢測、判斷,進而簡化、優化加工過程或在加工過程中增加防錯功能,屬于采用已知系統高級語句編制模塊程序,更能有針對性地解決零件生產中遇到的問題。
2. 數控機床應用典型問題
數控機床應用中,常出現編程效率及加工效率較低,加工過程容易出錯的問題,比較有代表性的有:
(1)數控銑螺紋數控程序的編制需要計算的參數較多,編程過程相對復雜且易出錯,所以編制銑螺紋程序效率低且出錯率高。
(2)對于具有均布孔或均布槽的零件,加工每個孔都要執行重復的數控程序,加工部位余量大時還需要重復調用同一條數控程序上不同的刀補值去除余量。
這種重復量較大的編程工作,工作量較大,編程效率低。重復的上刀工作量大,容易出錯。
(3)由于某些數控機床坐標軸行程所限,編程時不能采用循環模式,只能編寫點位坐標,編程效率低且容易出錯。
(4)加工過程中刀具的破損如果沒及時發現,很有可能造成零件的報廢。
(5)采用輪廓編程方式加工零件時,操作者需要在機床內輸入刀具半徑,輸入的半徑不同,刀具的切削軌跡也不一樣。輸錯刀具半徑容易導致零件超差。
(6)數控加工零件之前需要建立加工坐標系,操作人員需要將各坐標軸原點輸入機床中,操作者輸入參數時容易出錯。