機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
圖4 單場(chǎng)/四場(chǎng)掃描技術(shù)抗污性能比較(綠色:?jiǎn)螆?chǎng);紅色:四場(chǎng))
1. 縮減機(jī)床非生產(chǎn)時(shí)間
機(jī)床在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因故障或其他原因而被迫關(guān)機(jī)重新啟動(dòng)。對(duì)于僅裝備了增量式光柵的機(jī)床,開(kāi)機(jī)后必須對(duì)每一軸執(zhí)行通過(guò)參考點(diǎn)。與正常開(kāi)機(jī)后通過(guò)參考點(diǎn)所不同的是,機(jī)床的刀具此時(shí)通常還處于加工位置,與工件有直接接觸,有時(shí)甚至還處于工件的內(nèi)部(如鉆孔、攻螺紋等),為了安全地進(jìn)行通過(guò)參考點(diǎn),必須首先手動(dòng)將刀具移出加工位置。這對(duì)于帶傾斜刀具的多軸機(jī)床更為困難,往往要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力,因?yàn)楫?dāng)?shù)毒咧赶蚺cX、Y、Z軸不平行時(shí),增加了(故障后)手動(dòng)移出刀具的難度。
對(duì)由多臺(tái)加工設(shè)備構(gòu)成的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn),在其中一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障須重新啟動(dòng)時(shí),可能不得不對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行通過(guò)參考點(diǎn),并需對(duì)未完全加工的工件進(jìn)行特殊處理。配備了絕對(duì)式光柵的機(jī)床或生產(chǎn)線(xiàn)在重新開(kāi)機(jī)后立刻重新獲得各軸絕對(duì)位置以及刀具的空間指向,因此可以立刻從中斷處開(kāi)始繼續(xù)原來(lái)的加工程序,大大提高了機(jī)床的有效加工時(shí)間。
圖5 絕對(duì)式測(cè)量示意圖
機(jī)床的可靠性直接決定零件生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)性。機(jī)床每分鐘的故障時(shí)間對(duì)用戶(hù)而言都意味著成本的增加,因此,機(jī)床設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢(shì)是對(duì)重要部件的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。海德漢的絕對(duì)式光柵通過(guò)其雙向通信 EnDat 數(shù)據(jù)接口支持此類(lèi)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。EnDat 數(shù)據(jù)接口除了絕對(duì)位置值外,還向數(shù)控系統(tǒng)傳輸光柵的工作狀況,如讀數(shù)頭光源調(diào)節(jié)余量是否接近極限、讀數(shù)頭最大允許移動(dòng)速度是否超標(biāo)、工作溫度是否超出允許范圍等。EnDat在上述情況出現(xiàn)時(shí),可向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號(hào),此時(shí),光柵仍可正常工作,但用戶(hù)可依據(jù)該預(yù)警信號(hào)提前采取措施。
光柵出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí),EnDat 還會(huì)向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),數(shù)控系統(tǒng)可依據(jù)該信號(hào)決定是否中止加工以保護(hù)機(jī)床和工件。在排除故障時(shí),維修人員可以按照EnDat提供的信息在最短時(shí)間內(nèi)查找到故障的根源,如光柵電源過(guò)低、讀數(shù)頭工作不正常、輸出信號(hào)幅值過(guò)低等。
通過(guò)發(fā)送預(yù)警和報(bào)警兩個(gè)等級(jí)的故障信號(hào),絕對(duì)式光柵可以極大地提高用戶(hù)維護(hù)工作的效率,減少光柵故障造成停機(jī)的概率,機(jī)床的可靠性也由此得到提高。
3. 提高機(jī)床安全性
為了對(duì)機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分進(jìn)行保護(hù),通??梢圆捎眯谐涕_(kāi)關(guān)來(lái)確保機(jī)床各部件的運(yùn)動(dòng)不超出允許范圍。行程開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期處在惡劣環(huán)境之中(冷卻液、金屬屑等),極易損壞,加上機(jī)床正常運(yùn)行時(shí)較少使用到行程開(kāi)關(guān),所以無(wú)法隨時(shí)確定其功能是否仍然正常。為了保證工作安全,用戶(hù)不得不定期檢查行程開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。采用絕對(duì)式光柵的機(jī)床可以在任何時(shí)間確定機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件所處位置,通過(guò)在數(shù)控系統(tǒng)中作相應(yīng)設(shè)置可以省去行程開(kāi)關(guān),這樣既節(jié)省了機(jī)床用戶(hù)的設(shè)備維護(hù)時(shí)間,同時(shí)也避免了行程開(kāi)關(guān)損壞可能帶來(lái)的安全問(wèn)題,提高了機(jī)床使用時(shí)的安全性。
評(píng)論