加工中心高速切削時(shí)的切削速度是傳統(tǒng)切削速度的5~10倍，主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)萬轉(zhuǎn)甚至十萬轉(zhuǎn)每分鐘，切削效率高，且切削力降低，適合加工精密零件。但高速切削會(huì)產(chǎn)生大量切削熱，會(huì)影響刀具壽命和加工精度。影響切削溫度的主要因素有切削參數(shù)（切削速度、切削厚度和刀具前角）、刀具與工件的導(dǎo)熱性能以及刀-屑、刀-工件的摩擦系數(shù)等。切削熱包括切削層金屬的剪切變形熱、切削底層金屬的摩擦擠壓變形熱和已加工表面上的摩擦擠壓變形熱，切削發(fā)生塑性變形所消耗的功率主要轉(zhuǎn)化為熱量，進(jìn)而形成切削加工熱。加工中心在高速切削過程是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程，包含彈塑性變形、大變形和高應(yīng)變率以及很高的切削溫度和復(fù)雜的摩擦條件。以彈塑性大變形分析為基礎(chǔ)，采用熱-應(yīng)力耦合分析和熱彈塑性分析等有限元數(shù)值模擬方法將會(huì)促進(jìn)對(duì)高速切削過程熱行為的研究?；谌S的熱有限元建模，針對(duì)不同刀具材料、不同加工方式和冷卻方式的刀具切削性能的分析將是未來研究的重點(diǎn)。在刀具冷卻技術(shù)方面，目前提出了先機(jī)的帶冷卻液通道的刀具。在冷卻液方面，水基液的冷卻效果良好。針對(duì)不同冷卻液有很多研究人員通過實(shí)驗(yàn)改良冷卻液成分，以其得到更佳的冷卻效果。冷卻液的滲透性和加注方位與流量是影響冷卻液效果的兩個(gè)關(guān)鍵因素。國內(nèi)外研究了采用超聲波處理等技術(shù)提高冷去液滲透性來提高冷卻效果。為了使用最少的冷卻液實(shí)現(xiàn)******的冷卻效果，研究了加注方位和流量的影響。目前，精工機(jī)床在干式切削、液氮冷卻切削、水蒸氣冷卻切削、氣體射流冷卻切削、低溫風(fēng)式冷卻切削以及最小量潤滑切削等幾種綠色切削冷卻方式日益受到人們的重視。上述冷卻方式在成本、實(shí)現(xiàn)難易程度上各有不同，多種方式還處于理論機(jī)理研究和實(shí)驗(yàn)研究的階段，應(yīng)用不多。設(shè)計(jì)者應(yīng)權(quán)衡利弊，針對(duì)特定機(jī)床與環(huán)境選擇恰當(dāng)?shù)睦鋮s方式，但總體來說，綠色切削技術(shù)可以提高刀具使用壽命及加工質(zhì)量，且對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)人體健康無害，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果，是金屬切削加工領(lǐng)域今后的發(fā)展方向。目前，高速（超高速）干式切削技術(shù)和開發(fā)無污染的生態(tài)切削液是綠色切削技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)。
高精密的金剛石機(jī)床必需有嚴(yán)格的加工工藝規(guī)范及維護(hù)使用方案，為此，根據(jù)CNC坐標(biāo)磨床的性能結(jié)合精密塑膠模具制作加工的特性，制定了《坐標(biāo)磨床加工工藝規(guī)范》和《坐標(biāo)磨床使用維護(hù)和程序編寫》文件指引和規(guī)范加工，并指定專職的工藝工程師跟進(jìn)相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)和歸納總結(jié)經(jīng)驗(yàn)CNC坐標(biāo)磨床的磨削金剛石砂輪技術(shù)要領(lǐng)總結(jié)如下：1磨削過程比其它切削加工過程復(fù)雜，磨粒的切削過程包括滑擦、耕犁、切削三種狀態(tài)。金剛石砂輪磨削過程由火花切入、穩(wěn)定磨削和去火花清磨三個(gè)階段組成。2磨削過程中的彈性變形和塑性變形較大，其他切削加工法較少見的直接影響著加工工件的尺寸精度、粗糙度、磨削熱、外表質(zhì)量和磨削效率。使用中必須了解彈性區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄詤^(qū)和塑性區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢鲄^(qū)的臨界條件。3與一般的切削加工相比，一般切削加工中切向力比法向力大得多，而磨削中的特點(diǎn)是法向力約為切向力的24倍，磨削系統(tǒng)剛度對(duì)其影響很大。磨削力由切削力和摩擦力兩部分組成。粗磨時(shí)，以切削力為主，精磨時(shí)則以摩擦力為主。4磨削是一種耗能的加工方法，比其它加工方法大20倍。必需注意磨削熱和增加溫度的因素對(duì)加工的影響。5精磨時(shí)要保證零件的尺寸、圓度和金剛石砂輪精度。a要使零件圓度提高，首先毛坯不能有過大的圓度和同軸度誤差。b為了保證加工工件的最終尺寸精度和粗糙度，要注意磨削力的變化，新舊金剛石砂輪更換時(shí)會(huì)大大增加其不穩(wěn)定性，為此，需要經(jīng)常更換金剛石砂輪并減少金剛石砂輪磨削工件的數(shù)目。 c凸輪輪廓等曲線形狀磨削時(shí)，凸輪凹凸處的金剛石砂輪工件接觸區(qū)軌跡的變化，都會(huì)導(dǎo)致磨削力的變化，致使磨削發(fā)生不穩(wěn)定，形成形狀誤差。凸輪磨床上很難控制，而在坐標(biāo)磨床上用插磨法和控制工作臺(tái)成形運(yùn)動(dòng)的方法，便可以大大減少上述因素的影響，從而提高加工精度，這也是用坐標(biāo)磨加工成形金剛石砂輪的優(yōu)點(diǎn)之一。
先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)是提高機(jī)床精度的一個(gè)重要手段。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括高效的冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高效冷卻介質(zhì)的選擇和自適應(yīng)的冷卻控制系統(tǒng)。一般由于機(jī)床的發(fā)熱源處在不同的部位，是一個(gè)不均衡體，因此，都是根據(jù)不同的工作狀態(tài)，對(duì)主要發(fā)熱的關(guān)鍵零部件進(jìn)行冷卻。1 、主軸冷卻技術(shù)高速、精密精工機(jī)床主軸系統(tǒng)多采用電主軸，但高速電主軸的本身結(jié)構(gòu)存在散熱缺陷。這是因?yàn)楦咚匐娭鬏S的電機(jī)內(nèi)置、外殼封閉，使得電機(jī)和軸承產(chǎn)生的大量熱量難以快速排走，且軸承的發(fā)熱量隨主軸轉(zhuǎn)速的升高而增加，導(dǎo)致主軸和軸承均產(chǎn)生變形。因此，控制溫升、減小電主軸熱膨脹是電主軸的主要問題。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)電主軸熱特性進(jìn)行了大量研究，改善主軸熱變形的冷卻措施主要有如下幾個(gè)方面。1） 改進(jìn)冷卻設(shè)計(jì)。高速主軸傳統(tǒng)的冷卻方式是在主軸殼體螺旋孔道內(nèi)加冷卻油進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流冷卻，并不斷循環(huán)將熱量帶走。但這種方式冷卻效率低，無法直接帶走主軸軸芯和轉(zhuǎn)子的熱量。為了進(jìn)一步降低電主軸軸芯的熱膨脹，研究人員設(shè)計(jì)了采用軸芯冷卻設(shè)計(jì)的電主軸。由于熱管具有高效的導(dǎo)熱性、溫度的均勻性及結(jié)構(gòu)的多樣性等特性，近年來被廣泛應(yīng)用于對(duì)高速電主軸殼體和軸芯進(jìn)行冷卻。2） 均衡溫度。對(duì)主軸熱源不易控制的場合，提高熱源附近溫度，使主軸較高位置的熱量盡快傳遞到溫度較低的位置，快速均衡主軸各部位溫度來減少熱誤差。軸承是主軸系統(tǒng)的主要熱源，也是機(jī)床的主要失效部件。軸承發(fā)熱主要是由于接觸摩擦生熱，包括滾動(dòng)體與內(nèi)外滾道的滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦、保持架與套圈引導(dǎo)面之間的滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)體與保持架之間的滑動(dòng)摩擦、滾子端面與擋邊之間的滑動(dòng)摩擦以及潤滑劑粘性摩擦。如果軸承得不到有效潤滑冷卻，隨著熱量的積聚，就會(huì)因內(nèi)部工作溫度過高而造成軸承失效。低速軸承主要靠潤滑液冷卻，高速軸承主要有3種冷卻方式，即噴射潤滑、環(huán)下潤滑和油霧潤滑。其中環(huán)下潤滑用油量少，且減少了軸承的攪油功率損耗，冷卻效果較好。隨著對(duì)潤滑、冷卻要求的不斷提高，油氣潤滑成為更加理想的潤滑方式，可對(duì)軸承內(nèi)外圈和滾珠進(jìn)行強(qiáng)迫對(duì)流冷卻。現(xiàn)階段軸承冷卻方法有3種方式。①帶有冷卻室、冷卻水道的軸承座。②設(shè)計(jì)低溫軸承結(jié)構(gòu)。軸承保持架的導(dǎo)向區(qū)被精確地定位在離心力對(duì)潤滑劑作用******的地方，保證重要摩擦接觸區(qū)域有可靠地潤滑劑供應(yīng)。③改善冷卻油注入方式。將油從均勻分布的管道和噴油口噴出，通過提高流速和油的利用率讓冷卻油充分到達(dá)轉(zhuǎn)子，形成均勻的油膜，從而降低軸承溫度，提高軸承壽命。
精工機(jī)床熱特性分析技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)床熱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。精工機(jī)床熱特性分析通常采用實(shí)驗(yàn)研究方法和數(shù)值模擬法。實(shí)驗(yàn)研究方法一般用紅外熱像儀、熱電偶、激光干涉儀和微位移傳感器等精密測量儀器，進(jìn)行機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)綜合實(shí)驗(yàn)、分離熱源實(shí)驗(yàn)和磨削試驗(yàn)確定主要熱源，并測量各內(nèi)熱源作用下精工機(jī)床各部件的溫升、溫度場變化、熱變形和達(dá)到熱平衡的時(shí)間。因?yàn)闄C(jī)床熱誤差并不是僅僅和機(jī)床某一點(diǎn)的溫度變化呈現(xiàn)性對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是受到各熱源的綜合作用，并和機(jī)床的整體溫度變化有關(guān)，因此，必須在機(jī)床上布置多個(gè)測點(diǎn)，并通過數(shù)據(jù)處理分析找到和熱變形相關(guān)性好的重要測點(diǎn)，即熱關(guān)鍵點(diǎn)。如何選擇最少的傳感器和******測量位置，并能******程度地和機(jī)床的熱變形誤差相對(duì)應(yīng)呢？通常采用兩種實(shí)驗(yàn)方法來確定機(jī)床的熱關(guān)鍵點(diǎn)，一是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算熱變形量與各測量位置溫度變化之間的相關(guān)系數(shù)，去掉相關(guān)系數(shù)小的點(diǎn)；二是分析溫度變化曲線，剔除提供重復(fù)信息和處于不敏感位置的測溫點(diǎn)。機(jī)床各發(fā)熱部件從開始工作到達(dá)熱平衡是一個(gè)溫升過程，熱學(xué)理論一般將溫升過程用指數(shù)函數(shù)描述。無錫內(nèi)圓磨床研究所管仁偉等采用回歸分析方法得到了機(jī)床溫升與時(shí)間的方程，用此方程可近似求出機(jī)床部件******溫度、機(jī)床溫升和熱平衡時(shí)間等機(jī)床熱態(tài)特性評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)。 實(shí)驗(yàn)法通常需要花費(fèi)大量的時(shí)間與經(jīng)費(fèi)，而且受實(shí)驗(yàn)條件限制，還往往難以獲得全面的熱誤差信息。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬方法越來越多地被用于精工機(jī)床熱誤差的分析。有限元仿真和熱網(wǎng)絡(luò)法是目前主要的精工機(jī)床熱特性數(shù)值模擬分析方法。有限元熱特性分析的關(guān)鍵所在是建立精確地模型。建立有限元模型包括3各重要內(nèi)容，即妥善的網(wǎng)絡(luò)劃分、恰當(dāng)?shù)膯卧x擇和邊界條件的正確施加。然而有限元建模過程中的不確定因素對(duì)有限元計(jì)算結(jié)果的影響很大。如有限元建模過程中存在的離散誤差（單元形式、網(wǎng)格劃分）、形狀誤差（模型結(jié)構(gòu)簡化等）、參數(shù)誤差（載荷誤差、物理參數(shù)等）等，特別是有限元邊界條件參數(shù)的設(shè)定往往與實(shí)際不相符，導(dǎo)致機(jī)床的熱特性分析結(jié)果與實(shí)際結(jié)果存在一定的誤差。為了降低機(jī)床有限元分析的誤差，將實(shí)驗(yàn)方法與有限元分析方法相結(jié)合，可有效提高精工機(jī)床熱特性分析精度。如有學(xué)者應(yīng)用響應(yīng)面法構(gòu)造電主軸系統(tǒng)的對(duì)流換熱系數(shù)與測點(diǎn)溫度之間的隱性關(guān)系，以實(shí)驗(yàn)測得的溫度與測點(diǎn)溫度計(jì)算值的誤差作為尋優(yōu)函數(shù)，最終優(yōu)化各對(duì)流換熱系數(shù)。經(jīng)修正后的邊界條件能使得到的溫度場結(jié)果誤差大大減小，與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的精工機(jī)床有限元仿真能使所建立的模型更加精確。 此外，結(jié)合面問題是有限元分析的難點(diǎn)。國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)在接觸熱問題上做了很多研究，主要從接觸表面形貌和彈塑性接觸機(jī)理入手，結(jié)合分形理論和統(tǒng)計(jì)推理技術(shù)等建立合適的熱接觸分析模型，利用建立的模型計(jì)算結(jié)合面的接觸熱阻，或者采用實(shí)驗(yàn)手段測定實(shí)際的接觸熱阻。結(jié)合面接觸熱阻影響因素包括接觸體材料類型、結(jié)合面壓力、表面加工質(zhì)量和介質(zhì)類型等。目前，對(duì)機(jī)床的主軸或電主軸系統(tǒng)、滾珠絲杠系統(tǒng)以及工件裝配部分的有限元數(shù)值模擬均考慮了接觸熱阻的影響，進(jìn)而為機(jī)床整機(jī)精確分析提供了條件。 雖然有限元法具有邊界適應(yīng)性好、計(jì)算準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，但計(jì)算過程復(fù)雜，適合于理論研究及需要對(duì)溫度場詳細(xì)了解的場合。熱網(wǎng)絡(luò)法是一種基于熱電比擬原理的集中參數(shù)數(shù)值分析方法，又稱熱阻熱容法。相對(duì)于有限元法，熱網(wǎng)絡(luò)分析法的優(yōu)點(diǎn)是物理意義清晰，劃分的節(jié)點(diǎn)能夠反映物理模型的本質(zhì)，并能根據(jù)物理模型節(jié)點(diǎn)溫度的變化率確定其溫度變化趨勢(shì)，其網(wǎng)格劃分簡單，易被工程技術(shù)人員掌握。采用熱網(wǎng)絡(luò)計(jì)算復(fù)雜大系統(tǒng)的傳熱問題，具有簡單可行、邊界條件易于處理等優(yōu)點(diǎn)。尤其是對(duì)于包含潤滑冷卻液、油氣混合物、固體結(jié)構(gòu)件等多相傳熱介質(zhì)的復(fù)雜系統(tǒng)熱分析以及薄壁介質(zhì)問題的處理而言，熱網(wǎng)絡(luò)法要優(yōu)于有限元法。運(yùn)用熱網(wǎng)絡(luò)法可以方便、快捷地實(shí)現(xiàn)機(jī)床系統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)，量化分析改變材料類型、結(jié)構(gòu)尺寸和接觸狀況對(duì)機(jī)床溫度場的影響。采用熱網(wǎng)絡(luò)法對(duì)機(jī)床熱關(guān)鍵部件，如主軸系統(tǒng)、立柱、軸承等展開熱特性研究是機(jī)床熱特性分析的又一個(gè)重要手段。
三 . 新代系統(tǒng)SYNTEC： 1. 參數(shù)修改 ：第一頁面按顯示屏下最右或左邊按鍵，出現(xiàn)“參數(shù)設(shè)定”按鍵，找到要改的參數(shù)，需要輸入密碼時(shí)，輸入?yún)?shù)密碼“520”。2. 軟限位檢查：按機(jī)床行程檢查機(jī)床軟限位是否有效，確定機(jī)床軟限位有效后，方可進(jìn)行回零或其他操作。#2401 #2403 #2405---機(jī)床正限位，#2402.#2404.#2406---機(jī)床負(fù)限位。3. 機(jī)床原點(diǎn)：軟限位檢查確定無誤后，方可進(jìn)行回零操作。在選擇“回零”模式，按各軸正向按鍵，機(jī)床回零（確定機(jī)床倍率開關(guān)不為0）。 機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)定：代系統(tǒng)SYNTEC：將機(jī)床停到原點(diǎn)位置，在“回零”模式下，“串列參數(shù)”--“絕對(duì)設(shè)定”---“設(shè)定原點(diǎn)”--”確定” 4. 刀庫調(diào)整；調(diào)試換刀之前，必須重新確定刀庫換刀點(diǎn)和主軸定位位置是否正確。（為了安全，先斷開控制刀庫電機(jī)斷路器） 換刀參數(shù): #2803 Z軸第二參考點(diǎn)和#3409 換刀Z軸安全高度 ， 主軸定位---將主軸驅(qū)動(dòng)器“U1-02”的數(shù)據(jù)輸入到“A4-20”里。排刀：將刀庫轉(zhuǎn)到“1號(hào)”刀杯，拍下“急?！?，在“回零”模式下，同時(shí)按住“刀盤正轉(zhuǎn)”和“刀盤反轉(zhuǎn)”按鍵，此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)顯示“刀號(hào)復(fù)歸完成”。 調(diào)試刀庫需要移動(dòng)Z軸時(shí)，將參數(shù)#3418改為1，可以手輪移動(dòng)Z軸。注意：刀庫調(diào)試完成后，必須將參數(shù)#3418改為“0”。 5. 四軸調(diào)整； M10 四軸夾緊 ，M11 四軸松開。 按鍵控制：AUX3按鍵 B+為四軸正按鍵 B-為四軸負(fù)按鍵。6. 機(jī)床剛性：“串列參數(shù)”-- “Pn-100”位置環(huán)增益和“Pn-102”速度環(huán)增益。注意: 修改位置環(huán)增益和速度環(huán)增益時(shí)，三軸必須修改成一樣的參數(shù)值，否者會(huì)影響機(jī)床精度。7. 機(jī)床反向間隙：參數(shù)#1241-#12608. 氣壓和潤滑油：參數(shù)#3417=0時(shí)為正常狀態(tài)。#3417=1 屏蔽氣壓報(bào)警，#3417=2屏蔽潤滑油報(bào)警，#3417=3 同時(shí)屏蔽氣壓和潤滑油報(bào)警。
PLC在加工中心自動(dòng)換刀過程中的編程技巧 一個(gè)完善的PLC程序不僅能使機(jī)床正常運(yùn)行，還要讓人看起來一目了然，既為自己調(diào)試提供方便，還能幫助維修人員查找故障和分析原因。下面就XH756B系列臥式加工中心配SIEMENS802D精工系統(tǒng)時(shí)，在自動(dòng)換刀過程中機(jī)械手的編程技巧作一介紹。 首先簡單介紹一下刀具交換裝置的基本情況，刀庫是可正反向旋轉(zhuǎn)的鏈?zhǔn)降稁?、裝在刀具交換裝置上的機(jī)械手用個(gè)步驟將刀庫中的刀具交換到主軸，并將主軸刀具還回刀庫對(duì)應(yīng)的刀套中。為盡量縮短換刀時(shí)間，我們采用刀具預(yù)選與零件加工同時(shí)進(jìn)行的方式來壓縮換刀時(shí)間。 機(jī)械手動(dòng)作順序如下： 步驟1：平移縮回，抓刀庫中預(yù)選的刀具：步驟2：拔刀伸出，拔出刀套中的刀具：步驟3：平移伸出，離開刀庫側(cè)抓刀位置：步驟4：拔刀縮回，機(jī)械手縮回：步驟5：搖臂伸出，搖臂轉(zhuǎn)向主軸側(cè)：步驟6：平移伸出，抓主軸刀具：步驟7：拔刀伸出，拔出主軸中的刀具：步驟8：換刀正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，刀具交換：步驟9：拔刀縮回，將預(yù)選刀具插入主軸：步驟10：平移縮回，機(jī)械手離開主軸：步驟11：搖臂縮回，搖臂轉(zhuǎn)向刀庫側(cè)：步驟12：拔刀伸出，準(zhǔn)備將主軸刀具送回刀庫：步驟13：平移縮回，機(jī)械手移向刀庫：步驟14：拔刀縮回，將主軸刀具插入刀庫：步驟15：平移伸出，離開刀庫側(cè)抓刀位置。 以上15個(gè)步驟可分為如下4個(gè)階段： 第1階段：抓新刀。Txx代碼控制刀庫按就近方向轉(zhuǎn)動(dòng)到編程刀具所在的位置，到位且有刀庫定位I信號(hào)后啟動(dòng)機(jī)械手，經(jīng)過步驟1→步驟2→步驟3→>步驟4將編程刀具抓在手上等待換刀。 第2階段：換刀。M06啟動(dòng)換刀固定循環(huán)“TOOL”。“TOOL”控制各坐標(biāo)移動(dòng)到換刀位置，并用M90通知PLC啟動(dòng)換刀，PLC用M90信號(hào)請(qǐng)求NC“讀入禁止”并啟動(dòng)機(jī)械手換刀步驟5→步驟6→步驟7→步驟8→步驟9→步驟10→步驟11，同時(shí)用步驟5的到位信號(hào)控制刀庫轉(zhuǎn)到主軸刀號(hào)的位置。 第3階段：還刀。步驟5啟動(dòng)的刀庫旋轉(zhuǎn)停止且有刀庫定位I信號(hào)后，啟動(dòng)機(jī)械手步驟12→步驟13→步驟14→步驟15，將主軸刀具還到刀庫中并將記憶主軸刀號(hào)的存儲(chǔ)器更新。步驟1完成后，取消“讀入禁止”，激活刀具參數(shù)，加工程序和機(jī)械手還同時(shí)進(jìn)行。 第4階段：抓預(yù)選新刀。在M06的下一段緊跟下道工序要用的刀具號(hào)Txx，刀庫在完成還刀動(dòng)作后可在零件加工的同時(shí)啟動(dòng)機(jī)械手步驟1→步驟2→步驟3→步驟4，將下道工序所用的刀具預(yù)選抓到機(jī)械手上，等待M06啟動(dòng)后面的換刀動(dòng)作，這樣大大縮短了刀具交換的時(shí)間，提高了工作效率。
自動(dòng)化制造系統(tǒng)加工過程中檢測與監(jiān)控系統(tǒng) 一、檢測與監(jiān)控原理在自動(dòng)化制造系統(tǒng)的加工過程中，為了保證加工質(zhì)量和系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和加工過程進(jìn)行檢測與監(jiān)控（如圖1所示）。 圖1 檢測與監(jiān)控系統(tǒng)的組成 1. 運(yùn)行狀態(tài)檢測與監(jiān)控 在自動(dòng)化制造系統(tǒng)中，需要檢測與監(jiān)控的運(yùn)行狀態(tài)通常包括：（1）刀具信息。 （2）機(jī)床狀態(tài)信息。（3）系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息。（4）在線尺寸測量信息。（5）系統(tǒng)安全情況信息。（6）仿真信息。仿真信息包括以下內(nèi)容：零件的精工程序是否準(zhǔn)確；有無碰撞干涉情況；仿真綜合結(jié)果情況等。2.工件尺寸精度檢測方法（1）直接測量與間接測量；（2）接觸測量和非接觸測量；（3）在線測量和離線測量。3.刀具磨損和破損的檢測方法（1）刀具、工件尺寸及相對(duì)距離測定法；（2）放射線法；（3）電阻法；（4）光學(xué)圖像法；（5）切削力法；（6）切削溫度法；（7）切削功率法；（8）振動(dòng)法；（9）噪聲分析法；（10）加工表面粗糙度法。 二、檢測與監(jiān)控應(yīng)用舉例例1 加工中心（MC）需檢測的運(yùn)行狀態(tài)信息。MC需檢測的運(yùn)行狀態(tài)信息如下：（1）環(huán)境參數(shù)及安全檢測。（2）刀庫狀態(tài)檢測。（3）機(jī)床負(fù)載檢測。（4）換刀機(jī)構(gòu)檢測。（5）交換工作臺(tái)檢測。（6）工作臺(tái)振動(dòng)檢測。（7）冷卻與潤滑系統(tǒng)檢測。（8）CNC/PC系統(tǒng)檢測。 圖2所示為根據(jù)切削力的變化判別刀具磨損和破損的系統(tǒng)原理圖。圖2 用切削力檢測刀具狀態(tài)原理圖 三、檢測設(shè)備1.坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）坐標(biāo)測量機(jī)（CoordinateMeasuringMachine）又叫做三坐標(biāo)測量機(jī)，是一種檢測工件尺寸誤差、形位誤差以及復(fù)雜輪廓形狀的自動(dòng)化制造系統(tǒng)的基本測量設(shè)備。 圖3聲發(fā)射鉆頭破損檢測裝置系統(tǒng)圖 （1）坐標(biāo)測量機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。CMM和精工機(jī)床一樣，其結(jié)構(gòu)布局有立式和臥式兩類，立式CMM有時(shí)是龍門式結(jié)構(gòu)，臥式CMM有時(shí)是懸臂式結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)形式的CMM都有不同的尺寸規(guī)格，從小型臺(tái)式到大型落地式。圖5是一懸臂式CMM，由安放工件的工作臺(tái)、立柱、三維測量頭、位置伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制裝置等組成。（2）坐標(biāo)測量機(jī)的工作原理。 圖4 懸臂式坐標(biāo)測量機(jī) 2.利用精工機(jī)床進(jìn)行測量在精工機(jī)床上進(jìn)行測量有如下特點(diǎn)：不需要昂貴的CMM，但會(huì)損失機(jī)床的切削加工時(shí)間；可以針對(duì)尺寸偏差自動(dòng)進(jìn)行機(jī)床及刀具補(bǔ)償，加工精度高；不需要工件來回運(yùn)輸和等待。3.測量機(jī)器人隨著工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，機(jī)器人在測量中的應(yīng)用也越來越受到重視。機(jī)器人測量具有在線、靈活、高效等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零件100％的測量,因此特別適合于自動(dòng)化制造系統(tǒng)中的工序間測量和過程測量。同坐標(biāo)測量機(jī)相比，機(jī)器人測量造價(jià)低，使用靈活。4.專用的主動(dòng)測量裝置在大規(guī)模生產(chǎn)條件下，常將專用的自動(dòng)檢測裝置安裝在機(jī)床上，不必停機(jī)就可以在加工過程中自動(dòng)檢測工件尺寸的變化，并能根據(jù)測得的結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，控制機(jī)床的加工過程（如變換切削用量、刀具補(bǔ)償、停止進(jìn)給、退刀和停機(jī)等）。例如,圖5所示為磨床上工件外徑自動(dòng)測量及反饋控制裝置的原理圖。 圖5 磨床上工件外徑自動(dòng)測量原理
精工機(jī)床加工中心的調(diào)試步驟及驗(yàn)收步驟一．精工機(jī)床加工中心的調(diào)試精工機(jī)床加工中心調(diào)試的目的是考核機(jī)床安裝是否穩(wěn)固，各傳動(dòng)、操縱、控制等系統(tǒng)是否正常和靈敏可靠。調(diào)試試運(yùn)行工作依以下步驟進(jìn)行：◆按說明書的要求給個(gè)潤滑點(diǎn)加油，給液壓油箱灌入合乎要求的液壓油，接通氣源?！敉?，各部件分別供電或各部件一次通電試驗(yàn)后，再全面供電。觀察各部件有無報(bào)警、手動(dòng)各部件觀察是否正常，各安全裝置是否起作用。即使機(jī)床的各個(gè)環(huán)節(jié)都能操作和運(yùn)動(dòng)起來?！艄酀{，機(jī)床初步運(yùn)轉(zhuǎn)后，粗調(diào)機(jī)床的幾何精度，調(diào)整經(jīng)過拆裝的主要運(yùn)動(dòng)部件和主機(jī)的相對(duì)位置。將機(jī)械手、刀庫、交換工作臺(tái)、位置找正等。這些工作做好后，即可用快干水泥灌死主機(jī)和各附件的地腳螺栓，將各地腳螺栓預(yù)留孔灌平?！粽{(diào)試，準(zhǔn)備好各種檢測工具，如精密水平儀、標(biāo)準(zhǔn)方尺、平行方管等。◆精調(diào)機(jī)床的水平，使機(jī)床的幾何精度達(dá)到允許誤差的范圍內(nèi)，采用多點(diǎn)墊支撐，在自由狀態(tài)下將床身調(diào)成水平，保證床身調(diào)整后的穩(wěn)定性?！粲檬謩?dòng)操縱方式調(diào)整機(jī)械手相對(duì)于主軸的位置，使用調(diào)整心棒。安裝******重量刀柄時(shí)，要進(jìn)行多次刀庫到主軸位置的自動(dòng)交換，做到準(zhǔn)確無誤，不撞擊?！魧⒐ぷ髋_(tái)運(yùn)動(dòng)到交換位置，調(diào)整托盤站與交換工作臺(tái)的相對(duì)位置，達(dá)到工作臺(tái)自動(dòng)交換動(dòng)作平穩(wěn)，并安裝工作臺(tái)******負(fù)載，進(jìn)行多次交換?！魴z查精工系統(tǒng)和可編程控制器plc裝置的設(shè)定參數(shù)是否符合隨機(jī)資料中的規(guī)定數(shù)據(jù)，然后試驗(yàn)各主要操作功能、安全措施、常用指令的執(zhí)行情況等?！魴z查附件的工作狀況，如機(jī)床的照明、冷卻防護(hù)罩、各種護(hù)板等。 一臺(tái)加工中心安裝調(diào)試完畢后，由于其功能繁多，在安裝后，可在一定負(fù)載下經(jīng)過長時(shí)間的自動(dòng)運(yùn)行，比較全面的檢查機(jī)床的功能是否齊全和穩(wěn)定。運(yùn)行的時(shí)間可每天8小時(shí)連續(xù)運(yùn)行2到3天或每24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行1到2天。連續(xù)運(yùn)行可運(yùn)用考機(jī)程序。二．精工機(jī)床加工中心的驗(yàn)收 精工機(jī)床加工中心的驗(yàn)收是一項(xiàng)復(fù)雜的檢測技術(shù)工作。它包括對(duì)機(jī)床的機(jī)、電、液、氣各部分的綜合性能檢測及機(jī)床靜、動(dòng)態(tài)精度的檢測。在我國有專門的機(jī)構(gòu)，即國家機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心。用戶的驗(yàn)收工作可依照該機(jī)構(gòu)的驗(yàn)收方法進(jìn)行，也可請(qǐng)上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)收。主要集中在兩個(gè)方面：1. 加工中心幾何精度檢查加工中心的幾何精度是組裝后幾何形狀誤差，其檢查內(nèi)容如下：o 工作臺(tái)的平面度o 各坐標(biāo)方向移動(dòng)的相互垂直度o X軸方向移動(dòng)歲工作臺(tái)面的平行度o Y軸方向移動(dòng)歲工作臺(tái)面的平行度o X軸方向移動(dòng)對(duì)工作臺(tái)上下型槽側(cè)面的平行度o 主軸的軸向竄動(dòng)o 主軸孔的徑向跳動(dòng)o 主軸箱沿Z坐標(biāo)方向移動(dòng)對(duì)主軸軸心線的平行度o 主軸回轉(zhuǎn)軸心線對(duì)工作臺(tái)面的垂直度o 主軸箱在Z坐標(biāo)方向移動(dòng)的直線度 常用的檢測工具有：精密水平儀、直角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或測微儀、高精度主軸心棒及剛性好的千分表?xiàng)U。每項(xiàng)幾何精度按照加工中心的驗(yàn)收條件的規(guī)定進(jìn)行檢測。注意：檢測工具的等級(jí)必須比所測的幾何精度高一等級(jí)。同時(shí)，必須在機(jī)床稍有預(yù)熱的狀態(tài)下進(jìn)行，在機(jī)床通電后，主軸按中等轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)15 分鐘以后再進(jìn)行檢驗(yàn)。2. 機(jī)床性能驗(yàn)收 根據(jù)《金屬切削機(jī)床實(shí)驗(yàn)規(guī)范總則》規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目如下：試驗(yàn)項(xiàng)目可靠性空運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)熱變形靜剛度抗振性切削噪聲激振定位精度主軸回轉(zhuǎn)精度直線運(yùn)動(dòng)不均勻性加工精度 對(duì)機(jī)床做全面性能試驗(yàn)必須高精度的檢測儀器。在具體的機(jī)床驗(yàn)收時(shí)，各驗(yàn)收內(nèi)容可按照機(jī)床廠標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 加工中心操作要點(diǎn) 作為一個(gè)熟練的操作人員，必須在了解加工零件的要求、工藝路線、機(jī)床特性后，方可操縱機(jī)床完成各項(xiàng)加工任務(wù)。因此，整理幾項(xiàng)操作要點(diǎn)供參考：◆為了簡化定位與安，夾具的每個(gè)定位面相對(duì)加工中心的加工原點(diǎn)，都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸?！魹楸ＷC零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系方向一致性，及定向安裝。◆能經(jīng)短時(shí)間的拆卸，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時(shí)間已經(jīng)壓縮得很短，配套夾具的裝卸不能占用太多時(shí)間?！魥A具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度?！魥A具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉?！舯ＷC在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成?！魧?duì)于有交互工作臺(tái)的加工中心，由于工作臺(tái)的移動(dòng)、上托、下托和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，夾具設(shè)計(jì)必須防止夾具和機(jī)床的空間干涉。◆盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當(dāng)非要更換夾緊點(diǎn)時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度，必要時(shí)在工藝文件中說明?！魥A具底面與工作臺(tái)的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.01-0.02mm以內(nèi)，表面粗糙度不大于Ra3.2μm。
中國掀起磁懸浮建設(shè) 據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》網(wǎng)站3月14日?qǐng)?bào)道，中國大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)企業(yè)中國鐵建和全球******的鐵路車輛企業(yè)中國中車等正在推進(jìn)建設(shè)，湖南省最早也將于2017年年內(nèi)正式開通運(yùn)營磁懸浮線路。北京市及廣東省等約10個(gè)城市也在推進(jìn)建設(shè)計(jì)劃。中低速磁懸浮鐵路與地鐵相比，建設(shè)費(fèi)低、噪音小。中國政府不僅要在中國國內(nèi)將磁懸浮鐵路作為新型城市交通網(wǎng)進(jìn)行普及推廣，還同時(shí)瞄準(zhǔn)了向海外出口。" 移動(dòng)起來很輕快，很讓人吃驚"，在上海工作的謝來升乘坐連接湖南長沙的機(jī)場和高鐵站的磁懸浮列車后高興地說道。磁懸浮列車的車輪由于不與軌道等接觸，因此速度提高后振動(dòng)也很小。湖南的該條磁懸浮線路由中國鐵建及中國中車的下屬企業(yè)等出資的湖南磁浮交通發(fā)展股份有限公司開發(fā)，2016年5月投入試運(yùn)行。線路全長約19公里，投資額為43億元。最高設(shè)計(jì)時(shí)速約為100公里，實(shí)際運(yùn)行時(shí)速為70公里左右。預(yù)計(jì)2017年內(nèi)投入正式運(yùn)營。中低速磁懸浮列車的特點(diǎn)是噪音小。湖南磁浮交通發(fā)展股份有限公司的一名高管充滿自信地表示，"車內(nèi)的噪音水平很低，因此即使小聲說話也能聽見，無需放大嗓門。外部噪音也比單軌列車小，容易得到附近居民的理解"。隨著城市內(nèi)汽車的猛增，中國的交通擁堵問題日益嚴(yán)重，完善城市交通成了當(dāng)務(wù)之急。據(jù)介紹，雖然城市地區(qū)一直在推進(jìn)地鐵建設(shè)，但由于需要進(jìn)行地下挖掘，建設(shè)費(fèi)高達(dá)每公里5億~8億元。而磁懸浮鐵路可在地面道路上建設(shè)，因此每公里的建設(shè)費(fèi)只有2億~3億元。中國采用自主技術(shù)開發(fā)的中低速磁懸浮鐵路使用磁鐵使列車懸浮在距離軌道8毫米的位置。與車輛懸浮在距離軌道10厘米位置的日本技術(shù)不同，不需要使用強(qiáng)力磁鐵及液體氦。湖南磁浮交通發(fā)展股份有限公司的高管稱，"可將建設(shè)費(fèi)減至地鐵的一半，最多可減至三分之一。鋪設(shè)鐵軌所需要的占地面積也比較小"?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，磁懸浮建設(shè)計(jì)劃在中國全國范圍內(nèi)迅速增加。中國鐵建為了加快磁懸浮建設(shè)，于2016年10月成立了全額出資的中鐵磁浮交通投資建設(shè)有限公司。該公司與廣東省清遠(yuǎn)市政府，就中低速磁懸浮建設(shè)達(dá)成了協(xié)議。該線路全長30公里，投資規(guī)模約為100億元。預(yù)計(jì)2018年底開通運(yùn)營。原鐵道部旗下的大型鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)公司--中國中鐵投資120億元，正在北京市郊外建設(shè)長20公里的磁懸浮。預(yù)計(jì)年內(nèi)開通。中鐵還計(jì)劃在新疆烏魯木齊市以及四川省成都市與德陽市之間建設(shè)磁懸浮。中鐵磁浮交通投資建設(shè)公司干勁十足地表示，"將磨煉技術(shù)，確保安全性，并進(jìn)一步降低成本，在全國各地積累業(yè)績"。車輛廠商也已著手準(zhǔn)備增產(chǎn)。從事中低速磁懸浮列車開發(fā)和制造的是中國中車的下屬企業(yè)。中車旗下位于湖南省的制造子公司為長沙磁懸浮供應(yīng)列車，而位于河北省的制造子公司為北京磁懸浮供應(yīng)列車。隨著全國陸續(xù)敲定磁懸浮建設(shè)計(jì)劃，這些廠商都準(zhǔn)備擴(kuò)大車輛產(chǎn)能。
1、 每天早上開機(jī)之前，先觀察機(jī)床的液壓站與潤滑油缸的油標(biāo)指示，若油量不足先加油后開機(jī)，加油后的油標(biāo)位置不能超過油標(biāo)的最高紅線，夏天導(dǎo)軌潤滑油46號(hào)，冬天液壓站四季都用46號(hào)。 2、 開機(jī)后各軸回零，回零前要觀察各軸的位置是否壓在限位開關(guān)上，快速倍率要控制在50%，B軸回零前先確認(rèn)工作臺(tái)四周對(duì)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)沒有干涉，B軸先松后拔，工作臺(tái)面下四個(gè)角每90度有一各定位銷孔，旋轉(zhuǎn)到定位銷孔時(shí)要用氣槍吹干凈孔內(nèi)的鐵屑，回零完成后，先插后夾。在任何時(shí)間加工，工作臺(tái)都必須插銷和夾緊。 3、 檢查水箱內(nèi)的切削液是否夠用，需要加水重新配對(duì)時(shí)，切削液要與水?dāng)嚢杈鶆颍?：20），并用專業(yè)切削液配比儀檢查對(duì)比度，比列儀上顯示的是1.75-2.5. 4、 主軸低速運(yùn)轉(zhuǎn)10~20轉(zhuǎn)/每分鐘。運(yùn)轉(zhuǎn)5-10分鐘方可正常加工。 5、 開機(jī)后第一次換刀前先觀察刀倉位置（換刀處）是否有掉刀現(xiàn)象，若有應(yīng)先手動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀庫一周。觀察氣壓表，壓力達(dá)到6~8（外圈黃線數(shù)字）公斤后方可自動(dòng)換刀。 6、 開機(jī)后觀察液壓站的冷卻箱，黃色字體是液壓站內(nèi)的油溫，紅色字體是制冷機(jī)設(shè)定溫度，夏天制冷設(shè)定溫度為負(fù)2攝氏度，冬天設(shè)定為0攝氏度。嚴(yán)禁任何人亂調(diào)。 7、 每天開機(jī)加工前必須用第一把基準(zhǔn)刀校對(duì)一次Z向工作零點(diǎn)，Y方向（鏜桿與工作臺(tái)面接觸點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)）每星期一校對(duì)一次，X方向每次分中時(shí)用鏜桿從基準(zhǔn)面校對(duì)，各軸校對(duì)時(shí)必須用紙（開工票的紙）放在鏜桿與校對(duì)面之間，一絲一絲調(diào)動(dòng)，直至紙抽不動(dòng)為止。分中計(jì)算時(shí)每張紙的厚度設(shè)計(jì)為0.07MM計(jì)算。 8、 用手輪方式對(duì)刀時(shí)，先把手動(dòng)主軸倍率旋轉(zhuǎn)到最低，刀具達(dá)到試切位置后再慢慢調(diào)整刀合適的轉(zhuǎn)速，試切完成后，把刀具離開工件表面（當(dāng)前對(duì)刀軸不動(dòng)，移動(dòng)其它兩個(gè)幾何軸的其中一各軸），手輪關(guān)閉后方可對(duì)刀，若不能移動(dòng)當(dāng)前對(duì)刀軸，手輪關(guān)閉后方可對(duì)刀，試切的位置首先選在加工中要去除的表面上試切。任何時(shí)候用完手輪時(shí)必須關(guān)閉。 9、 裝夾工件時(shí)墊塊、銅棒等輔助工具要輕放輕拿，嚴(yán)禁掉落砸傷工作臺(tái)、機(jī)床防護(hù)罩等，加工時(shí)工作臺(tái)上不得放置工、夾、量具。 10、 任何人在任何時(shí)候不得動(dòng)操作面板上的機(jī)床鎖住按鈕和空運(yùn)行按鈕。 11、 在加工過程中不得亂調(diào)主軸倍率與進(jìn)給倍率，在有振刀等特殊情況時(shí)可以做出相應(yīng)的調(diào)整。12、 任何人不得擅自修改程序，有好的加工方法或工藝建議相關(guān)責(zé)任人，得到技術(shù)部審核認(rèn)可后有相關(guān)責(zé)任人整改。13、 本機(jī)刀具不得擅自亂調(diào)尺寸或借用他人。 14、 加工過程中不得擅自離開機(jī)床，有特殊情況先停機(jī)后再離開。 白班中午下班后關(guān)掉機(jī)床照明燈、排削器。 15、 加工過程中機(jī)床（包括道具庫）出現(xiàn)故障，刀具損壞等，不得 擅自盲目亂動(dòng)，確認(rèn)部對(duì)機(jī)床、工件、人員造成事故和傷害后，應(yīng)先暫停機(jī)床或復(fù)位，通知相關(guān)負(fù)責(zé)人。 16、 機(jī)床維修后要與機(jī)修溝通，每次檢修完成后，必須重新找正工 件中心，Y軸的機(jī)械坐標(biāo)點(diǎn)要重新校對(duì)。在維修過程中改變了與加工相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)及機(jī)床檢測裝置時(shí)要試切，交付檢驗(yàn)員檢驗(yàn)合格后方可正常加工。 17、 回收后的導(dǎo)軌潤滑油要集中放回廢油回收桶中。 18、 每班結(jié)束后，機(jī)床周圍打掃干凈，防護(hù)罩、工作臺(tái)、導(dǎo)軌、操 作面板要擦拭干凈，做好機(jī)床保養(yǎng)，沒有特殊的情況工件重心要移到X軸中間，先好交接班記錄，交接清楚后方可下班。下班后先關(guān)閉機(jī)床電源，后關(guān)閉配電箱機(jī)床總電源（注意：每臺(tái)機(jī)床上都有編號(hào)寫在配電箱內(nèi)的開關(guān)處，認(rèn)清后再關(guān)閉）。 19、 每周六做號(hào)機(jī)床的保養(yǎng)與維護(hù)，擦洗機(jī)床面板、配電柜時(shí)，要 關(guān)閉機(jī)床總電源。配電柜與冷卻泵的空氣過濾網(wǎng)都要清洗干凈。 20、 每月檢查一次刀柄的拉釘是否松動(dòng)，刀具上有銹時(shí)要清理干凈 并噴涂防銹油。每臺(tái)機(jī)床都有塑料托盤，刀具不得亂放。重新放回刀庫時(shí)刀柄的槽要與主軸端的兩個(gè)鍵配合后方可夾緊，裝鏜刀時(shí)要注意刀尖的方向，刀尖要指向操作面板，不能反向。 21、 非本機(jī)操作工未經(jīng)車間主任同意不得上機(jī)操作。無關(guān)人員不得 亂動(dòng)機(jī)床各旋鈕開關(guān)。