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  數控設備故障維修方法都有哪些  

發表人:admin   來源:未知   時間:2018-02-21
  數控設備故障維修方法都有哪些
  現在數控設備使用越來越廣泛,隨之而來的是如何保證設備的有效利用率,設備出現故障時,要盡快將設備恢復正常使用。為了解決這個問題,首先要求維修人員應該有很高的素質,不但要求具有豐富的專業知識,如機電一體化技術、計算機原理、數控技術、PLC技術、自控技術、拖動原理、液壓技術等,還要掌握機械加工常識和數控裝置的簡單編程,另外還要具有一定的英語水平,能夠閱讀英文技術資料。要有足夠的資料,包括機、電、液圖紙,機床參數備份,系統使用維修手冊,PLC梯形圖等。還要有一定量的備件。另外需要維修人員具有一定的經驗,掌握一定的維修方法。筆者從事數控設備維修多年,積累了一定的經驗,總結一套維修數控設備的方法
  要搞清故障現象
  當數控設備出現故障時,首先要搞清故障現象,向操作人員了解第一次出現故障時的情況,在可能的情況下觀察故障發生的過程,觀察故障是在什么情況下發生的,怎么發生的,引起怎樣的后果。只有了解到第一手情況,才有利于故障的排除,把故障過程搞清了,問題就解決一半了。搞清了故障現象,然后根據機床和數控系統的工作原理,就可以很快地確診問題所在并將故障排除,使設備恢復正常使用。
  如,一臺采用美國BRYANT公司TEACHABLE Ⅲ系統的數控外圓磨床在自動加工時,砂輪將修整器磨掉一塊。為了觀察故障現象并防止意外再次發生,將砂輪拆下運行機床,這時再觀察故障現象,發現在自動磨削加工時,磨削正常沒有問題,工件磨削完之后,修整砂輪時,砂輪正常進給,而砂輪修整器旋轉非?,很快就壓上限位開關,如果這時砂輪沒拆,肯定砂輪又要撞到修整器上。根據機床的工作原理,砂輪修整器由E軸伺服電機帶動,用旋轉編碼器作為位置反饋元件。正常情況下修整器修整砂輪時,Z軸滑臺帶動E軸修整器移動到修整位置,修整器做30°~120°的擺動來修整砂輪。我們多次觀察故障現象發現,E軸在壓上限位開關時,在屏幕上E軸的坐標值只有60°左右,而實際位置大概在180°左右,顯然是位置反饋出現問題,但更換了位控板和編碼器都沒有解決問題。我們又經過反復的觀察和試驗,發現:E軸修整器在Z軸的邊緣時,回參考點和旋轉擺動都沒有問題,要利用系統的報警信息現在數控系統的自診斷能力越來越強,設備的大部分故障數控系統都能夠診斷出來,并采取相應的措施,如停機等,一般都能產生報警顯示。當數控設備出現故障時,有時在顯示器上顯示報警信息,有時在數控裝置上、PLC裝置上和驅動裝置上還會有報警指示。這時要根據手冊對這些報警信息進行分析,有些根據報警信息就可直接確認故障原因,只要搞清報警信息的內容,就可排除數控設備出現的故障。
  如,一臺采用德國SIEMENS 810系統的數控溝道磨床,開機后就產生1號報警顯示“BATTERY ALARM POWER SUPPLY”,很明顯指示數控系統斷電保護電池沒電,更換新的電池后(注意:一定要在系統帶電的情況下更換電池),將故障復位,機床恢復使用。另一臺采用SIEMENS 3系統的數控磨床,開機后屏幕沒有顯示,檢查數控裝置,發現CPU板上一個發光二極管閃爍,根據說明書,分析其閃爍頻率,確認為斷電保護電池電壓低,更換電池后,重新啟動系統故障消失。
  如,一臺采用日本FANUC 0TC系統的數控車床,出現2043號報警,顯示“HYD. PRESSURE DOWN",指示液壓系統壓力低。根據報警信息,對液壓系統進行檢查,發現液壓壓力確實很低,對液壓壓力進行調整使機床恢復了正常使用。
  另一些故障的報警信息并不能反映故障的根本原因,而是反映故障的結果或者由此引起的其它問題,這時要經過仔細的分析和檢查才能確定故障原因,下面的方法對這類故障及沒有報警的一些故障的檢測是行之有效的。
  要利用數控系統的PLC狀態顯示功能
  許多數控系統都有PLC狀態顯示功能,如西門子3系統PC菜單下的PC STATUS,西門子810系統DIAGNOSIS菜單下的PLC STATUS功能,以及發那科0T系統DGNOS PARAM 功能的PMC狀態顯示功能等,利用這些功能可顯示PLC的輸入、輸出、定時器、計數器等的即時狀態和內容。根據機床的工作原理和機床廠家提供的電氣原理圖,通過監視相應的狀態,就可確診一些故障。
  如,一臺采用日本FANUC 0TC的數控車床,一次出現故障,開機就出現2041號報警,指示X軸超限位的報警,但觀察X軸并沒有超限位,并且X軸的限位開關也沒有壓下,但利用NC系統的PMC狀態顯示功能,檢查X軸限位開關的PMC輸入X0.0的狀態為“1”,開關觸點確實已經接通,說明開關出現了問題,更換新的開關后,機床故障消除。
  如,一臺采用日本MITSUBINSHI MELDAS L3系統的數控車床,一次出現故障,刀塔不旋轉。根據刀塔的工作原理,刀塔旋轉時,首先靠液壓缸將刀塔浮起,然后才能旋轉。觀察故障現象,當手動按下刀塔旋轉的按鈕時,刀塔根本沒有反應,也就是說,刀塔沒有浮起,根據電氣原理圖,PLC的輸出Y4.4控制繼電器K44來控制電磁閥,電磁閥控制液壓缸使刀塔浮起,首先通過NC系統的PLC狀態顯示功能,觀察Y4.4的狀態,當按下手動刀塔旋轉按鈕時,其狀態變為“1”,沒有問題,繼續檢查發現,是其控制的直流繼電器K44的觸點損壞,更換新的繼電器,刀塔恢復了正常工作。
  汽車車身新材料的應用及發展趨勢
  現代汽車車身除滿足強度和使用壽命的要求外,還應滿足性能、外觀、安全、價格、環保、節能等方面的需要。在上世紀八十年代,轎車的整車質量中,鋼鐵占80%,鋁占3%,樹脂為4%。自1978年世界爆發石油危機以來,作為輕量化材料的高強度鋼板、表面處理鋼板逐年上升,有色金屬材料總體有所增加,其中,鋁的增加明顯;非金屬材料也逐步增長,近年來開發的高性能工程塑料、復合材料,不僅替代了普通塑料,而且品種繁多,在汽車上的應用范圍廣泛。本文著重介紹國內外在新型材料應用方面的情況及發展趨勢。
  車身新材料的種類
  高強度鋼板
  從前的高強度鋼板,拉延強度雖高于低碳鋼板,但延伸率只有后者的50%,故只適用于形狀簡單、延伸深度不大的零件,F在的高強度鋼板是在低碳鋼內加入適當的微量元素,經各種處理軋制而成,其抗拉強度高達420N/mm2,是普通低碳鋼板的2~3倍,深拉延性能極好,可軋制成很薄的鋼板,是車身輕量化的重要材料。到2000年,其用量已上升到50%左右。中國奇瑞汽車公司與寶鋼合作,2001年在試制樣車上使用的高強度鋼用量為262kg,占車身鋼板用量的46%,對減重和改進車身性能起到了良好的作用。
  低合金高強度鋼板的品種主要有含磷冷軋鋼板、烘烤硬化冷軋鋼板、冷軋雙相鋼板和高強度1F冷軋鋼板等,車身設計師可根據板制零件受力情況和形狀復雜程度來選擇鋼板品種。
  含磷高強度冷軋鋼板:含磷高強度冷軋鋼板主要用于轎車外板、車門、頂蓋和行李箱蓋升板,也可用于載貨汽車駕駛室的沖壓件。主要特點為:具有較高強度,比普通冷軋鋼板高15%~25%;良好的強度和塑性平衡,即隨著強度的增加,伸長率和應變硬化指數下降甚微;具有良好的耐腐蝕性,比普通冷軋鋼板提高20%;具有良好的點焊性能;烘烤硬化冷軋鋼板:經過沖壓、拉延變形及烤漆高溫時效處理,屈服強度得以提高。這種簡稱為BH鋼板的烘烤硬化鋼板既薄又有足夠的強度,是車身外板輕量化設計首選材料之一;冷軋雙向鋼板:具有連續屈服、屈強比低和加工硬化高、兼備高強度及高塑性的特點,如經烤漆后其強度可進一步提高。適用于形狀復雜且要求強度高的車身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件,如車門加強板、保險杠等;超低碳高強度冷軋鋼板:在超低碳鋼(C≤0.005%)中加入適量的鈦或鈮,以保證鋼板的深沖性能,再添加適量的磷以提高鋼板的強度。實現了深沖性與高強度的結合,特別適用于一些形狀復雜而強度要求高的沖壓零件。
  輕量化迭層鋼板
  迭層鋼板是在兩層超薄鋼板之間壓入塑料的復合材料,表層鋼板厚度為0.2~0.3mm,塑料層的厚度占總厚度的25%~65%。與具有同樣剛度的單層鋼板相比,質量只有57%。隔熱防振性能良好,主要用于發動機罩、行李箱蓋、車身底板等部件。
  鋁合金
  與汽車鋼板相比,鋁合金具有密度。2.7g/cm3)、比強度高、耐銹蝕、熱穩定性好、易成形、可回收再生等優點,技術成熟。德國大眾公司的新型奧迪A2型轎車,由于采用了全鋁車身骨架和外板結構,使其總質量減少了135kg,比傳統鋼材料車身減輕了43%,使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奧迪A8通過使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件,車身零件數量從50個減至29個,車身框架完全閉合(見圖1)。這種結構不僅使車身的扭轉剛度提高了60%,還比同類車型的鋼制車身車重減少50%。由于所有的鋁合金都可以回收再生利用,深受環保人士的歡迎。
  根據車身結構設計的需要,采用激光束壓合成型工藝,將不同厚度的鋁板或者用鋁板與鋼板復合成型,再在表面涂覆防腐蝕材料使其結構輕量化且具有良好的耐腐蝕性。
  鎂合金
  鎂的密度為1.8g/cm3,僅為鋼材密度的35%,鋁材密度的66%。此外它的比強度、比剛度高,阻尼性、導熱性好,電磁屏蔽能力強,尺寸穩定性好,因此在航空工業和汽車工業中得到了廣泛的應用。鎂的儲藏量十分豐富,鎂可從石棉、白云石、滑石中提取,特別是海水的鹽分中含 3.7%的鎂。近年來鎂合金在世界范圍內的增長率高達20%。
  鑄造鎂合金的車門由成型鋁材制成的門框和耐碰撞的鎂合金骨架、內板組成。另一種鎂合金制成的車門,它由內外車門板和中間蜂窩狀加強筋構成,每扇門的凈質量比傳統的鋼制車門輕10kg,且剛度極高。隨著壓鑄技術的進步,已可以制造出形狀復雜的薄壁鎂合金車身零件,如前、后擋板、儀表盤、方向盤等。
 
  CAE 技術塑膠模具設計發展必然趨勢
  模具是生產各種工業產品的重要工藝裝備,隨著塑膠工業的迅速發展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機械、船舶和汽車等工業部門的推廣應用,產品對模具的要求越來越高,傳統的模具設計方法已無法適應產品更新換代和提高質量的要求。電腦輔助工程(CAE)技術已成為塑膠產品開發、模具設計及產品加工中這些薄弱環節的最有效的途經。同傳統的模具設計相比,CAE 技術無論在提高生產率、保證產品質量,還是在降低成本、減輕勞動強度等方面,都具有很大優越性。
  美國上市公司 Moldflow 公司是專業從事注塑成型CAE 軟體和諮詢公司,自 1976 年發行了世界上第一套流動分析軟體以來,一直主導塑膠成型CAE 軟體市場。近幾年,在汽車、家電、電子通訊、化工和日用品等領域得到了廣泛應用。
  利用 CAE 技術可以在模具加工前,在電腦上對整個注塑成型過程進行類比分析,準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況,以及制品中的應力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況,以便設計者能盡早發現問題,及時修改制件和模具設計,而不是等到試模以後再返修模具。這不僅是對傳統模具設計方法的一次突破,而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質量和降低成本等,都有著重大的技術經濟意義。
  塑膠模具的設計不但要采用 CAD 技術,而且還要采用 CAE 技術。這是發展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段,即開發/設計階段(包括產品設計、模具設計和模具制造)和生產階段(包括購買材料、試模和成型)。傳統的注塑方法是在正式生產前,由于設計人員憑經驗與直覺設計模具,模具裝配完畢後,通常需要幾次試模,發現問題後,不僅需要重新設置工藝參數,甚至還需要修改塑膠制品和模具設計,這勢必增加生產成本,延長產品開發周期。采用 CAE 技術,可以完全代替試模,CAE 技術提供了從制品設計到生產的完整解決方案,在模具制造之前,預測塑膠熔體在型腔中的整個成型過程,幫助研判潛在的問題,有效地防止問題發生,大大縮短了開發周期,降低生產成本。
  近年來, CAE 技術在注塑成型領域中的重要性日益增大,采用 CAE 技術可以全面解決注塑成型過程中出現的問題。
 
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