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摘要:總結分析機電一體化技術在數控鏜銑床改造中的必要性、創建研究模型,旨在通過對相關技術的分析研究及運用,以提高機電一體化技術在數控鏜銑床改造的應用價值和促進機電行業的穩定發展。
關鍵詞:機電一體化;數控鏜銑床;技術
引言
所謂數控鏜銑床,作為一種可自動運轉的加工設備,在普通銑床中實現了數字控制系統的融合,在這種系統控制的狀況下,可以充分保證精準的銑削加工,為數控技術的完善以及技術的創新提供參考。結合數控鏜銑床技術,對設備系統的組成進行分析,主要包括了主傳動系統、數控系統以及進給伺服系統等。對于機電一體化技術而言,通常會將機械技術、信息技術以及電工電子技術等作為重點,通過微電子傳感技術的分析以及改造技術的運用,進行技術的有機整合,實現機電一體化技術在數控鏜銑床改造中的有效運用,積極促進機電一體化技術的智能化發展。
1機電一體化技術在數控鏜銑床改造中應用的必要性
伴隨現階段信息數控技術的發展,數控設備在使用中存在著價值大、生產時間長等優勢,但是,在設備長時間運用中,會使運動系統面臨磨損,影響設備的可維護性以及可靠性,而且,嚴重的會降低設備的使用性能,無法滿足設備加工運行的基本需求。通過針對性的技術改造,可以將數控技術的創新作為重點,結合機電一體化技術內容,進行改造技術的創新,推動企業的穩定運行。對于數控銑床技術,作為一種高技能、高進度以及高效率的產品,一般的壽命在4-6年之間。而且,在數字電子技術運用中,由于信息技術的不斷創新,使改造技術面臨著全新的發展局面,通過技術的研究以及配套設備的運用,可以將電子技術的發展作為重點,結合機電一體化技術,能夠充分展現數控系統以及裝配裝置的價值,推動數控鏜銑床技術的穩定創新[1]。
2機電一體化技術在數控鏜銑床改造中應用的技術原則
2.1物理模型的設計方法
在機電一體化模型設計中,相關設計人員應該結合相似原理進行電子系統以及機電系統的處理原則,通過抽象化物理系統以及處理方案的分析,進行實體系統的分析以及研究,充分展現電子系統以及機械系統設計的價值性。之后應該結合狀態變量以及抽象數學模型的設計特點,進行狀態變量工程方案的設計,充分展現計算機分析、計算以及處理的價值性。
2.2系統尋優原則
結合數據銑床的機電一體化設計理念,其最主要的目的是將各種技術作為有機整體,通過產品設計以及整體研究內容的分析,進行機電一體化技術在數控鏜銑床改造技術的創新。通常狀況下,在改造技術中,存在著產品越復雜、穩定性越差的問題,因此,在機電一體化技術在數控鏜銑床改造中,應該結合這些復雜性的問題,進行機械與電子技術的結合,明確機電系統的綜合處理需求,通過技術的融合以及技術內容的創新,發現系統性的解決辦法,滿足機電一體化技術在數控鏜銑床改造中的尋優需求[2]。
3機電一體化技術在數控鏜銑床改造中的運用
3.1主傳動系統
所謂主傳動系統,通常由動力源、變速裝置、執行元件、開停、換向以及制動機構等系統所組成,其中的動力源會為執行元件提供專業性的動力支持,使系統明確運動速度以及方向的轉換模式,并通過執行元件機床的基本需求,實現旋轉以及直線運動。伴隨現階段數控鏜銑床改造技術的發展,實現了高速性、高效化的技術創新,同時也為機床的性能提出了更高的要求。通常狀況下,在主傳動系統運行中,應該將橫扭調速范圍控制在1:100-1:1000單位內,當恒功率調整范圍達到了1:10之后,功率范圍在2.2-250kW的狀態[3]。一般狀況下,在數控鏜銑床主傳動系統設計中,應該滿足以下需求:第一,主傳動通常采用直流以及交流的電動機,實現無級調速;第二,在數控鏜銑床驅動中,電動機以及主軸功率需要匹配設計;第三,數控鏜銑床設計中,應該明確部件標準、模塊化結構的設計要求;第四,數控鏜銑床應該實現柔性化、復合化的設計需求[4]。
3.2主軸系統計算
V帶傳動的設計計算。在數控鏜銑床三角帶的選擇中,應該確定最大的傳遞功率,以便有效提升主軸系統設計的使用壽命。而且,在帶傳動計算中,應該確定定帶的型號、基準長度以及根數等。①確定計算功率Pd。Pd=KAP=1.2×12=14.4kW公式中的KA是工況系數、P是電機而定功率。②三角帶型號。在三角帶型號選擇中,應該結合Pd的參數,進行型號選擇,確定SPA型窄V帶。③帶輪直徑D1、D2。在小帶輪直徑D1確定中,應該在D1≥Dmin,的狀態下,進行系統的整合,主要是為了避免帶的彎曲應力過大降低系統壽命。④計算膠帶速度。所以選擇D1合格。
3.3給伺服系統的設計
在機電一體化技術在數控鏜銑床改造的過程中,應該明確給伺服系統的設計要求。由于給伺服系統作為數控銑床中較為重要的組成部分,該系統的穩定性可以避免干擾信號的出現,引導系統及時恢復到穩定的運行狀態。通常狀況下,在該系統設計中,應該明確以下幾點要求:第一,穩定性原則。在給伺服系統運行中,可以結合指令信號的作用狀況,保持系統的穩定性。當進行指令輸入時,可以確定信號的指令狀態,實現系統的穩定運行。給伺服系統穩定性作為較為重要的內容,應該通過系統結構、組成元件的參數特點,與外界信號進行融合,提高系統運行的穩定性。第三,精度性原則。在給伺服系統運行中,精度性作為系統中的特點,可以在系統輸入以及輸出信息確定中,實現精確程度的控制。但是應該注意的是,在給伺服系統中,存在著動態誤差、穩定誤差以及靜態誤差等問題,因此,在機電一體化技術在數控鏜銑床改造的過程中,應該認識到相關問題。第三,快速響應原則。在快速響應特點分析中,應該結合系統的運用狀況,進行質量輸入信號的確定及整理,在信號響應以及瞬態過程中,需要快速結束進程,提高系統的響應時間,為傳動裝置的加速能力提供參考。相關的設計人員應該認識到,快速響應系統的狀態會直接影響機床加工的精度以及生產率,所以,需要對其進行系統控制,以便提升機電一體化技術在數控鏜銑床改造技術的使用價值[5]。
4結束語
總而言之,機電一體化技術在數控鏜銑床改造技術分析中,通過技術與產品的項目融合,可以引導行業結合技術的特點,進行機電一體化的技術改造及項目創新。雖然我國現階段數控鏜銑床改造技術使用中存在的限制性的問題,需要結合機電一體化的技術運用特點,進行數控鏜銑床技術的創新,結合主傳動系統、主軸系統計算以及給伺服系統的設計,提高機電一體化技術在數控鏜銑床改造中的價值,為技術項目的創新以及技術的改造提供參考。
參考文獻:
[1]萬鑫.淺析數控鏜銑床技術化改造的必要性和可行性——以機電一體化專業的教學為視角[J].云南社會主義學院學報,2012(2):249.
[2]董建民.機電一體化專業教學中機床數控化改造的必要性研究[J].中國科教創新導刊,2011(25):62.
作者:張太勇 安汝偉 王廷猛 譚麗娟 王元倫 單位:沈機集團昆明機床股份有限公司