1 前言

　　近年來(lái)發(fā)展了許多制造振動(dòng)機(jī)械的企業(yè)，其主導(dǎo)產(chǎn)品通常為應(yīng)用于礦山、冶金、煤炭、建材、化工、糧食等部門的振動(dòng)篩及振動(dòng)輸送機(jī)。但這些企業(yè)或多或少都存在一些諸如生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高、質(zhì)量控制差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大及作業(yè)環(huán)境惡劣等問題，嚴(yán)重限制了企業(yè)的發(fā)展。如將數(shù)控等先進(jìn)制造技術(shù)引入這些企業(yè)，必能發(fā)揮數(shù)控技術(shù)優(yōu)勢(shì)，解決上述問題，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　數(shù)控機(jī)床發(fā)展迅速，已由NC、CNC向DNC（分布式數(shù)控）過渡。數(shù)控只是加工過程的自動(dòng)化。不同的加工方法具有不同的功能和加工特點(diǎn)。合理選型，正確使用，強(qiáng)化管理，才能使其發(fā)揮良好的效益。在振動(dòng)篩及振動(dòng)給料機(jī)主體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，最主要的工序是板料切割、折彎以及焊接等。下面針對(duì)上述生產(chǎn)特點(diǎn)，介紹幾種典型的數(shù)控機(jī)床。

2 切割工序中NC

　　2.1 數(shù)控火焰切割機(jī)

　　數(shù)控火焰切割機(jī)是應(yīng)用最早的數(shù)控下料設(shè)備。數(shù)控技術(shù)引入火焰切割，實(shí)現(xiàn)了切割全過程的自動(dòng)化，顯著地提高了鋼板下料的切割質(zhì)量(尺寸精度和切口質(zhì)量)。具有生產(chǎn)效率高(連續(xù)切割、多槍切割)和材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控火焰切割機(jī)一般用于5mm以上碳鋼板的下料。因切割變形大，切口易熔化，故板太薄時(shí)不適宜采用。

　　切割質(zhì)量的好壞不僅取決于數(shù)控機(jī)床的性能、精度和可靠性，而日_與所用氣體品質(zhì)、切割程序的優(yōu)劣和操作人員素質(zhì)等密切相關(guān)。生產(chǎn)中常見的問題是切割變形、切割面的表面粗糙度差和掛渣嚴(yán)重。減少切割變形應(yīng)選擇合理的切割工藝(包括切割起點(diǎn)、方向和先后順序)，考慮橋接(間斷切割)，支撐鋼板的托架平整、穩(wěn)定和提高鋼板的平整度。提高氧氣和乙炔的純度以及壓力穩(wěn)定是提高數(shù)控火焰切割機(jī)效率和獲得高質(zhì)量切割面的根本保證。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家多采用液氧切割，因其壓力穩(wěn)定，純度達(dá)99.5%以上，所以明顯地提高了切割面的質(zhì)量，掛渣極少，切割速度得到較大提高，耗氧量也減少。

　　2.2數(shù)控激光切割機(jī)

　　近年來(lái)，隨著激光加工技術(shù)的迅速發(fā)展，激光切割作為一種先進(jìn)的加工方法正逐漸在板料加工中心泛應(yīng)用。其主要優(yōu)勢(shì)在于以下幾方面:(1)切割質(zhì)量好，割縫狹小，變形小，切割精度接近機(jī)械加工精度，切縫的直線度高。(2)切割速度快，效率高。對(duì)1mm薄板的切割速度可達(dá)2~3 m/min，極大地減少了常規(guī)工藝中的剪板機(jī)下料、劃線、剪切成形等工序，縮短生產(chǎn)周期，可套裁下料，顯著提高材料利用率。(3)切割范圍少’一。不僅可以切割模具沖裁極難加工的1.5~100 ,um的金屬箔，而民可兼顧鋁·不銹鋼、皮革、有機(jī)玻璃等材料的切割，還可切割窄槽、尖角等復(fù)雜形狀構(gòu)成的輪廓。

　　激光切割的精度和質(zhì)量，取決于激光發(fā)生器、外圍光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)床的動(dòng)靜精度、加工條件以及切割材料的種類及厚度等諸因素。割槍、鏡片、高度傳感器是激光切割機(jī)的主要易損件，應(yīng)特別注意維護(hù)保養(yǎng)。激光的輸出功率的大小受激光發(fā)生器、氣體流量、激光通道中的各種鏡片狀態(tài)、冷卻裝置效果等因素影響，也就間接地影響切割質(zhì)量和效率。

　　板料越厚需要的激光功率越大。若單就切割鋼板而言，對(duì)已有數(shù)控火焰切割機(jī)的廠家，購(gòu)置激光切割機(jī)的功率不宜過大，應(yīng)著重于數(shù)控火焰切割質(zhì)量較差的6mm以下的薄板為切割對(duì)象。這樣即可以比較顯著發(fā)揮激光切割機(jī)的優(yōu)勢(shì)，并使整個(gè)鋼板的下料都是數(shù)控切割下料，而日_投資少切割費(fèi)用低。

　　2.3 數(shù)控等離子切割機(jī)

　　等離子切割的優(yōu)勢(shì)在于等離子弧能量更集中、溫度更高、切割速度更快、變形更小，還可切割不銹鋼、鋁等材料。

　　等離子切割的不足之處在于弧光強(qiáng)、噪音大、灰塵多，對(duì)環(huán)境有一定的污染，對(duì)中厚板料多采用水下等離子切割，切割厚度也有一定的限制。同樣，氣體流量、電弧長(zhǎng)度、電極質(zhì)量、電流大小、切割速度都影響切割質(zhì)量，若掌握不好，切割質(zhì)量不理想。等離子切割槍也不宜過多，因切割速度較快，易受上述因素的影響出現(xiàn)不協(xié)調(diào)，使切割質(zhì)量不一樣。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)薄板切割，等離子切割的切口表面質(zhì)量?jī)?yōu)于火焰切割，且掛渣極少。

　　近年來(lái)，國(guó)外廠家開發(fā)了稱為精細(xì)等離子或稱為高精度等離子的新技術(shù)，國(guó)內(nèi)已有廠家引進(jìn)，效果較好。通過改進(jìn)割矩的設(shè)計(jì)，較顯著地提高了工件切割面質(zhì)量，割縫垂直度可達(dá)0~1.5，對(duì)提高厚板的切割質(zhì)量尤其有利。由于改進(jìn)了切割槍，電極壽命得到了數(shù)倍提高，但對(duì)其割槍距鋼板距離要求較高，要求割槍上的高度傳感器反應(yīng)要靈敏，割槍升降反應(yīng)要快。

　　采用等離子切割4~30 mm厚的鋼板是比較理想的方法，可避免氧乙炔切割速度慢、變形大、切口熔化嚴(yán)重、掛渣較多等缺點(diǎn)。同時(shí)，還可進(jìn)行一定厚度的不銹鋼等材料的下料。

　　2.4 數(shù)控多工位壓力機(jī)

　　數(shù)控多工位壓力機(jī)也稱數(shù)控步?jīng)_機(jī)，是通過夾鉗夾緊鋼板沿X, Y方向移動(dòng)，選擇程序設(shè)定的T坐標(biāo)(模具)進(jìn)行點(diǎn)位沖孔和步?jīng)_輪廓。有的機(jī)床還能進(jìn)行百葉窗、翻邊造型等操作，稱為飯金加工中心。

　　從沖頭安裝的形式來(lái)看，分為回轉(zhuǎn)頭和單沖頭兩種形式。回轉(zhuǎn)頭也稱轉(zhuǎn)塔式，轉(zhuǎn)塔上一般都有二十幾個(gè)模位。一個(gè)模位一套模具。凸凹模分別裝在回轉(zhuǎn)的上、下轉(zhuǎn)盤上。回轉(zhuǎn)頭的優(yōu)點(diǎn)在于換模快、模具定位精度高。但沖切鋼板在上、下轉(zhuǎn)盤中進(jìn)給時(shí)，鋼板因沖切時(shí)零件變形或廢料的尖角偶爾片在模具孔中，清理零件、廢料困難。因此相對(duì)來(lái)說(shuō)沖切死區(qū)(夾鉗不能進(jìn)入轉(zhuǎn)盤區(qū)域)要大。單沖頭是在工作臺(tái)側(cè)旁備有模具庫(kù)，能自動(dòng)更換模具。零件、廢料清理省事。

　　近年來(lái)投入使用的數(shù)控步?jīng)_機(jī)，很多機(jī)床的回轉(zhuǎn)頭的某些模位上帶有自動(dòng)分度裝置，通過簡(jiǎn)單的NC指令，模具能以0.01增幅在360角內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)，從而使用最少的模具加工出具有復(fù)雜形狀的零件。甚至有的步?jīng)_機(jī)還帶有多模具模座，能夠大幅度擴(kuò)大轉(zhuǎn)塔上的模具容量，每個(gè)自動(dòng)分度模座可裝1-30套模具，從而換模時(shí)間更少，可適應(yīng)不同產(chǎn)品的需要。也有在數(shù)控步?jīng)_機(jī)回轉(zhuǎn)頭的一個(gè)模位上安裝激光切割或等離子切割，或單沖頭的模具庫(kù)有等離子切割裝置，稱為板料復(fù)合加工機(jī)，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。比較適合工套裁下料。先沖切內(nèi)輪廓，再由激光或等離子加工沖切不便加工的尖角、窄槽和外形，從而充分發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，獲得最大的切割效益。復(fù)合加工是中小批量生產(chǎn)企業(yè)相當(dāng)理想的薄板下料設(shè)備。

　　數(shù)控步?jīng)_機(jī)比較適合板厚為1~3 mm的零件加工。板太厚，沖裁力大，會(huì)降低模具壽命。因一般生產(chǎn)中所用的沖頭尺寸不大，為避免零件或較大的廢料塊在沖切成形時(shí)產(chǎn)生變形，應(yīng)在程序中設(shè)置橋接，使零件或廢料與整板有幾點(diǎn)相連。橋接長(zhǎng)度以0.4~0.8 mm為宜，既起連接作用又便工分離。圓弧步?jīng)_，齒花不可避免，對(duì)使用有一點(diǎn)影響。

3 折彎工序中NC

　　在折彎工序中可使用數(shù)控折彎?rùn)C(jī)。數(shù)控折彎?rùn)C(jī)最基本的功能是實(shí)現(xiàn)滑塊運(yùn)動(dòng)的下死點(diǎn)控制，從而保證折彎角度和后擋料機(jī)構(gòu)的自動(dòng)定位。在彎曲長(zhǎng)工件時(shí)，在工作臺(tái)中部會(huì)產(chǎn)生和滑塊兩端施力相反的撓度，導(dǎo)致工件出模以后發(fā)生變形。因而在一些數(shù)控折彎?rùn)C(jī)中有床身拱度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。只需輸入折彎圖形、材料特性等的零件數(shù)據(jù)和模具數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行工藝計(jì)算、折彎工序編排優(yōu)化及參數(shù)計(jì)算，確定數(shù)控程序。該機(jī)還具有折彎回彈自動(dòng)補(bǔ)償功能，可根據(jù)實(shí)際彎形情況進(jìn)行微調(diào)。

　　折彎質(zhì)量不僅取決工機(jī)床的性能，而且與板材的狀況密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，由剪板機(jī)下料的折彎質(zhì)量較好，而對(duì)工其他長(zhǎng)料、厚板料采用火焰切割，其切割周邊必然存在殘余熱應(yīng)力。當(dāng)該邊折彎后因殘余熱應(yīng)力作用而使該邊收縮變形而影響折彎質(zhì)量。通常的辦法是采用刨邊機(jī)刨掉熱影響區(qū)。另一重要原因是鋼板中的軋制殘余應(yīng)力的存在，尤其是熱軋鋼板，很可能要釋放殘余應(yīng)力。因此，良好的折彎?rùn)C(jī)性能還必須有質(zhì)量高的鋼材，才能優(yōu)質(zhì)高效地折彎出合格的零件。

4 焊接工序中的NC

　　在焊接工序中可使用弧焊機(jī)器人。作為柔性焊接設(shè)備的焊接機(jī)器人正逐漸成為焊接過程自動(dòng)化的一個(gè)重要部分，是提高關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件焊接質(zhì)量的重要手段。焊接機(jī)器人的應(yīng)用，不僅提高了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，而且降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，作業(yè)環(huán)境也得以改善。近年來(lái)，隨著焊接機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展完善，已有許多企業(yè)引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的焊接機(jī)器人或柔性焊接系統(tǒng)FMSC Flexible Manufacturing Cell)。

　　弧焊機(jī)器人適用工多段焊、焊縫不一定長(zhǎng)、空間位置焊縫多、零件相對(duì)復(fù)雜、焊接質(zhì)量要求高的工件。機(jī)器人焊接時(shí)，一般通過變位器將空間位置焊縫變換為水平或船形位置焊接，即能保證質(zhì)量又提高了生產(chǎn)率。

　　焊件的選擇應(yīng)考慮是否關(guān)鍵焊接結(jié)構(gòu)件，機(jī)器人的可焊性好，安裝焊件的作業(yè)臺(tái)及夾具易工設(shè)計(jì)和加工，焊件裝卸容易，裝夾定位精度高。

　　焊接質(zhì)量除受機(jī)器人系統(tǒng)性能影響外，還與焊接工藝參數(shù)規(guī)范緊密相關(guān)。應(yīng)根據(jù)工廠焊接件特點(diǎn)，對(duì)不同板厚、材質(zhì)、不同位置的焊縫及接頭形式、焊縫要求等進(jìn)行細(xì)致的焊接工藝參數(shù)和焊接操作規(guī)范的優(yōu)選研究工作，以便較快地適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的工件焊接要求，取得較好的焊接質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

　　振動(dòng)機(jī)械制造企業(yè)引入數(shù)控技術(shù)后，在企業(yè)生產(chǎn)的效率、產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)的成本等方面都取得了令人滿意的效果，使企業(yè)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)系統(tǒng)的整體水平也得到了較大幅度的提高。綜上所述，大力推少’一應(yīng)用數(shù)控技術(shù)是提高振動(dòng)機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)水平的關(guān)鍵。但如何正確地決策不是一件容易的事，這是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的升級(jí)換代快、價(jià)格高，企業(yè)所需的一次性投資較大。所以振動(dòng)機(jī)械制造企業(yè)若要在生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，必須深入研究，從企業(yè)生產(chǎn)的具體特點(diǎn)出發(fā)選擇功能和參數(shù)，充分考慮投資的效益。另外數(shù)控機(jī)床的使用不同工普通設(shè)備，涉及的影響因素較多，只有采用全新的生產(chǎn)組織管理方式，適應(yīng)數(shù)控機(jī)床的不同要求，才能推動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)水平的提高，取得最佳的生產(chǎn)效益。