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三维焊接平台工装系统与机床融合展望与建议

2017-01-26 14:12:09
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  三维焊接平台柔性工装系统一旦引入到数控机床中,并且形成统一的不可分割的整体,二者共同参与加工的全过程,必然给机床的结构、控制带来全面的变革。要求系统实现松散祸合、快速换、智能动态规划、协同制造,终实现系统无缝集成。
  (1)结构上的融合。
  一种方法是添加,是在现有的数控机床上安装三维焊接平台柔性工装系统,力争工装控制系统与机床控制系统能够实现网络协同工作。由于工装的引入,可能会缩小原机床的工作范围。机床与工装的网络协同作业有   困难。为了利用机床现有的有效工作范围,对工装的尺寸提出了限制要求。另一种方法是集成统一设计,在设计机床的同时,考虑工装系统的设计,不影响机床的行程,使之成为统一的整体。同时,可以使工装系统与机床方便分离,可以实现即插即用的功能。
  设计的终目标是,实现机床加工范围的大化,达到制造系统生产准备时间小化。
  (2)电气控制上融合。
  1、集中式控制
  机床和工装由一个控制系统来控制,系统具有高集成度和高实时性。系统采用一个控制程序,便于加工系统的统一协调。但对工装系统的添加和分离,造成了系统配置的不灵活。对控制系统要求高,相对于数控机床来说,造成了许多功能的闲置。在控制上属于紧偶合型。
  2、分布式控制
  机床与工装分别采用两套控制系统,通过现场总线网络连接起来。配置灵活,系统造价低廉。对机床控制系统的性能要求高,要求开放性,具有网络接入能力。对工装系统的添加和分离方便。
  (3)数据接口融合。
  机床的刀具不能与工装系统发生碰撞干涉,因此,要求系统在数据上实现交换与通讯。这些数据包括机床主轴头的三维实体数据,工具类型、直径、长度,刀具的加工轨迹几何数据,工装当前三维实体数据,以及冷却液的开关情况等。
  如果说“机床+刀库”是机床工业的次革命,那么“机床+刀库+工装”是机床工业的次革命,并且这次革命比上一次革命的意义为深远,因为数字化制造直接带来的结果是,大大缩短了制造系统的生产准备周期。三维焊接平台工装系统与数控机床的关系已经密不可分,二者融合会派生一种全新的敏捷机床。数控工装系统正向着集成化、智能化、系统化方向发展,工装设计与应用技术发展趋势为模块化、可自动控制、可重配置。为了   工装系统与数控机床的一体化进程,提出如下几点建议:
  (1)尽快开展工装系统系列化设计规范与体系结构的研究;
  (2)尽快建立适于切屑工装系统的一般设计规范与标准;
  (3)尽快建立机床与工装系统数据交换与接口规范与标准;
  (4)尽快建立带工装系统的复合机床设计规范与标准。