無人加工的先進(jìn)電火花加工技術(shù)
近20年來趟蛋,EDM在工業(yè)中作為一種職業(yè)邪船,人們?cè)谶M(jìn)入勞務(wù)市場(chǎng)時(shí)對(duì)它的興趣減少了。原因可能是各級(jí)學(xué)校中對(duì)學(xué)生提供職4L培訓(xùn)的機(jī)會(huì)太少了同嚷。由于人手短缺羔峭,加工工業(yè)的反應(yīng)是采用先進(jìn)技術(shù)提高機(jī)床的工作性能。今天的機(jī)床可以普通工人完成過去要有數(shù)年經(jīng)驗(yàn)的操作者才能完成的加工任務(wù)甫知,另一個(gè)新貢獻(xiàn)是機(jī)床可以日夜開工缅钠,而沒有什么困難。
采用先進(jìn)的電火花加工技術(shù)無人加工的可能性大大提高
EMD最不利的因素是時(shí)間诡蜓,工時(shí)的安排決定著能否按用戶的要求準(zhǔn)時(shí)交貨熬甫。故機(jī)床的無人操作工作能力是極其重要的置鼻。在優(yōu)化工程設(shè)計(jì)缭受、制造中爵憎。以及與今日技術(shù)相稱的最好的方法都意味著惊钮,在總工時(shí)中調(diào)整機(jī)床的時(shí)間要減少。
TechMold公司總裁BillKushmaul高興地指出:“我們統(tǒng)計(jì)過實(shí)際的放電加工時(shí)間衫沽,在一般模具午間里EDM設(shè)備的實(shí)際放電加工時(shí)間僅占一周168小時(shí)工作時(shí)間的20%一30%o采用最先進(jìn)的設(shè)備和自動(dòng)化技術(shù)可以得到戲劇性的改善痘番∫谅模”
作為三菱電機(jī)EDM和North—SouthMachinerv有限公司1998EDM革新獎(jiǎng)西區(qū)的獲得者核无,TechMold已經(jīng)在模具制造中使用了幾乎是最創(chuàng)新的自動(dòng)化系統(tǒng)扣唱。它用3R的WorkmanRobot系統(tǒng)裝備了三麥電機(jī)的VXl0數(shù)控電火花成形機(jī)藕坯。TechMold把它的加工時(shí)間從每周36 小時(shí)增加到150小時(shí)团南,即增加3倍多。實(shí)際上沒有其它使用EDM的制造廠能夠無人看管加工零件達(dá)到這個(gè)速度炼彪。
Kushmal說:“EDM的自動(dòng)化能真正保證我們實(shí)際需要的長(zhǎng)期無人看管加工吐根。模具車間有這樣一種感覺。模具制造是屬于傳統(tǒng)的老式業(yè)務(wù)辐马。實(shí)際上模具制造者需要有盡可能多的自動(dòng)化拷橘,以保持自身的競(jìng)爭(zhēng)力和滿足用戶的要求”。VXl0確實(shí)幫助我們做到了這一點(diǎn)蔚芥。
1998年的EDM創(chuàng)新獎(jiǎng)授予用戶廠拨臂,是為了獎(jiǎng)勵(lì)其在生產(chǎn)過程中優(yōu)先并創(chuàng)造性地使用EDM。這僅是每年給EDM用戶的5個(gè)地區(qū)獎(jiǎng)中的一個(gè)秤皿。所有5個(gè)地區(qū)獎(jiǎng)獲得者將在IMTS98上爭(zhēng)奪國(guó)家獎(jiǎng)基际,雖然已經(jīng)設(shè)立了五個(gè)地區(qū)獎(jiǎng)和一個(gè)國(guó)家獎(jiǎng),但三菱電機(jī)EDM制造廠仍希望增加公眾對(duì)EDM作為精密加工中先導(dǎo)的現(xiàn)代化技術(shù)的認(rèn)識(shí)办溶。
自動(dòng)化的EDM
Kushmaul長(zhǎng)期關(guān)心和努力尋找模具制造的自動(dòng)化技術(shù)袍砚。因?yàn)橐粋€(gè)問題是EDM技師要花費(fèi)大量時(shí)間去調(diào)整機(jī)床和更換電極米加工一個(gè)新的工件;另一個(gè)問題是熟練的工人討厭在晚上或周末加班,所以電火花加工僅僅有白班抠阴,最多也就干到傍晚槐伍。當(dāng)獲得第—臺(tái)三菱電機(jī)的VXl0數(shù)控電火花成形機(jī)后择绘,Kushmaul的自動(dòng)化計(jì)劃才真正開始了。
“盡可能地利用晚上和周末的時(shí)間生產(chǎn)凌红,對(duì)我們來說是比什么都重要的事混砸。”Kushmaul指出《祷現(xiàn)在努释,VXl0連接了3RRobot可編程刀庫(kù),就可以在無人看管露下從星期5下午一直工作到星期一早晨咬摇。3RRobot刀庫(kù)有個(gè)1.829m高的轉(zhuǎn)臺(tái)伐蒂,可以貯存和交換72個(gè)工件和72個(gè)電極,而完全不需要人看管肛鹏,工件和電極都已托盤了逸邦。當(dāng)一個(gè)工件加工完后由機(jī)械手取走,隨后再取起用過的電極在扰。接著在刀庫(kù)內(nèi)選定下一個(gè)工件和電極缕减,逐安裝,不管是電極或工件在夾盤上安裝的精度都在2μM以內(nèi)芒珠。
實(shí)現(xiàn)TechMold白功化的關(guān)鍵之一是VXl0的輸入系統(tǒng)桥狡,在三菱電機(jī)叫做ESPER(容易和簡(jiǎn)單的編程專家系統(tǒng)),它提供的是人機(jī)對(duì)話的自動(dòng)編程皱卓。輸入的數(shù)據(jù)包括粗裹芝、精加工電極的數(shù)量,電極的尺寸娜汁,加工的標(biāo)和加工深度臀匹。
以此信息,ESPER系統(tǒng)即可為該工件編輯最有效的成套規(guī)準(zhǔn)油后。由一個(gè)極富有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的技師才能編出的程序挠站,ESPER系統(tǒng)無需人的協(xié)助就可以組裝出米了。機(jī)床首先可以用測(cè)頭檢測(cè)工件和電極的實(shí)際尺寸容书,然后機(jī)械手取下測(cè)頭恃藐,裝上放電加工所需的電極。結(jié)果是需要更換電極的次數(shù)大為減少藤棕。
在星期五的下午自拖,當(dāng)TechMold的操作工為Vx準(zhǔn)備好了整個(gè)周末的加工任務(wù)后,僅僅需要給以12鍵的指令設(shè)定其動(dòng)作遭歉,ESPER就可以完全支持 3RRobot刀庫(kù)的工作虫犀,整個(gè)周末的自動(dòng)運(yùn)行時(shí)間使機(jī)周的工作時(shí)間增加了約60小時(shí),這比通常從星期一期五的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間多一倍肪援。無人操作就是有利于十產(chǎn)效率证莺,降低成本和減少人工熟什。
用模糊邏輯控制工作可做得更多
為了完成如此長(zhǎng)時(shí)間的完全無人看管工作所需的指令,在VXl0比原有的CNC還前進(jìn)了—步猜旬,它采用了模糊邏輯控制脆栋。模糊邏輯控制的優(yōu)點(diǎn)在于,它考慮了所有的加工條件洒擦,并做出相適應(yīng)的調(diào)節(jié)椿争。使用模糊邏輯控制的機(jī)床會(huì)不斷監(jiān)控所有加工條件的實(shí)標(biāo)效率,而不是想象的或理論的效率熟嫩。然8后模糊邏輯同時(shí)開始調(diào)整以尋求最佳的規(guī)準(zhǔn)參數(shù)秦踪,以滿足高效放電加工效率。一個(gè)高性能的傳感器可測(cè)出微小的放電狀態(tài)的變化掸茅,這種微小的變化是人類所不能感覺到的椅邓,反饋信息送到32位的微處理器,VXl0的模糊邏輯系統(tǒng)在接受到這些數(shù)據(jù)后昧狮,同步做出反應(yīng)景馁,調(diào)整參數(shù)。
Kushmaul指導(dǎo)他的EDM操作工去研究改進(jìn)系統(tǒng)的模糊邏輯逗鸣,他說:“我們要知道我們能否通過巧妙地處理控制來進(jìn)一步改善其性能合住。我們必須事先小心地調(diào)整好軟件以適合我們工作的類型和放電加工條件√赜耄”
kushmaul說:“我所以喜歡VXl0的模糊邏輯是因?yàn)樗冀K是起積極作用的释何。而其它系統(tǒng)可能開始起點(diǎn)作用,但是儿趋,當(dāng)加工狀況有所變化后档低,它會(huì)趨于保守娜珍,加工速度明顯下降蛔乖。這一系統(tǒng)始終維持良好的適應(yīng),進(jìn)行過程的不斷優(yōu)化踏拓,反應(yīng)速度很快赃剂。”
VXl0模糊邏輯與系統(tǒng)新開發(fā)的精細(xì)脈沖電源(FP電源)協(xié)調(diào)工作韩烹。三菱電機(jī)開發(fā)的FP電源技術(shù)成功地解決了EDM加工中二次放電的問題淑停。二次放電增加了加工鐵屑的排放量,電極損耗加大酿势,表面粗糙度變差锰抡。FP電源幾乎可完全排除二次放電。如二次放電消失互艾,它的環(huán)作用就大大減少试和。Kushmanl指出讯泣,在長(zhǎng)期無人看管工作時(shí)減少二次放電是非常重要的,他還發(fā)現(xiàn)使用這一自動(dòng)系統(tǒng)后阅悍,工件的表面粗糙度大力改善好渠。這一非常可靠的軟件和非辰谑樱可靠的硬件相結(jié)合拳锚,保證了周末長(zhǎng)時(shí)間的無人看管工作能得到很好的效果。
展望
最近 TechMold已經(jīng)用三萎電機(jī)的機(jī)床完成了過去曾用原先機(jī)床放電加工過的兩個(gè)項(xiàng)目寻行。Kushmaul發(fā)現(xiàn)VXl0采用了自動(dòng)化措施后的加工時(shí)間大大縮短了霍掺。原因之一是模糊邏輯反應(yīng)速度快和有ESPER自動(dòng)編程,所以我們給定的工件加工時(shí)間減少了拌蜘。Kushmaul指出:CNCEDM許諾是我們可以得到一個(gè)熟練的專家級(jí)操作工所具有的技巧抗楔,而VXl0一定會(huì)給我們±棺梗“如同多少年前那樣连躏,無人操作并沒有改變?nèi)藗儗?duì)進(jìn)入EDM勞務(wù)市場(chǎng)沒有足夠興趣這一事實(shí),而 VXl0確實(shí)可以幫助車間用較少的人工完成同樣的加工作務(wù)佳跃〉∫澹”
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