1 前言

　　近年來發(fā)展了許多制造振動機械的企業(yè)，其主導產品通常為應用于礦山、冶金、煤炭、建材、化工、糧食等部門的振動篩及振動輸送機。但這些企業(yè)或多或少都存在一些諸如生產效率低、生產成本高、質量控制差、工人勞動強度大及作業(yè)環(huán)境惡劣等問題，嚴重限制了企業(yè)的發(fā)展。如將數(shù)控等先進制造技術引入這些企業(yè)，必能發(fā)揮數(shù)控技術優(yōu)勢，解決上述問題，取得顯著的經濟效益和社會效益。

　　數(shù)控機床發(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化。不同的加工方法具有不同的功能和加工特點。合理選型，正確使用，強化管理，才能使其發(fā)揮良好的效益。在振動篩及振動給料機主體結構生產中，最主要的工序是板料切割、折彎以及焊接等。下面針對上述生產特點，介紹幾種典型的數(shù)控機床。

2 切割工序中NC

　　2.1 數(shù)控火焰切割機

　　數(shù)控火焰切割機是應用最早的數(shù)控下料設備。數(shù)控技術引入火焰切割，實現(xiàn)了切割全過程的自動化，顯著地提高了鋼板下料的切割質量(尺寸精度和切口質量)。具有生產效率高(連續(xù)切割、多槍切割)和材料利用率高等優(yōu)點。數(shù)控火焰切割機一般用于5mm以上碳鋼板的下料。因切割變形大，切口易熔化，故板太薄時不適宜采用。

　　切割質量的好壞不僅取決于數(shù)控機床的性能、精度和可靠性，而日_與所用氣體品質、切割程序的優(yōu)劣和操作人員素質等密切相關。生產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重。減少切割變形應選擇合理的切割工藝(包括切割起點、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)控火焰切割機效率和獲得高質量切割面的根本保證。國外發(fā)達國家多采用液氧切割，因其壓力穩(wěn)定，純度達99.5%以上，所以明顯地提高了切割面的質量，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

　　近年來，隨著激光加工技術的迅速發(fā)展，激光切割作為一種先進的加工方法正逐漸在板料加工中心泛應用。其主要優(yōu)勢在于以下幾方面:(1)切割質量好，割縫狹小，變形小，切割精度接近機械加工精度，切縫的直線度高。(2)切割速度快，效率高。對1mm薄板的切割速度可達2~3 m/min，極大地減少了常規(guī)工藝中的剪板機下料、劃線、剪切成形等工序，縮短生產周期，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、有機玻璃等材料的切割，還可切割窄槽、尖角等復雜形狀構成的輪廓。

　　激光切割的精度和質量，取決于激光發(fā)生器、外圍光學系統(tǒng)、機床的動靜精度、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的主要易損件，應特別注意維護保養(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，對已有數(shù)控火焰切割機的廠家，購置激光切割機的功率不宜過大，應著重于數(shù)控火焰切割質量較差的6mm以下的薄板為切割對象。這樣即可以比較顯著發(fā)揮激光切割機的優(yōu)勢，并使整個鋼板的下料都是數(shù)控切割下料，而日_投資少切割費用低。

　　2.3 數(shù)控等離子切割機

　　等離子切割的優(yōu)勢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、噪音大、灰塵多，對環(huán)境有一定的污染，對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、電弧長度、電極質量、電流大小、切割速度都影響切割質量，若掌握不好，切割質量不理想。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，使切割質量不一樣。一般來說，對薄板切割，等離子切割的切口表面質量優(yōu)于火焰切割，且掛渣極少。

　　近年來，國外廠家開發(fā)了稱為精細等離子或稱為高精度等離子的新技術，國內已有廠家引進，效果較好。通過改進割矩的設計，較顯著地提高了工件切割面質量，割縫垂直度可達0~1.5，對提高厚板的切割質量尤其有利。由于改進了切割槍，電極壽命得到了數(shù)倍提高，但對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要靈敏，割槍升降反應要快。

　　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、切口熔化嚴重、掛渣較多等缺點。同時，還可進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

　　數(shù)控多工位壓力機也稱數(shù)控步沖機，是通過夾鉗夾緊鋼板沿X, Y方向移動，選擇程序設定的T坐標(模具)進行點位沖孔和步沖輪廓。有的機床還能進行百葉窗、翻邊造型等操作，稱為飯金加工中心。

　　從沖頭安裝的形式來看，分為回轉頭和單沖頭兩種形式?；剞D頭也稱轉塔式，轉塔上一般都有二十幾個模位。一個模位一套模具。凸凹模分別裝在回轉的上、下轉盤上?；剞D頭的優(yōu)點在于換?？?、模具定位精度高。但沖切鋼板在上、下轉盤中進給時，鋼板因沖切時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。因此相對來說沖切死區(qū)(夾鉗不能進入轉盤區(qū)域)要大。單沖頭是在工作臺側旁備有模具庫，能自動更換模具。零件、廢料清理省事。

　　近年來投入使用的數(shù)控步沖機，很多機床的回轉頭的某些模位上帶有自動分度裝置，通過簡單的NC指令，模具能以0.01增幅在360角內任意旋轉，從而使用最少的模具加工出具有復雜形狀的零件。甚至有的步沖機還帶有多模具模座，能夠大幅度擴大轉塔上的模具容量，每個自動分度模座可裝1-30套模具，從而換模時間更少，可適應不同產品的需要。也有在數(shù)控步沖機回轉頭的一個模位上安裝激光切割或等離子切割，或單沖頭的模具庫有等離子切割裝置，稱為板料復合加工機，具有顯著的優(yōu)勢。比較適合工套裁下料。先沖切內輪廓，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)揮各自的長處，獲得最大的切割效益。復合加工是中小批量生產企業(yè)相當理想的薄板下料設備。

　　數(shù)控步沖機比較適合板厚為1~3 mm的零件加工。板太厚，沖裁力大，會降低模具壽命。因一般生產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產生變形，應在程序中設置橋接，使零件或廢料與整板有幾點相連。橋接長度以0.4~0.8 mm為宜，既起連接作用又便工分離。圓弧步沖，齒花不可避免，對使用有一點影響。

3 折彎工序中NC

　　在折彎工序中可使用數(shù)控折彎機。數(shù)控折彎機最基本的功能是實現(xiàn)滑塊運動的下死點控制，從而保證折彎角度和后擋料機構的自動定位。在彎曲長工件時，在工作臺中部會產生和滑塊兩端施力相反的撓度，導致工件出模以后發(fā)生變形。因而在一些數(shù)控折彎機中有床身拱度調節(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)，計算機自動進行工藝計算、折彎工序編排優(yōu)化及參數(shù)計算，確定數(shù)控程序。該機還具有折彎回彈自動補償功能，可根據(jù)實際彎形情況進行微調。

　　折彎質量不僅取決工機床的性能，而且與板材的狀況密切相關。一般來說，由剪板機下料的折彎質量較好，而對工其他長料、厚板料采用火焰切割，其切割周邊必然存在殘余熱應力。當該邊折彎后因殘余熱應力作用而使該邊收縮變形而影響折彎質量。通常的辦法是采用刨邊機刨掉熱影響區(qū)。另一重要原因是鋼板中的軋制殘余應力的存在，尤其是熱軋鋼板，很可能要釋放殘余應力。因此，良好的折彎機性能還必須有質量高的鋼材，才能優(yōu)質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器人。作為柔性焊接設備的焊接機器人正逐漸成為焊接過程自動化的一個重要部分，是提高關鍵結構件焊接質量的重要手段。焊接機器人的應用，不僅提高了焊接質量和生產效率，而且降低了工人的勞動強度，作業(yè)環(huán)境也得以改善。近年來，隨著焊接機器人技術的發(fā)展完善，已有許多企業(yè)引進了國外先進的焊接機器人或柔性焊接系統(tǒng)FMSC Flexible Manufacturing Cell)。

　　弧焊機器人適用工多段焊、焊縫不一定長、空間位置焊縫多、零件相對復雜、焊接質量要求高的工件。機器人焊接時，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，即能保證質量又提高了生產率。

　　焊件的選擇應考慮是否關鍵焊接結構件，機器人的可焊性好，安裝焊件的作業(yè)臺及夾具易工設計和加工，焊件裝卸容易，裝夾定位精度高。

　　焊接質量除受機器人系統(tǒng)性能影響外，還與焊接工藝參數(shù)規(guī)范緊密相關。應根據(jù)工廠焊接件特點，對不同板厚、材質、不同位置的焊縫及接頭形式、焊縫要求等進行細致的焊接工藝參數(shù)和焊接操作規(guī)范的優(yōu)選研究工作，以便較快地適應不同結構特點的工件焊接要求，取得較好的焊接質量。

5 結語

　　振動機械制造企業(yè)引入數(shù)控技術后，在企業(yè)生產的效率、產品的質量以及生產的成本等方面都取得了令人滿意的效果，使企業(yè)獲得了良好的經濟效益，生產系統(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’一應用數(shù)控技術是提高振動機械制造企業(yè)生產和技術水平的關鍵。但如何正確地決策不是一件容易的事，這是因為數(shù)控機床的升級換代快、價格高，企業(yè)所需的一次性投資較大。所以振動機械制造企業(yè)若要在生產中應用數(shù)控機床，必須深入研究，從企業(yè)生產的具體特點出發(fā)選擇功能和參數(shù)，充分考慮投資的效益。另外數(shù)控機床的使用不同工普通設備，涉及的影響因素較多，只有采用全新的生產組織管理方式，適應數(shù)控機床的不同要求，才能推動企業(yè)生產水平的提高，取得最佳的生產效益。