摘要：本文首先對(duì)目前幾種機(jī)型的數(shù)控銑床吸塵器控制方式進(jìn)行分析比較，而后根據(jù)數(shù)控銑床工作時(shí)的狀況對(duì)吸塵器控制方式進(jìn)一步論述并最終實(shí)施。
關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床、吸塵器、控制信號(hào)、控制方式
一、前言
1、國(guó)產(chǎn)--設(shè)備的軟硬
2、合資--設(shè)備的控制系統(tǒng)及軟硬為進(jìn)口、機(jī)械部分為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)或組裝。
3、國(guó)外--整機(jī)為純進(jìn)口
以上三種類(lèi)型的數(shù)控銑床對(duì)吸塵器的控制方式可大致分為二種、即人工控制與自動(dòng)控制。
國(guó)產(chǎn)與合資的數(shù)控銑床為人工控制方式；
而我廠目前擁有的數(shù)控銑床就是上面所說(shuō)三種類(lèi)型及二種控制方式（注：進(jìn)口數(shù)控銑床實(shí)際是鉆/銑二用機(jī)型）。
人工控制吸塵器工作方式其弊端就是操作者在往數(shù)控銑床上放好待加工板后要開(kāi)啟吸塵器再銑板，一次板銑完后再關(guān)掉吸塵器。或者一上班準(zhǔn)備銑板時(shí)就開(kāi)啟吸塵器，一直到一個(gè)批次生產(chǎn)完畢或下班再關(guān)掉吸塵器。這種由人為地去開(kāi)啟或關(guān)掉吸塵器工作的方式，給操作者帶來(lái)諸多不便，要么一上班就開(kāi)啟吸塵器，此期內(nèi)上、下加工件或更換另一型號(hào)待加工件時(shí)吸塵器一直處于工作狀態(tài)，造成電能不必要的損耗。而進(jìn)口設(shè)備其對(duì)吸塵器控制方式采用了全自動(dòng)工作方式，操作者完全不必操心。
本文將要論述的就是如何將人工控制吸塵器改造為自動(dòng)控制的方式。
二數(shù)控銑床吸塵器控制方案的構(gòu)想
1、控制信號(hào)的提取
由于國(guó)產(chǎn)與合資生產(chǎn)的這二類(lèi)數(shù)控銑床其吸塵器的控制是采用人工控制，所示設(shè)備上也就沒(méi)有提供接口。如果將這二類(lèi)數(shù)控銑床改造為自動(dòng)控制吸塵器工作與否首要的問(wèn)題就是如何提取控制信號(hào)，這是解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。
在日常生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)如果要銑板必須取銑刀（對(duì)有自動(dòng)更換銑刀的機(jī)型）。如果利用抓、放銑刀這一動(dòng)作來(lái)作吸塵器的控制信號(hào)，應(yīng)當(dāng)比較理想。可實(shí)際上數(shù)控銑床與數(shù)控鉆床在具體操作中有不一樣的地方，銑床一般較少用到多種不同直徑的銑刀。而當(dāng)銑完一次板后，操作者并不希望將銑刀放回刀具座內(nèi)，這樣做的目的是盡量減少空行程，提高生產(chǎn)效率，針對(duì)這種情況我們放棄了這一信號(hào)的提取。
我們采取另一種提取控制吸塵器信號(hào)的方式，就是利用Z軸下降的動(dòng)作作為控制信號(hào)，這個(gè)信號(hào)盡管有其不太令人滿意的地主，但若采取一定措施還是可以實(shí)現(xiàn)的。
2、自動(dòng)控制吸塵器的方式
由于控制信號(hào)的提取在實(shí)惠吸塵器的自動(dòng)控制方式就有了根本的保證，其工作方式就是當(dāng)放好待加工板后，抓取銑刀并即將開(kāi)始銑板Z軸下降吸塵器自動(dòng)開(kāi)啟，加工完畢后Z軸上升關(guān)掉吸塵器，機(jī)器工作臺(tái)回到原始位置，操作者取下已加工好的板子，再次放入待加工板，如此周而復(fù)始。
若某一型號(hào)待加工板有不同直徑銑刀（盡管很少有這種情況），機(jī)器在自動(dòng)更換刀具時(shí)吸塵器并不因?yàn)樵诟鼡Q銑刀時(shí)Z軸下降而開(kāi)啟吸塵器。（這一點(diǎn)后面將會(huì)詳細(xì)論述）。
自動(dòng)控制吸塵器方式對(duì)數(shù)控銑只加工外型尺寸是最好的控制方式。
3、半自動(dòng)控制吸塵器工作方式
半自動(dòng)概念就是有時(shí)人工干預(yù)。但這種人工干預(yù)只是一次性的，而不必每銑一次板就干預(yù)一次。
半自動(dòng)控制吸塵器工作方式的設(shè)想是基于以下原因而設(shè)計(jì)的。
我們知道待加工板除了對(duì)外形要求加工外，有相當(dāng)多的待加工板其內(nèi)部也要求，如開(kāi)槽、開(kāi)窗口、加工直徑較大的園以及特殊要求的窗口（凡直徑大于φ6.0的園一般均由數(shù)控銑來(lái)加工）。再諸如要加工某一任務(wù)，首先要有定位，則數(shù)控銑必先鉆定位孔后才能裝上銷(xiāo)釘放入待加工板再進(jìn)行整形。這樣由于我們采取利用Z軸的上升、下降來(lái)作為控制吸塵器的工作方式，那么在上述各種情況下很可能幾秒鐘之內(nèi)吸塵器就會(huì)處于開(kāi)/關(guān)的工作方式，在這種情況下一是吸塵器開(kāi)/關(guān)太頻繁，再是此時(shí)吸塵器在開(kāi)啟后還未到正常工作狀態(tài)，馬上又關(guān)掉了。因此，更談不上來(lái)吸塵了，這就是利用Z軸的上升、下降作為控制吸塵器工作與否的弊端。而為了消除這種現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)方案中加入了一種半自動(dòng)控制方式，在這種方式控制下切斷Z軸的控制信號(hào)由人工干預(yù)來(lái)完成。而人工干預(yù)只是一次性的，不心每銑完一次板再干預(yù)一次。
同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)也充分考慮到在半自動(dòng)工作狀態(tài)下，吸塵器必須保證每加工完一次后，吸塵器會(huì)自動(dòng)停止工作。而放好待加工板啟動(dòng)機(jī)器，吸塵器則再次工作。
4、強(qiáng)制關(guān)吸塵器的方式
需要說(shuō)明的是強(qiáng)制關(guān)掉吸塵器僅僅是當(dāng)加工某些特別小的板的情況下而采取的措施。
我們有時(shí)會(huì)遇到某一待加工板的尺寸非常小，小到吸塵器工作進(jìn)會(huì)將其吸到吸塵器里的程度。盡管有的數(shù)控銑在設(shè)計(jì)吸塵方式時(shí)考慮到這一點(diǎn)即采取關(guān)閉吸塵管道，這樣可有效地防止加工件進(jìn)入吸塵器里，但有時(shí)卻會(huì)進(jìn)入吸塵管道內(nèi)，取出時(shí)同樣麻煩。我們之所以采取強(qiáng)制關(guān)掉吸塵器的方式就可有效地避免這一類(lèi)特殊情況的發(fā)生。但這一工作方式最大弊端就是粉塵會(huì)留在工作臺(tái)板上，需要操作者及時(shí)處理。
5、自動(dòng)更換銑刀以有半自動(dòng)工作方式關(guān)吸塵器方案的設(shè)計(jì)
在前面提到了控制信號(hào)采用Z軸下降作為啟動(dòng)吸塵器的信號(hào)有一定的問(wèn)題，這些總是反映在自動(dòng)更換銑刀時(shí)Z軸下降，在半自動(dòng)工作狀態(tài)盡管切斷Z軸控制信號(hào)，由人工干預(yù)，但也會(huì)遇到自動(dòng)更換銑刀的情況。所謂人工干預(yù)無(wú)非就是強(qiáng)制吸塵器工作方式的另一種說(shuō)法而已，在這些情況下又如何來(lái)保證在更換銑刀時(shí)，吸塵器會(huì)自動(dòng)關(guān)掉，以及在半自動(dòng)狀態(tài)下人工干預(yù)進(jìn)加工完板后又如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)掉吸塵器的。這些問(wèn)題在設(shè)計(jì)初始并未考慮，但隨著問(wèn)題的提出以及整體設(shè)計(jì)構(gòu)想逐步地深入，同時(shí)根據(jù)機(jī)器本身的特點(diǎn)，我們采用了一個(gè)解決上述疑問(wèn)的最佳方案。這一方案就是引入了實(shí)際工作區(qū)的概念。我們知道被加工板的尺寸一但超出機(jī)器所能加工的范圍，則必須采用多次加工的手段。而多次加工的每一部分尺寸則必定應(yīng)小于機(jī)器所能加工的尺寸。
也就是基于這一理念的原因，我們?cè)谧罱K設(shè)計(jì)時(shí)就引入機(jī)器實(shí)際工作區(qū)的概念，由此而順利解決了由于利用Z軸下降作為控制吸塵器的控制信號(hào)而帶來(lái)的弊端。因此在更換銑刀的區(qū)域內(nèi)由于已超出了實(shí)際工作區(qū)，此時(shí)Z軸下降信號(hào)將不會(huì)對(duì)吸塵器有控制作用了。在人工干預(yù)（即半自動(dòng)控制方式中）情況下盡管是切斷了Z軸的控制信號(hào)，吸塵器由人工干預(yù)時(shí)啟動(dòng)，但同理這時(shí)在刀具更換區(qū)吸塵器也會(huì)自動(dòng)關(guān)掉。即使在半自動(dòng)控制方式時(shí)，沒(méi)有更換銑刀情況下，由于當(dāng)加工完畢后機(jī)器會(huì)回到初始位置，此時(shí)我們認(rèn)為其已不在工作區(qū)內(nèi)，吸塵器也將被自動(dòng)關(guān)掉。
以上僅是對(duì)合資生產(chǎn)的數(shù)控銑床吸塵器控制方案的論述，而國(guó)產(chǎn)數(shù)控銑（僅就我們廠的）由于其沒(méi)有自動(dòng)更換刀具的功能，對(duì)其采用的控制吸塵器方案有所不同，在此不再敘述。
三設(shè)計(jì)方案具體實(shí)施與安裝
通過(guò)對(duì)數(shù)控銑床工作時(shí)狀態(tài)的觀察以及設(shè)計(jì)方案構(gòu)想的出臺(tái)以及最終實(shí)施，就充分考慮到其可操作性必須符合操作者的工作習(xí)慣、便利。當(dāng)然全自動(dòng)控制吸塵器的方式不必操心了。而半自動(dòng)及強(qiáng)制不吸塵的工作方式，由于要人工干預(yù)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中盡量采用與數(shù)控銑床設(shè)備上較為一致的操作方式方法。其安裝的物理位置絕對(duì)不可遠(yuǎn)離操作面板，否則設(shè)計(jì)再怎么完善而不利于操作，可以說(shuō)應(yīng)是一敗筆。基于這一基本原則，我們利用操作面板上第三號(hào)軸的控制位置（指合資生產(chǎn)的數(shù)控銑床為2軸加工方式，但操作面板上有三個(gè)軸的控制位置），裝入二級(jí)三狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)，這樣操作者在操作上十分方便可靠，同時(shí)開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)有附加的醒目的指示燈來(lái)顯示，采用了普遍符合人們視覺(jué)及習(xí)慣效果的顏色及提示。在信號(hào)線的撮及所用電源電壓均采用機(jī)器內(nèi)部提供的電源電壓，無(wú)附加電源。從安全角度上考慮均采用低電壓小電流，所以絕對(duì)不會(huì)對(duì)設(shè)備造成任何危害。盡管吸塵器功率較大，但由于采用功率隔離啟動(dòng)方式，因此到吸塵器上的控制信號(hào)對(duì)設(shè)備上的信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生任何不良影響。
四結(jié)束語(yǔ)
上述方案從定稿到實(shí)際安裝試運(yùn)行，其控制可靠、操作簡(jiǎn)便，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。從安裝運(yùn)行約半年以來(lái)工作一直正常，從操作者反映來(lái)講十分滿意。
