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摘要：本文首先對目前幾種機型的數控銑床吸塵器控制方式進行分析比較，而后根據數控銑床工作時的狀況對吸塵器控制方式進一步論述并最終實施。

關鍵詞：數控銑床、吸塵器、控制信號、控制方式

一、前言

1、國產--設備的軟硬
2、合資--設備的控制系統及軟硬為進口、機械部分為國內生產或組裝。
3、國外--整機為純進口

以上三種類型的數控銑床對吸塵器的控制方式可大致分為二種、即人工控制與自動控制。

國產與合資的數控銑床為人工控制方式；

而我廠目前擁有的數控銑床就是上面所說三種類型及二種控制方式（注：進口數控銑床實際是鉆/銑二用機型）。

人工控制吸塵器工作方式其弊端就是操作者在往數控銑床上放好待加工板后要開啟吸塵器再銑板，一次板銑完后再關掉吸塵器。或者一上班準備銑板時就開啟吸塵器，一直到一個批次生產完畢或下班再關掉吸塵器。這種由人為地去開啟或關掉吸塵器工作的方式，給操作者帶來諸多不便，要么一上班就開啟吸塵器，此期內上、下加工件或更換另一型號待加工件時吸塵器一直處于工作狀態，造成電能不必要的損耗。而進口設備其對吸塵器控制方式采用了全自動工作方式，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控制的方式。

二數控銑床吸塵器控制方案的構想

1、控制信號的提取

由于國產與合資生產的這二類數控銑床其吸塵器的控制是采用人工控制，所示設備上也就沒有提供接口。如果將這二類數控銑床改造為自動控制吸塵器工作與否首要的問題就是如何提取控制信號，這是解決問題的關鍵所在。

在日常生產中我們發現如果要銑板必須取銑刀（對有自動更換銑刀的機型）。如果利用抓、放銑刀這一動作來作吸塵器的控制信號，應當比較理想。可實際上數控銑床與數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。而當銑完一次板后，操作者并不希望將銑刀放回刀具座內，這樣做的目的是盡量減少空行程，提高生產效率，針對這種情況我們放棄了這一信號的提取。

我們采取另一種提取控制吸塵器信號的方式，就是利用Z軸下降的動作作為控制信號，這個信號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現的。

2、自動控制吸塵器的方式

由于控制信號的提取在實惠吸塵器的自動控制方式就有了根本的保證，其工作方式就是當放好待加工板后，抓取銑刀并即將開始銑板Z軸下降吸塵器自動開啟，加工完畢后Z軸上升關掉吸塵器，機器工作臺回到原始位置，操作者取下已加工好的板子，再次放入待加工板，如此周而復始。

若某一型號待加工板有不同直徑銑刀（盡管很少有這種情況），機器在自動更換刀具時吸塵器并不因為在更換銑刀時Z軸下降而開啟吸塵器。（這一點后面將會詳細論述）。

自動控制吸塵器方式對數控銑只加工外型尺寸是最好的控制方式。

3、半自動控制吸塵器工作方式

半自動概念就是有時人工干預。但這種人工干預只是一次性的，而不必每銑一次板就干預一次。

半自動控制吸塵器工作方式的設想是基于以下原因而設計的。

我們知道待加工板除了對外形要求加工外，有相當多的待加工板其內部也要求，如開槽、開窗口、加工直徑較大的園以及特殊要求的窗口（凡直徑大于φ6.0的園一般均由數控銑來加工）。再諸如要加工某一任務，首先要有定位，則數控銑必先鉆定位孔后才能裝上銷釘放入待加工板再進行整形。這樣由于我們采取利用Z軸的上升、下降來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吸塵器就會處于開/關的工作方式，在這種情況下一是吸塵器開/關太頻繁，再是此時吸塵器在開啟后還未到正常工作狀態，馬上又關掉了。因此，更談不上來吸塵了，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。而為了消除這種現象，在設計方案中加入了一種半自動控制方式，在這種方式控制下切斷Z軸的控制信號由人工干預來完成。而人工干預只是一次性的，不心每銑完一次板再干預一次。

同時設計時也充分考慮到在半自動工作狀態下，吸塵器必須保證每加工完一次后，吸塵器會自動停止工作。而放好待加工板啟動機器，吸塵器則再次工作。

4、強制關吸塵器的方式

需要說明的是強制關掉吸塵器僅僅是當加工某些特別小的板的情況下而采取的措施。

我們有時會遇到某一待加工板的尺寸非常小，小到吸塵器工作進會將其吸到吸塵器里的程度。盡管有的數控銑在設計吸塵方式時考慮到這一點即采取關閉吸塵管道，這樣可有效地防止加工件進入吸塵器里，但有時卻會進入吸塵管道內，取出時同樣麻煩。我們之所以采取強制關掉吸塵器的方式就可有效地避免這一類特殊情況的發生。但這一工作方式最大弊端就是粉塵會留在工作臺板上，需要操作者及時處理。

5、自動更換銑刀以有半自動工作方式關吸塵器方案的設計

在前面提到了控制信號采用Z軸下降作為啟動吸塵器的信號有一定的問題，這些總是反映在自動更換銑刀時Z軸下降，在半自動工作狀態盡管切斷Z軸控制信號，由人工干預，但也會遇到自動更換銑刀的情況。所謂人工干預無非就是強制吸塵器工作方式的另一種說法而已，在這些情況下又如何來保證在更換銑刀時，吸塵器會自動關掉，以及在半自動狀態下人工干預進加工完板后又如何實現自動關掉吸塵器的。這些問題在設計初始并未考慮，但隨著問題的提出以及整體設計構想逐步地深入，同時根據機器本身的特點，我們采用了一個解決上述疑問的最佳方案。這一方案就是引入了實際工作區的概念。我們知道被加工板的尺寸一但超出機器所能加工的范圍，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小于機器所能加工的尺寸。

也就是基于這一理念的原因，我們在最終設計時就引入機器實際工作區的概念，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而帶來的弊端。因此在更換銑刀的區域內由于已超出了實際工作區，此時Z軸下降信號將不會對吸塵器有控制作用了。在人工干預（即半自動控制方式中）情況下盡管是切斷了Z軸的控制信號，吸塵器由人工干預時啟動，但同理這時在刀具更換區吸塵器也會自動關掉。即使在半自動控制方式時，沒有更換銑刀情況下，由于當加工完畢后機器會回到初始位置，此時我們認為其已不在工作區內，吸塵器也將被自動關掉。

以上僅是對合資生產的數控銑床吸塵器控制方案的論述，而國產數控銑（僅就我們廠的）由于其沒有自動更換刀具的功能，對其采用的控制吸塵器方案有所不同，在此不再敘述。

三設計方案具體實施與安裝

通過對數控銑床工作時狀態的觀察以及設計方案構想的出臺以及最終實施，就充分考慮到其可操作性必須符合操作者的工作習慣、便利。當然全自動控制吸塵器的方式不必操心了。而半自動及強制不吸塵的工作方式，由于要人工干預，在實際設計中盡量采用與數控銑床設備上較為一致的操作方式方法。其安裝的物理位置絕對不可遠離操作面板，否則設計再怎么完善而不利于操作，可以說應是一敗筆。基于這一基本原則，我們利用操作面板上第三號軸的控制位置（指合資生產的數控銑床為2軸加工方式，但操作面板上有三個軸的控制位置），裝入二級三狀態控制開關，這樣操作者在操作上十分方便可靠，同時開關的工作狀態有附加的醒目的指示燈來顯示，采用了普遍符合人們視覺及習慣效果的顏色及提示。在信號線的撮及所用電源電壓均采用機器內部提供的電源電壓，無附加電源。從安全角度上考慮均采用低電壓小電流，所以絕對不會對設備造成任何危害。盡管吸塵器功率較大，但由于采用功率隔離啟動方式，因此到吸塵器上的控制信號對設備上的信號不會產生任何不良影響。
四結束語

上述方案從定稿到實際安裝試運行，其控制可靠、操作簡便，完全達到設計要求。從安裝運行約半年以來工作一直正常，從操作者反映來講十分滿意。