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《數(shù)控技術(shù)》課程的目標(biāo)是:使學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)的基本理論,基本知識(shí)和基本編程方法有一定的認(rèn)識(shí),為以后從事數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)工作及開(kāi)拓新的技術(shù)領(lǐng)域打下必要的基礎(chǔ)。該課程涉及的知識(shí)面廣,需要信息量大,且實(shí)踐性強(qiáng)。同時(shí)由于該課程在整個(gè)機(jī)械類(lèi)課程體系中一般在最后一學(xué)期講解,相應(yīng)的學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,致使學(xué)生畢業(yè)后接觸到數(shù)控加工時(shí)感覺(jué)很吃力。我校《數(shù)控技術(shù)》課程的教學(xué)采用先純理論教學(xué),后實(shí)訓(xùn)教學(xué)的方法。講解理論時(shí)基本上使用靜止的圖片解釋復(fù)雜的電氣組成和機(jī)械組成的時(shí)空關(guān)系,而學(xué)生對(duì)機(jī)床的電氣元件和機(jī)械零件理解不深,沒(méi)有感性認(rèn)識(shí),所以理解就很困難。例如在講述機(jī)床的電氣控制工作原理時(shí),其復(fù)雜內(nèi)部控制以及在工作狀態(tài)下的控制關(guān)系是非常抽象的,單憑教師的口述,根本無(wú)法連貫地將元件及系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)情況展現(xiàn),而現(xiàn)有的數(shù)控電氣實(shí)訓(xùn)設(shè)備也由于師資力量的薄弱而無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的作用。學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)、工作原理的理解還是存在很大的問(wèn)題,對(duì)于想象能力較差的學(xué)生根本無(wú)法提高其學(xué)習(xí)的興趣,給教師的教學(xué)也帶來(lái)了很大的壓力。所以,如何提高《數(shù)控技術(shù)》課程的教學(xué)質(zhì)量,已成為我校課程教學(xué)改革研究的一個(gè)重點(diǎn)。
2《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)模式改革的幾項(xiàng)措施
2.1合企業(yè)需求和職業(yè)學(xué)校學(xué)生特點(diǎn),合理安排教學(xué)內(nèi)容
我校作為一所職業(yè)學(xué)校,學(xué)生來(lái)源廣泛,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊,對(duì)知識(shí)的理解和掌握能力有差距,這給教學(xué)工作帶來(lái)了一定的難度。《數(shù)控技術(shù)》課程目前采用的教材一般先對(duì)電氣和機(jī)械部分講解,理論知識(shí)強(qiáng)調(diào)過(guò)多,到后面的電器控制回路和機(jī)械系統(tǒng)控制分析時(shí),感覺(jué)聯(lián)系不大;同時(shí)學(xué)生基礎(chǔ)較差,對(duì)高深理論知識(shí)的理解也很有限。我校數(shù)控專(zhuān)業(yè)學(xué)生大多數(shù)畢業(yè)后進(jìn)入一些從事機(jī)械加工和電子產(chǎn)品生產(chǎn)的公司,而目前的《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)數(shù)控技術(shù)理論部分的知識(shí)內(nèi)容和實(shí)踐知識(shí)部分分開(kāi)在不同的學(xué)期進(jìn)行教學(xué),學(xué)生學(xué)完理論知識(shí)不能及時(shí)的付諸實(shí)踐,等到另外一學(xué)期上實(shí)訓(xùn)時(shí),理論的內(nèi)容基本上都遺忘了,兩者嚴(yán)重脫節(jié)。因此,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,應(yīng)將理論和實(shí)訓(xùn)操作部分放在同一學(xué)期內(nèi)建議分前十周后十周的教學(xué)方式,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的連貫性。
2.2過(guò)程中多媒體課件的廣泛使用,提高課堂教學(xué)效果
多媒體以其全面生動(dòng)的聲、像、圖、文等綜合課程信息顛覆傳統(tǒng)的干巴巴的文字教學(xué),有利于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力。同時(shí),豐富多彩的多媒體課件也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。因此教學(xué)中應(yīng)制作大量易于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解的電器和機(jī)械控制系統(tǒng)課程動(dòng)畫(huà)素材,運(yùn)用多樣的教學(xué)載體,從掛圖、教具到實(shí)物、動(dòng)畫(huà);從板書(shū)到多媒體課件;努力營(yíng)造真實(shí)的教學(xué)環(huán)境以追求最好的教學(xué)效果。
2.3強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué),提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的目標(biāo)是通過(guò)加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的教學(xué),使學(xué)生掌握基本的實(shí)訓(xùn)方法和實(shí)訓(xùn)技能,能熟練地運(yùn)用電器基本回路和機(jī)械系統(tǒng)組合滿足實(shí)際需要的數(shù)控加工系統(tǒng)以及編制數(shù)控程序和進(jìn)行加工操作。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué),能加深學(xué)生對(duì)一些基本理論的理解。在理論講解過(guò)程中穿插實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生更容易更直觀地理解復(fù)雜、難懂的結(jié)構(gòu)和原理,同時(shí)在理解的基礎(chǔ)上可以引導(dǎo)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。我校現(xiàn)有的機(jī)械加工設(shè)備和電氣實(shí)訓(xùn)設(shè)備為我們的實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供了有力保證。比如介紹機(jī)床的結(jié)構(gòu)及工作原理時(shí),由于內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),學(xué)生僅僅通過(guò)看圖和教師的講授往往不易看懂、弄明白,可以在課堂講授過(guò)程中穿行機(jī)床結(jié)構(gòu)拆裝實(shí)訓(xùn),變抽象為具體,使學(xué)生形象的了解各類(lèi)零件工作的實(shí)質(zhì)。同時(shí)數(shù)控技術(shù)應(yīng)緊跟時(shí)代潮流,與時(shí)俱進(jìn),充分利用計(jì)算機(jī)設(shè)備及軟件進(jìn)行仿真加工,對(duì)復(fù)雜零件利用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行自動(dòng)編程,通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送通道將其輸入到數(shù)控機(jī)床內(nèi),進(jìn)行自動(dòng)加工。
2.4建立試題庫(kù),學(xué)習(xí)評(píng)價(jià),考核標(biāo)準(zhǔn)多樣化
通常在機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)及其它相關(guān)學(xué)科專(zhuān)業(yè)的班級(jí)開(kāi)設(shè)《數(shù)控技術(shù)》課程,工作量由幾位老師承擔(dān),考試一般是各任課教師各自出題,難免具有片面性,且題目保密性差,因此各班成績(jī)也無(wú)可比性,教學(xué)效果不明顯。考試的目的是通過(guò)教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”的雙向互動(dòng)過(guò)程,通過(guò)考試學(xué)生、教師以及教學(xué)管理人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題,進(jìn)而改進(jìn)課程教學(xué),提高教育質(zhì)量。通常實(shí)行教考分離是比較有效的措施。因此建立試題庫(kù)并使用試題庫(kù)進(jìn)行考試是非常必要的。建立試題庫(kù)既能為課程教學(xué)改革服務(wù),使的考試科學(xué)化、規(guī)范化,減輕教師的工作強(qiáng)度,又有利于監(jiān)控教學(xué)質(zhì)量,是加強(qiáng)教學(xué)管理工作的重要手段之一。在考教分離同時(shí)還必須注重平時(shí)學(xué)習(xí)成績(jī)考核,利用理論成績(jī)、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)和實(shí)訓(xùn)并重的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)考核方式。例如對(duì)學(xué)生平時(shí)課堂參與狀況、回答問(wèn)題情況、作業(yè)完成情況,特別是實(shí)踐教學(xué)中的能力表現(xiàn)等情況進(jìn)行全面考核,記入成績(jī)。
3總結(jié)
圖1為鍵控特技原理示意圖。
一.鍵控特技的分類(lèi)
1.按鍵源的性質(zhì)分
內(nèi)鍵
鍵源與填充(前景)信號(hào)是同一個(gè)圖像信號(hào),即用要填的圖像信號(hào)一路經(jīng)過(guò)鍵控信號(hào)處理器產(chǎn)生摳像電視信號(hào),另一路作為“填充信號(hào)”填入被摳掉的部分。內(nèi)鍵也稱(chēng)自鍵。內(nèi)鍵特技以前常用于黑白字幕插入,鍵源信號(hào)通常是在黑底上的白色字符或圖形,它的電平只有高低兩種,且對(duì)應(yīng)白色部分的電平高,如果填充信號(hào)記作A,背景信號(hào)記作B,則內(nèi)鍵可簡(jiǎn)述為A摳B填A(yù)。這種技術(shù)現(xiàn)廣泛地應(yīng)用于色鍵特技。將疊加的全電視信號(hào)經(jīng)消色電路和放大整形處理后,形成摳像鍵控信號(hào),從而進(jìn)行混合疊加。
(2)外鍵
相對(duì)于內(nèi)鍵特技而言,外鍵特技的鍵信號(hào)不是由填充(前景)信號(hào)或背景信號(hào)形成的,而是由第三路視頻信號(hào)作為鍵源所形成的,外鍵的鍵源信號(hào)也是由黑底上的白色字符或圖形,填充信號(hào)通常為單一色調(diào)的彩色信號(hào),因此外鍵特技通常用于彩色字幕的插入。如果填充信號(hào)記作A,背景信號(hào)記作B,鍵源信號(hào)記作C,則外鍵可簡(jiǎn)述為C摳B填A(yù)。
在計(jì)算機(jī)顯示像素時(shí),其RGB像素,一路通過(guò)電平合成得到摳像信號(hào),另一路經(jīng)過(guò)D/A變換,編碼器編碼產(chǎn)生填充信號(hào),如圖2所示。其中存儲(chǔ)器輸出為數(shù)字RGB信號(hào)(各8位),經(jīng)D/A變換成模擬RGB,然后經(jīng)編碼器合成成為填充信號(hào),另一路經(jīng)求和電平處理器產(chǎn)生摳像信號(hào)。圖2的鍵控信號(hào)疊加器輸出為0和1兩種狀態(tài)的電平信號(hào),隨著字幕機(jī)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)已有利用另一8位信號(hào)通道產(chǎn)生具有256級(jí)電平變化的ALPHA鍵,從而產(chǎn)生具有半透明漸變的效果(后文詳述)。
2.按產(chǎn)生鍵信號(hào)的鍵源圖象成分分
(1)亮度鍵
它是利用鍵源圖像中亮度成分來(lái)形成鍵信號(hào),亮度鍵要求鍵源圖像要有較高的亮度反差,即要求鍵源中作前景的圖像部分要亮,其余部分要暗(黑),要形成明顯的黑白反差,亮度鍵又稱(chēng)黑白鍵。圖3為亮度鍵原理示意圖。
(2)色度鍵
又稱(chēng)色鍵,它是利用彩色幕布的前景圖像(填充信號(hào))的色度成分(主要是色度中的色調(diào),也就是圖像的顏色)與其后的彩色幕布的色調(diào)(幕布的顏色)差別來(lái)形成鍵信號(hào),用鍵信號(hào)去摳背景圖像,再填入彩色幕布的前景圖像。色鍵也是內(nèi)鍵的一種形式,所不同的是鍵信號(hào)的形成方式,內(nèi)鍵是利用鍵源信號(hào)的黑底和白字符之間的亮度差別來(lái)形成鍵信號(hào),而色鍵是利用鍵源信號(hào)的彩底(即彩色幕布)和前景圖像(如演員圖像)之間的色調(diào)差別來(lái)形成鍵信號(hào),同時(shí)鍵源信號(hào)又作為填充信號(hào)。色鍵要求鍵源圖像信號(hào)有較高的色度反差,即要求鍵源信號(hào)中作前景的圖像不能含有其后作幕布(背景)的彩調(diào)相同或相近的色調(diào),也就是要求鍵源信號(hào)的前景和背景的色調(diào)盡量分開(kāi),最好是補(bǔ)色關(guān)系,以保證兩者之間的色調(diào)差別。
在電視制作中為了獲得最佳視覺(jué)效果,使用色度鍵時(shí)應(yīng)盡量滿足下列要求:
.背景應(yīng)平坦,照明條件要好,顏色要均勻。
.拍攝物體的照明要好,不能帶有被鍵出的顏色。
.視頻必須以分量格式拍攝。
圖4為色鍵原理示意圖。
3.按鍵信號(hào)波形分
硬色鍵
鍵信號(hào)波形是前后沿很陡的矩形脈沖信號(hào),硬色鍵合成輸出圖像的前景和背景的分界處有抖動(dòng)和突變現(xiàn)象,使人感到生硬和不自然,還存在分界處彩色閃爍和有幕布色鑲邊等現(xiàn)象。另外,對(duì)于自然景物中的半透明物體作為合成圖像前景圖像時(shí),其后面的背景圖像應(yīng)該是部分地透明,但是硬色鍵在任何瞬間其鍵信號(hào)所控制的視頻切換開(kāi)關(guān)不是接通就是斷開(kāi),鍵信號(hào)只有兩種取值,不是高電平就是低電平,因此硬色鍵合成圖像中前景圖像不是全透過(guò)就是全不透過(guò)其后的背景圖像,這與我們?nèi)粘R?jiàn)到的自然景觀是不同的,所以硬色鍵特技給人缺乏真實(shí)效果的感覺(jué)。在硬色鍵中,鍵信號(hào)為高電平時(shí)視頻開(kāi)關(guān)接通,前景圖像全透過(guò)其后的背景圖像,鍵信號(hào)為低電平時(shí)視頻開(kāi)關(guān)切斷,前景圖像全不透過(guò)其后的背景圖像。
(2)軟色鍵
鍵信號(hào)波形是與前景圖像透明度相關(guān)的斜坡形(梯形)信號(hào),鍵信號(hào)在上升和下降期間有一定的斜率,軟色鍵能夠在很大程度上克服硬色鍵的上述缺點(diǎn),軟色鍵中將用于硬色鍵的脈沖門(mén)控混合電路改成了線性混合電路。
目前,在軟色鍵的基礎(chǔ)上發(fā)展了線性鍵控特技(也稱(chēng)透明鍵或ALPHA鍵),線性鍵合成圖像能線性地與前景圖像的透明度成比例地透過(guò)背景圖像。軟色鍵和線性鍵擴(kuò)大了色鍵特技的應(yīng)用范圍。線性鍵是具有半透明混合效果的鍵控特技,其鍵信號(hào)決定合成圖像中前景圖像(填充信號(hào))后背景圖像以什么樣的透明度可見(jiàn),即鍵信號(hào)根據(jù)前景圖像的透明度而線性地成比例地決定前景信號(hào)與背景信號(hào)的合成比例或混合程度。線性鍵的數(shù)學(xué)模型可用下式表示:
VOUT=VF*K+VB*(1-K)
其中VOUT為前景(填充)信號(hào)和背景信號(hào)合成后的輸出信號(hào),VF為前景信號(hào),VB背景信號(hào),K為鍵信號(hào),K值取值范圍為大于等于0而小于等于1,從該式可知,當(dāng)K=1時(shí),VOUT=VF,此時(shí)線性鍵的合成輸出就是前景(填充)信號(hào),這種情況稱(chēng)為完全疊加。當(dāng)K=0時(shí),VOUT=VB,此時(shí)線性鍵的合成輸出就是背景信號(hào),這種情況稱(chēng)為完全不疊加。當(dāng)大于0而小于1時(shí),線性鍵的合成輸出為前景(填充)信號(hào)VF和背景信號(hào)VB按照K值所決定的比例進(jìn)行合成以后的圖像,合成圖像看上去是半透明的效果,透過(guò)前景可以看到背景,透明度的大小取決于鍵信號(hào)K的值。實(shí)際上,當(dāng)K=0或K=1時(shí),線性鍵就工作在硬色鍵方式,但反過(guò)來(lái)硬色鍵卻不能達(dá)到線性鍵的效果,因?yàn)橛采I的鍵信號(hào)K的值只有0(低電平)和1(高電平)兩個(gè)值,所以硬色鍵合成輸出要么是前景信號(hào),要么是背景信號(hào),不可能出現(xiàn)半透明的混合效果。
圖5給出了線性鍵(ALPHA鍵)原理示意圖。
二.色鍵技術(shù)應(yīng)用于虛擬演播室
隨著數(shù)字電視.計(jì)算機(jī)和多媒體技術(shù)的發(fā)展,色鍵已從二維特技發(fā)展到三維特技,近幾年出現(xiàn)的虛擬演播室技術(shù)就是三維色鍵視頻特技的典型應(yīng)用,它將活動(dòng)的演播人員圖象通過(guò)色鍵方式鍵入到三維立體動(dòng)畫(huà)背景之中。做到真實(shí)的演員能深入到虛擬的三維場(chǎng)景中,并能夠與其中的虛擬對(duì)象實(shí)時(shí)交互。在虛擬演播室中在一間蘭色屏幕代替的真實(shí)背景里進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)表演,三維計(jì)算機(jī)圖形發(fā)生器實(shí)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)逼真的虛擬環(huán)境,并按照以下程序工作:攝象機(jī)采集前景視頻信號(hào),同時(shí)攝象機(jī)上的跟蹤定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供攝象機(jī)移動(dòng)的信息。這些數(shù)據(jù)被送至一個(gè)實(shí)時(shí)圖形計(jì)算機(jī)。從計(jì)算機(jī)的鏡頭視角再產(chǎn)生一個(gè)虛擬環(huán)境。以蘭色屏幕為背景拍攝的攝象機(jī)圖象,經(jīng)延時(shí)后與選自計(jì)算機(jī)的虛擬背景以相同時(shí)碼進(jìn)行工作,并通過(guò)數(shù)字視頻切換臺(tái)“聯(lián)合”在一起,實(shí)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)組合圖象。
圖6給出了色鍵技術(shù)應(yīng)用于虛擬演播室的原理示意圖。
傳統(tǒng)的色鍵技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于虛擬演播室,成功解決了前景與背景之間的透視關(guān)系.比例關(guān)系,使合成的圖像有了極佳的立體效果,可以達(dá)到以假亂真的地步。
三.鍵控技術(shù)應(yīng)用于電視播出系統(tǒng)
目前鍵控技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于各級(jí)電視臺(tái)的播出系統(tǒng),主要用于臺(tái)標(biāo)時(shí)鐘和字幕信息的疊加,所采用的方式多為并聯(lián)方式,即只將實(shí)現(xiàn)鍵控特技功能的鍵控混合器串接于電視播出系統(tǒng)視頻通道中,而將臺(tái)標(biāo)時(shí)鐘機(jī)與字幕機(jī)并接于鍵混合器,如圖7所示。其優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化了電視播出系統(tǒng)視頻通道,提高了電視播出系統(tǒng)的可靠性和安全性,降低了故障率和人為差錯(cuò)率,因?yàn)椴コ龉?jié)目視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)鍵混合器而不經(jīng)過(guò)臺(tái)標(biāo)時(shí)鐘機(jī)和字幕機(jī),而且即使鍵控混合器出現(xiàn)故障,也因?yàn)槠渚哂械綦娕月分蓖üδ芏挥绊懖コ龉?jié)目視頻信號(hào)的傳輸。同時(shí),采用鍵控混合器并接方式也方便了播出設(shè)備的維護(hù)和檢修,當(dāng)臺(tái)標(biāo)時(shí)鐘機(jī)或字幕機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),可以方便地將其拆下檢修,而不會(huì)影響視頻通道的節(jié)目播出,只是暫時(shí)無(wú)法疊加臺(tái)標(biāo)時(shí)鐘或字幕信息而已。
圖8給出了鍵控混合器的原理示意。作為播出通道的關(guān)鍵設(shè)備,其必須具備以下功能:
主信號(hào)斷電直通功能(BYPASS)。
采用兩路外鍵處理方式,可同時(shí)進(jìn)行底行字幕游動(dòng)和臺(tái)標(biāo)疊加處理。
視頻信號(hào)通道指標(biāo)滿足規(guī)定的要求。
具備各種檢測(cè)功能。包括主信號(hào)在線檢測(cè),填充信號(hào)與主信號(hào)的同步檢測(cè)。
通過(guò)對(duì)鍵控信號(hào)的處理,使得鍵控特技的混合層次靈活可選。
具備手動(dòng)/遙控功能,作為播出設(shè)備,通過(guò)相應(yīng)的遙控接口很容易接入自動(dòng)播出系統(tǒng)。
鍵控混合器從使用上說(shuō)分為兩種,即開(kāi)關(guān)鍵和ALPHA鍵。開(kāi)關(guān)鍵即前文提到的硬色鍵,其核心部分是一高速開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)的速度很快,一般在15ns以下,主信號(hào)和疊加信號(hào)經(jīng)鉗位后分別到達(dá)二選一開(kāi)關(guān)一端,鍵信號(hào)產(chǎn)生的控制信號(hào)用來(lái)控制開(kāi)關(guān)。
自1998年6月中央電視臺(tái)率先采用半透明臺(tái)標(biāo)以來(lái),已有許多地市電視臺(tái)都選用了新型具有256級(jí)透明效果的ALPHA鍵代替了傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)鍵,使字幕和臺(tái)標(biāo)能出現(xiàn)半透明或浮雕等效果。
四.鍵控特技應(yīng)用于電視后期制作
在電視節(jié)目的后期制作中怎樣利用傳統(tǒng)的鍵控技術(shù)創(chuàng)造出意想不到的效果,我一直在進(jìn)行一些嘗試。我臺(tái)成立于1997年,目前臺(tái)里除了擁有傳統(tǒng)的卷編設(shè)備外,還擁有Avid及新奧特的非線編設(shè)備各一套。由于這兩套設(shè)備均不是以字幕作為設(shè)計(jì)目標(biāo),因此在節(jié)目制作過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)字幕的特技和動(dòng)畫(huà)一直是困擾我們的一個(gè)難點(diǎn)。要想做出字幕的拖尾,碎玻璃,水波紋,雙字同時(shí)游動(dòng),馬賽克等效果幾乎不可能。通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐和摸索,我們利用鍵控特技和現(xiàn)有設(shè)備,卻可以成功地實(shí)現(xiàn)這些效果,大大提高了制作人員的創(chuàng)作熱情,增加了節(jié)目的可視性。
關(guān)鍵詞:改造;數(shù)控車(chē)床;質(zhì)量控制
如果對(duì)所用的普通車(chē)床和長(zhǎng)時(shí)間使用的車(chē)床不進(jìn)行改造,僅購(gòu)買(mǎi)新的數(shù)控車(chē)床,則會(huì)增加許多生產(chǎn)廠家設(shè)備方面的成本。所以生產(chǎn)廠家對(duì)普通車(chē)床及長(zhǎng)時(shí)間使用的車(chē)床進(jìn)行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。
由于進(jìn)行數(shù)控化改造對(duì)于改造廠家來(lái)說(shuō),較雜又亂,但如何對(duì)改造的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行質(zhì)量控制則是我們一直以來(lái)需要探討的問(wèn)題,在此談一下如何進(jìn)行改造數(shù)控車(chē)床的質(zhì)量控制。
普通車(chē)床數(shù)控改造分為新機(jī)改造和舊機(jī)改造,新機(jī)改造是用戶購(gòu)買(mǎi)普通車(chē)床或普通光機(jī)(指僅帶床頭箱和縱、橫向?qū)к壍能?chē)床),改造廠家根據(jù)其要求進(jìn)行數(shù)控化改造。舊機(jī)改造是指用戶將已經(jīng)使用過(guò)的普通車(chē)床或數(shù)控車(chē)床進(jìn)行翻新并進(jìn)行數(shù)控化改造。其中舊機(jī)改造包括大修車(chē)床改造和用戶舊機(jī)部件改造。在此淺談改造數(shù)控車(chē)床在機(jī)械方面的質(zhì)量控制方法、著重控制點(diǎn)和檢驗(yàn)過(guò)程。
一、新機(jī)改造和舊機(jī)大修車(chē)床改造都必須經(jīng)過(guò)如下相同改造
(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機(jī)。
(2)增加電動(dòng)刀架和主軸編碼器。
(3)增加軸向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置,限制運(yùn)行超程的行程開(kāi)關(guān),加裝變頻器(客戶需要)以及為了加工和安全所需的電氣部分。
(4)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的配刮、滾珠絲桿副托架與床鞍的配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮。
(5)據(jù)需要增加防護(hù)設(shè)施,如各向絲桿的防護(hù)罩,安全防護(hù)門(mén),行程開(kāi)關(guān)的防護(hù)裝置。
二、新機(jī)改造和舊機(jī)大修車(chē)床改造的不同點(diǎn)
(1)新機(jī)改造的主軸和尾座部分未進(jìn)行改動(dòng),主軸部分和尾座部分無(wú)須進(jìn)行再改造。
(2)舊機(jī)大修車(chē)床由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用,導(dǎo)軌已磨損,為了保證大修后,能繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用而不變形,必須經(jīng)過(guò)淬火工序,然后磨導(dǎo)軌,且磨導(dǎo)軌后必須保證導(dǎo)軌硬度≥HRC47。
(3)舊機(jī)大修車(chē)床應(yīng)根據(jù)客戶需要對(duì)主軸部分和尾座部分進(jìn)行改造和調(diào)整。
三、新機(jī)改造和大修機(jī)床改造的精度檢驗(yàn)是檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目
精度檢驗(yàn)執(zhí)行JB/T8324.1-1996《簡(jiǎn)式數(shù)控臥式車(chē)床精度》。
四、新車(chē)床改造的精度質(zhì)量控制如下
(1)鏟刮檢驗(yàn)。新車(chē)床改造經(jīng)過(guò)對(duì)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進(jìn)行配刮、對(duì)滾珠絲桿副托架與床鞍進(jìn)行配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮等。車(chē)床的主軸、尾座部分未拆動(dòng)。檢驗(yàn)方法如下:用配合面進(jìn)行涂色,相互配合面進(jìn)行結(jié)合,并相對(duì)摩擦,然后對(duì)鏟刮面進(jìn)行鏟刮點(diǎn)數(shù)檢驗(yàn),并對(duì)結(jié)合處用塞尺進(jìn)行結(jié)合程度檢驗(yàn),其中刮研點(diǎn)不得低于6點(diǎn)/25*25mm,0.03mm的塞尺塞結(jié)合處,不入。
(2)絲桿與導(dǎo)軌平行度檢驗(yàn):裝配絲桿時(shí),絲桿與導(dǎo)軌的平行度必須≤0.02mm。
(3)精度檢驗(yàn)的G1項(xiàng)中導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度(只許凸)應(yīng)由普通車(chē)床廠家進(jìn)行保證,不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(4)精度檢驗(yàn)中的主軸部分精度G4、G5、G6項(xiàng)也應(yīng)由普通車(chē)床廠家進(jìn)行保證,不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(5)G11項(xiàng)床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車(chē)床廠家進(jìn)行保證,不作為改造廠家質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目。
五、用戶大修車(chē)床改造的精度檢驗(yàn)
由于進(jìn)行了磨導(dǎo)軌,基準(zhǔn)面已變動(dòng),所以精度檢驗(yàn)中的所有項(xiàng)目必須進(jìn)行檢驗(yàn),且應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制,以保證改造后的使用性能。
六、大修車(chē)床改造和新機(jī)改造的其它質(zhì)量重要控制點(diǎn)
(1)銹蝕檢查:各橫、縱向?qū)к壝妫鬏S、主軸法蘭盤(pán),尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必須采取防銹措施,如清洗干凈后,用脂等進(jìn)行防銹檢查:鏟刮面、絲桿和軸承在進(jìn)行裝配前必須清洗干凈,不得留有紅丹粉、鐵削和其它臟物質(zhì);電箱內(nèi)側(cè)、防護(hù)罩內(nèi)側(cè)無(wú)灰塵、臟物。
(3)滲漏檢查:大修車(chē)床改造的主軸軸承和齒輪等必須保持,大修車(chē)床改造和新車(chē)床改造的軸向絲桿和軸承必須有,必須有冷卻裝置,且以上和冷卻中接頭處,油、水箱等處都不得有滲漏現(xiàn)象。
(4)機(jī)床噪聲、溫升、轉(zhuǎn)速、空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn):
①主軸在各種轉(zhuǎn)速下連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)4min,其中最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不小于2小時(shí)。整機(jī)空運(yùn)行時(shí)間≥16h,對(duì)圓弧、螺紋、外圓、端面等循環(huán)車(chē)削進(jìn)行模擬空運(yùn)行試驗(yàn)。
②主軸軸承溫度穩(wěn)定后,測(cè)軸承溫度及溫升滾動(dòng)軸承:溫度≤70℃,溫升≤40℃;滑動(dòng)軸承:溫度≤60℃,溫升≤30℃。
③機(jī)床噪聲聲壓級(jí)空運(yùn)轉(zhuǎn)條件下≤83dB(A),且機(jī)床有無(wú)不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行應(yīng)平穩(wěn),無(wú)明顯振動(dòng)、顫動(dòng)和爬行現(xiàn)象。
④機(jī)床連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)在規(guī)定連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi),無(wú)故障,運(yùn)行可靠,穩(wěn)定。
(5)用戶更換部件(包括機(jī)床部分的維修)的改造:由于車(chē)床更換部件的改造項(xiàng)目較多,主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機(jī)、軸向軸承和系統(tǒng)。
①更換主軸軸承:由于更換主軸軸承是為了保證加工外圓和端面的精度,必須在更換軸承后,先行檢驗(yàn)主軸的噪聲在無(wú)異常的情況下,整機(jī)噪聲聲壓級(jí)不得超過(guò)83dB(A),然后進(jìn)行加工精度檢驗(yàn),并檢驗(yàn)加工工件的表面粗糙度。
②更換軸向絲桿檢驗(yàn):檢驗(yàn)各向位置精度,確保在規(guī)定范圍內(nèi),跑機(jī)運(yùn)行達(dá)到軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。更換軸向電機(jī):由于其它項(xiàng)目未進(jìn)行改造,則檢驗(yàn)僅對(duì)跑機(jī)運(yùn)行的噪聲進(jìn)行檢驗(yàn),軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。檢驗(yàn)其軸向反向間隙,以防在裝配中由于裝配引起反向差值不符合要求。