随着智能化生产的普及,对生产效率、生产精度需求越来越高,也促使着数控五轴加工中心逐渐替代人工,完成“机器替人”的生产模式转变。但五轴加工中心面对、实木、代木、密度板、碳纤维、玻璃钢等不同材料的加工,也面临一个世界级的难题,即五轴除尘问题。特别是碳纤维、玻璃钢等材料的加工,各种细微粉尘和纤维对机床和操机人员都有很大的伤害。但五轴联动的灵活摆动,让传统的除尘罩方案根本不实用。面对市场对“洁净车间、环保生产”的需求,大荣全封闭式五轴加工中心一度成为市场宠儿,毕竟这是一款真正能解决除尘难题的数控机床。但现在随着产品的升级,以及行业工艺需求,像游艇木模、风力发电叶片、轨道交通零部件、航空航天结构件等产品的加工,对机床加工行程越来越大,动辄十几米宽,几十米长度,让封闭式机床结构不再实用。那么,面对超大型五轴加工中心如何增加除尘系统呢?
要为超大型五轴加工中心增加除尘系统,核心就是打造一个“源头高效捕集、管道灵活传输、设备强力过滤、系统智能控制”的闭环体系。当我们了解和理解了除尘关键问题,再根据五轴加工中心的除尘要求,就更容易合理布局设计了。
1、明确问题所在:在对大型五轴加工中心增加除尘系统前,我们要明白除尘难点在哪儿?首先是五轴机床结构复杂,捕集困难。五轴机头多角度、多方位的灵活 摆动,让常规的吸尘罩很难实时对准粉尘产生点,更难以对粉尘进行高效处理;其次是范围超大,气流易散。超大型五轴加工中心动辄几十米长的行程,要求除尘系统提供超大覆盖范围的吸尘能力。第三,工况多样,特性各异。加工材料不同,产生的粉尘特征也不同,需要针对性的处理方案。第四,标准严格,维护不易。环保和职业健康法规对排放标准要求高,且大系统滤芯更换、维护成本高。
2、系统化改造机床:在明确上述问题后,就可以进行系统化改造和布局。首先源头捕集,针对五轴机床设计随动式吸尘装置,让吸尘口跟随主轴运动,从源头上捕集,可以缩短捕集距离,而在五轴摆头上设计转换机构,可以让五轴灵活摆动,而不会缠绕除尘管道;其次是空间捕获,采用推拉式气流组织,形成定向气流,将粉尘更好的聚集在除尘口,机床四周采用钣金防护,防止粉尘飞扬,保障车间环境;在加工区域设置固定吸尘装置,对空间内漂浮的粉尘进行补充收集;第三是高效传送装置,采用“不动式风道+随动式除尘系统”,更好的聚集除尘压力,让更强劲的风力将粉尘带走;第四是过滤和净化,采用脉冲除尘系统,当除尘器内粉尘收集满式,除尘器就自动感应,将灰尘进行高频拍打,让粉尘更好的聚集清理,对于易燃易爆产品,系统还需选配爆破片或泄爆阀,确保安全生产;第五是智能化控制,让除尘器和机床电器互联,实现启停同步、延时关闭、节能增效。通过传感器和物联网平台,远程监控系统压差,温度等关键参数,并实现故障预警。对于具有多台机床的企业,可以统一使用中央除尘设备,统一处理,降低能耗和提高除尘效果。
3、技术创新:使用强大系统,在五轴任意角度加工时,都能实现主轴端面吸尘,特别适用于复合材料加工;配置高精度滤筒和工业除尘器,可以进行连续性作业;针对碳纤维复合材料加工,需要注意碳纤维等导电性爆炸粉尘。
4、设备型号选择:目前针对大型五轴加工中心除尘问题,国内外供应商各有不同的解决方式,像美国唐纳森采用源头+空间组合收集,伊博特采用源头捕获除尘器,专为细微粉尘设计,捕获率较高,济南二机床采用大型集成方案,系统收集效率≥80%,过滤效率>99%,青岛大荣数控采用“不动式风道+随动式除尘管+伸缩性除尘罩”,让除尘效果更好,又避免除尘设备对加工的干涉。机床型号不同,以及加工材质不同,企业可根据生产需求,选择不同的除尘防尘方案。
超大五轴加工中心设备,其机床结构和加工精度,都是非常难以解决的问题,毕竟十几米的宽度,几十米的长度,机床如何保证超高精度的运行,都是极大的考验生产商的研发生产能力,而除尘功能,更是难上加难。所以,选择真正的大型五轴加工中心供应商,需要认准品牌,谨防上当。
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