智能制造生產(chǎn)線技術(shù)及應(yīng)用 教案 項(xiàng)目3 生產(chǎn)線加工設(shè)備認(rèn)知

第一部分：復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容第二部分：新課導(dǎo)入及學(xué)習(xí)新內(nèi)容（時(shí)間：45分鐘理論）【步驟一】新課導(dǎo)入引導(dǎo)問(wèn)題折彎?rùn)C(jī)從主體上看，主要有哪幾部分組成？折彎?rùn)C(jī)適合加工什么材料，加工多少厚度的材料？請(qǐng)同學(xué)根據(jù)所學(xué)所識(shí)積極思考，踴躍發(fā)言【步驟二】新知識(shí)的講授一、折彎?rùn)C(jī)組成結(jié)構(gòu)折彎?rùn)C(jī)是一種廣泛應(yīng)用的金屬加工設(shè)備，主要用于折彎（彎曲）金屬板材，以制造各種形狀的金屬制品。折彎?rùn)C(jī)的組成構(gòu)造通常包括機(jī)身、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、模具等多個(gè)部分，它們共同作用完成金屬制品的折彎。（一）機(jī)身折彎?rùn)C(jī)的機(jī)身是制造金屬制品的主體結(jié)構(gòu)，通常由底座、立柱、橫梁、工作臺(tái)等部位組成。其中，底座是整個(gè)設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)，由厚實(shí)的鋼板焊接而成，底座上設(shè)有支撐腳，用于調(diào)整設(shè)備的水平度。立柱是支撐橫梁的垂直柱狀結(jié)構(gòu)，通常由整體鑄造或沖床加工而成。橫梁是連接立柱的橫向梁狀結(jié)構(gòu)，也稱為上橫梁，可以上下移動(dòng)，通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)上下行程，完成金屬板材的折彎。工作臺(tái)是放置金屬板材的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，在設(shè)備底部靠近立柱處，用于支承金屬板材，完成折彎工作。（二）液壓系統(tǒng)折彎?rùn)C(jī)的液壓系統(tǒng)是該設(shè)備的重要組成部分，用于提供壓力和動(dòng)力，完成金屬板材的折彎工作。液壓系統(tǒng)通常由油箱、油泵、電機(jī)、油管、換向閥等多個(gè)部分組成。油箱是液壓油的儲(chǔ)存空間，通常位于機(jī)身底部，油泵通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)，將油液送入油管，形成壓力，通過(guò)換向閥控制油液流量和方向，完成折彎工作。液壓系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性直接影響折彎?rùn)C(jī)的工作效率和精度。（三）控制系統(tǒng)折彎?rùn)C(jī)的控制系統(tǒng)通常由電器控制柜、液壓控制器、編碼器、行程開(kāi)關(guān)等部分組成，用于對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和折彎工作進(jìn)行控制。電器控制柜是所有電控元器件的總控制部分，用于監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警。液壓控制器通過(guò)與電器控制柜聯(lián)動(dòng)控制油液流量和開(kāi)關(guān)。編碼器是用于測(cè)量橫梁上下行程的測(cè)量元器件，行程開(kāi)關(guān)是用于探測(cè)橫梁位置的探測(cè)元器件?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)高精度測(cè)量和準(zhǔn)確控制來(lái)保證折彎?rùn)C(jī)的工作效率和精度，實(shí)現(xiàn)各種金屬板材的折彎工作。（四）模具模具是折彎?rùn)C(jī)必不可少的配件，是用于實(shí)現(xiàn)金屬板材各種形狀的工裝件。模具通常由上模和下模兩個(gè)部分組成，上模固定在橫梁上并通過(guò)液壓系統(tǒng)的壓力進(jìn)行下壓變形，下模則一般固定在工作臺(tái)上，因此上模承受壓力，下模承受余弦力。模具材料種類繁多，常用的材料有合金鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金等，不同材料適用于不同板材的折彎工作，選擇合適的模具可以提高折彎?rùn)C(jī)的折彎精度和成品質(zhì)量。二、折彎?rùn)C(jī)的工作原理折彎?rùn)C(jī)基本原理就是利用折彎?rùn)C(jī)的折彎刀(上模)、V形槽(下模)，對(duì)鈑金件進(jìn)行折彎和成形。通過(guò)對(duì)上模施加壓力（下動(dòng)式），使上模與板材接觸并產(chǎn)生擠壓，最后根據(jù)上下模形狀和壓力大小成形。折彎?rùn)C(jī)折彎成形原理（上動(dòng)式）影響折彎加工的因素有許多，主要有上模圓弧半徑、材質(zhì)、料厚、下模強(qiáng)度、下模的?？诔叽绲纫蛩?。為滿足產(chǎn)品的需求，在保證折彎?rùn)C(jī)使用安全的情況下，折彎刀模已形成標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，加工時(shí)要根據(jù)工件的形狀需要選用。三、常見(jiàn)故障1、上電時(shí)數(shù)控系統(tǒng)顯示不正常這個(gè)故障一般是由軟件原因造成的，操作過(guò)程中的誤操作或經(jīng)常性的非正常關(guān)機(jī)都可能導(dǎo)致文件丟失，從而使軟件不能正常運(yùn)行。可以根據(jù)系統(tǒng)的提示進(jìn)行判斷，然后再?zèng)Q定是否要重裝軟件。2、滑塊運(yùn)動(dòng)故障機(jī)床的滑塊運(yùn)動(dòng)可以分為四個(gè)過(guò)程，為開(kāi)機(jī)回零、快速驅(qū)動(dòng)、工作行程以及滑塊返程。（1）Y軸找零滑塊不運(yùn)動(dòng)：按電氣原理圖進(jìn)行測(cè)量，以便確定是液壓系統(tǒng)故障還是電氣系統(tǒng)故障。如果伺服閥的電正常，那就是液壓系統(tǒng)的故障，否則就是電氣系統(tǒng)的故障。（2）滑塊無(wú)快進(jìn)：滑塊的快進(jìn)是由下腔回油，依靠滑塊的重量在上腔形成負(fù)壓吸油而產(chǎn)生的，也可以根據(jù)伺服閥的得電情況來(lái)判斷是液壓系統(tǒng)的故障還是電氣系統(tǒng)的故障，再進(jìn)行針對(duì)性的解決。（3）滑塊無(wú)工進(jìn)：方法同上。四、折彎?rùn)C(jī)維護(hù)方法數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的定期保養(yǎng)，分幾個(gè)方面：外觀保養(yǎng)，上滑塊保養(yǎng)，液壓潤(rùn)滑保養(yǎng)，電氣保養(yǎng)。1、外觀保養(yǎng)：機(jī)床進(jìn)行擦拭，要擦拭干凈，無(wú)油污和污漬；零件如有缺損應(yīng)配齊。2、上滑塊保養(yǎng)：檢查并調(diào)整上滑塊與工作臺(tái)的平行度，修刮滑塊并去除導(dǎo)軌毛刺，各部間隙應(yīng)調(diào)整適當(dāng)；檢查并調(diào)整直控平衡閥，擦拭導(dǎo)軌、絲桿、以及滑動(dòng)面，零件如磨損嚴(yán)重應(yīng)及時(shí)更換。3、液壓潤(rùn)滑保養(yǎng)：油泵、油缸、活塞、濾網(wǎng)、換向閥等進(jìn)行清洗和檢查，有毛刺應(yīng)去除，有磨損應(yīng)更換；油質(zhì)、油量要檢查，油路要暢通無(wú)阻。4、電氣保養(yǎng)：電動(dòng)機(jī)和電器箱進(jìn)行清掃并擦拭，潤(rùn)滑脂及時(shí)補(bǔ)充或更換；檢查緊固裝置是否出現(xiàn)松動(dòng)，還要對(duì)線路和控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。五、單機(jī)操作詳細(xì)步驟請(qǐng)查看教材。【步驟二】任務(wù)實(shí)施（90min實(shí)踐）任務(wù)內(nèi)容：熟悉數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的操作加工書立的折彎第三部分：課堂總結(jié)、布置作業(yè)及課后預(yù)習(xí)要求一、課堂總結(jié)二、布置作業(yè)基于實(shí)訓(xùn)室中現(xiàn)有產(chǎn)線加工設(shè)備加工設(shè)備，是如何實(shí)現(xiàn)各設(shè)備之間的互通互聯(lián)？三、課后預(yù)習(xí)折彎?rùn)C(jī)的操作XXXXX學(xué)院?jiǎn)卧虒W(xué)設(shè)計(jì)XXXX—XXX學(xué)年第X學(xué)期課程名稱：授課班級(jí)：任課教師：所在系部及教研室：本單元標(biāo)題激光切割機(jī)教學(xué)目的讓學(xué)生了解智能生產(chǎn)線加工設(shè)備構(gòu)成，為后續(xù)產(chǎn)線的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)（1）能正確說(shuō)出激光切割機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。（2）能熟練操作激光切割機(jī)。（3）能熟練激光切割機(jī)本體機(jī)械各個(gè)模塊。（1）掌握激光切割機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。（2）掌握數(shù)激光切割機(jī)的加工特點(diǎn)和工作原理。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重難點(diǎn)：激光切割機(jī)的操作解決方法：理論講解，通過(guò)多媒體等手段解讀任務(wù)，視頻教學(xué)，提示學(xué)生如何攻破討論的問(wèn)題。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，緊密結(jié)合課程上機(jī)、實(shí)驗(yàn)或者實(shí)踐環(huán)節(jié)加深對(duì)激光切割機(jī)的認(rèn)識(shí)和理解。參考資料參考大鵬激光設(shè)備有限公司激光切割機(jī)操作手冊(cè)單元教學(xué)設(shè)計(jì)第一部分：復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容第二部分：新課導(dǎo)入及學(xué)習(xí)新內(nèi)容（時(shí)間：45分鐘理論）【步驟一】新課導(dǎo)入引導(dǎo)問(wèn)題在生活中你都見(jiàn)過(guò)哪些國(guó)產(chǎn)品牌的激光切割機(jī)？激光切割的有哪些結(jié)構(gòu)組成？請(qǐng)同學(xué)根據(jù)所學(xué)所識(shí)積極思考，踴躍發(fā)言【步驟二】新知識(shí)的講授一、激光切割的作用（簡(jiǎn)單介紹）在現(xiàn)代工業(yè)加工制造領(lǐng)域，傳統(tǒng)的板材加工方法有：裁剪、沖壓、線切割、水切割、等離子切割等，每種加工方式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。在研究某些新型材料時(shí)，傳統(tǒng)加工方法加工難度高，而激光加工正好可以避免這樣的問(wèn)題，人們的目光從傳統(tǒng)加工方式中脫離出來(lái)，轉(zhuǎn)變到激光加工中去。與傳統(tǒng)方式相比，激光切割設(shè)備成本略高，但是其無(wú)接觸加工，不會(huì)造成表面損傷，切割質(zhì)量?jī)?yōu)越，柔性化程度高，加工效率等優(yōu)點(diǎn)突出。在發(fā)達(dá)國(guó)家中，尤其是美國(guó)、日本、德國(guó)等，每年都會(huì)生產(chǎn)大量的激光加工設(shè)備，激光加工作為先進(jìn)制造的一個(gè)方面取代傳統(tǒng)加工勢(shì)不可擋，其在重工業(yè)和輕工業(yè)中的應(yīng)用也愈加廣泛。二、激光切割的主要結(jié)構(gòu)（一）加工平臺(tái)·加工平臺(tái)平臺(tái)具有以下特點(diǎn)：1、大理石平板組織結(jié)構(gòu)稠密、表面光滑耐磨、粗糙度數(shù)值??；2、大理石經(jīng)長(zhǎng)期天然時(shí)效，內(nèi)應(yīng)力完全消失，材質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)變形；3、耐酸、耐堿、耐腐蝕、抗磁；4、不會(huì)受潮生銹，使用、維護(hù)方便；5、線脹系數(shù)小，受溫度影響??；6、工作面受碰撞或劃傷后，只會(huì)產(chǎn)生凹坑，不產(chǎn)生凸紋、毛刺對(duì)測(cè)量精度無(wú)影響。（二）橫梁橫梁采用擠壓鋁型材，剛性好，重量輕，減少傳統(tǒng)橫梁裝配過(guò)程中產(chǎn)生的累計(jì)誤差，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，可承受更大加速度所產(chǎn)生的慣性，保證切割精度更加穩(wěn)定,鋁橫梁外表加了不銹鋼保護(hù)罩。橫梁（三）滾珠絲桿滾珠絲杠是工具機(jī)械和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器；滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲桿具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、摩擦損失小、傳動(dòng)效率高由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。2、精度高滾珠絲杠副一般是用世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來(lái)的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對(duì)溫度、濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。3、高速進(jìn)給和微進(jìn)給可能滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng),所以啟動(dòng)力矩極小,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。4、軸向剛度高滾珠絲杠副可以加與預(yù)壓,由于預(yù)壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值,進(jìn)而得到較高的剛性。5、不能自鎖、具有傳動(dòng)的可逆性（四）激光切割頭組件根據(jù)實(shí)際工況選擇切割頭的功率，激光頭內(nèi)部完全密封，可避免光學(xué)部分收到灰塵污染。激光頭采用兩點(diǎn)對(duì)中調(diào)節(jié)，調(diào)焦采用凸輪結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)精確方便。保護(hù)鏡片采用抽屜式安裝，更換方便。激光切割頭結(jié)構(gòu)三、工作原理激光切割的工作原理是利用反射鏡控制激光束對(duì)被切割材料進(jìn)行處理。反射鏡對(duì)激光器發(fā)射的光束進(jìn)行發(fā)射，再由一個(gè)特殊的透鏡對(duì)其進(jìn)行聚攏對(duì)焦，形成高能量密度的光束再對(duì)材料表面進(jìn)行處理。在激光切割的過(guò)程中，輔助氣體由噴嘴噴出加入到激光對(duì)焦光束中，同向同軸的氣體起到可以增加激光束的切割能力或保護(hù)被切割材料特性的作用。激光切割的功率大小受到噴嘴移動(dòng)速度的影響，被割材料上的切割處理需要參考機(jī)床平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)實(shí)現(xiàn)。激光切割主要用來(lái)切割金屬，除了切割這種高硬度的物質(zhì)，不同的激光技術(shù)也能進(jìn)行布料、玻璃、陶瓷等材料的切割。四、加工特點(diǎn)1、精度高，速度快，切縫窄，熱影響區(qū)最小，切割面光滑無(wú)毛刺。2、激光切割頭不會(huì)與材料表面相接觸，不劃傷工件。3、切縫最窄，熱影響區(qū)最小，工件局部變形極小，無(wú)機(jī)械變形。4、加工柔性好，可以加工任意圖形，亦可以切割管材及其他異型材。5、可以對(duì)鋼板、不銹鋼、鋁合金板、硬質(zhì)合金等任何硬度的材質(zhì)進(jìn)行無(wú)變形切割