陶曉

摘 要：隨著外輪胎鋼絲用線材制品升級速度的提高和人類社會對外輪胎鋼絲用線材制品需求的多樣性，中國傳統機械行業(yè)結構正在發(fā)生巨大的變化。需要小批量生產的產品種類越來越多，對外輪胎鋼絲用線材制品交貨質量和成本的要求也越來越高，同時要求現代生產科學技術具有很大的靈活性，即外輪胎鋼絲用線材制造商對不同外部因素的適應能力和外輪胎鋼絲用線材制品滿足市場的變革性和競爭力越來越強，生產空間和時間限制的靈活性也越來越大，滿足上述條件的核心技術就是數控線材折彎機的主要指標。

關鍵詞：數控線材折彎機 外輪胎鋼絲用線材 應用分析

Comparative Analysis of the Quality of Wire for Outer Tire Steel Wire

Tao Xiao

Abstract：With the improvement of the upgrading speed of wire products for outer tire wire and the diversity of human society's demand for wire products for external tire wire， the structure of China's traditional machinery industry is undergoing tremendous changes. More and more types of products need to be produced in small batches， and the quality and cost of delivery quality and cost of wire products for external tire steel wire are also getting higher and higher， and at the same time modern production science and technology requires to have great flexibility， that is， the adaptability of wire manufacturers for outer tire steel wire to different external factors and the ability of wire products for outer tire steel wire to meet the market is becoming more and more transformative and competitive， and the flexibility of production space and time constraints is also increasing， and the core technology that meets the above conditions is the main indicator of CNC wire bending machine.

Key words：CNC wire bending machine， wire rod for outer tire wire， application analytics

1 數控折彎機研究的現狀

國內線材折彎加工企業(yè)，主要仍以手動操作為主，輔助一定的專用設備，在加工工方法和設備上，與世界先進技術有較大差距，在折彎加工三維空間內的復雜零件時，一般需要多臺設備輔助，如單獨的切管機、自動上料機、矯直機等，經過多道工序才能完成，集成化水平較低、生產效率也不高、所需人員數量較多，并且勞動強度大，成本也偏高。通過查詢現有資料文獻，目前國內尚無集成化程度較高，同時具備三維空間內線材折彎加工設備的成型產品，有一些專利申請，如：

（1）“立體線材建材的制作設備”專利（臺灣省的周春伯、黃慶榮申請），其公開了一種立體線材的折彎制作設備，包括送線裝置、整線裝置、點焊裝置、裁斷裝置。

（2）“醫(yī)用線材的加工設備”專利（成都拓泰醫(yī)藥科技股份有限公司申請）。其公開一種針對小體積線材的加工設備，主要用于醫(yī)用線材的加工制作。

在理論研究方面，國內有針對數控折彎機的文獻報道，如：

（1）數控折彎機產品的兩種表示形式之間相互轉化算法"（西北工業(yè)大學的王少龍等），解決數控折彎機的加工指令文件自動生成問題，為數控折彎機納入集成制造系統提供了途徑。

（2）“數控折彎加工過程仿真中的碰撞和檢測”（北京理工大學呂波等），提出基于仿真指令的碰撞和干涉模型。

2 數控線材折彎機在外輪胎鋼絲用線材制造中的特點

2.1 智能化

數控線材折彎機是當今世界計算機技術的結晶，是各個領域的人才和專家智慧的結晶。而NC技術的一個重要特點就是智能化，它可以代替?zhèn)鹘y的手工操作，實現高效率和高精度的工作方式。此外，在傳統的生產模式下，員工不可能對整個生產過程進行實時的監(jiān)測，而智能技術可以有效地解決這個問題。采用電腦對各環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測，發(fā)現問題后能及時處理，使生產過程中的安全得到很大的改善。

2.2 多技術集成化

工作效率高特性，外輪胎鋼絲用線材制造企業(yè)做為市場經濟體制主體之一，務必及時掌握銷售市場發(fā)展狀況和變化趨勢，同時結合市場的需求優(yōu)化產品。引進數控技術，不僅可以提升加工高效率，還可以減輕工人勞動效率，一起可以避開人為因素所造成的多余損害，這對提升良品率來講有積極意義。此外，針對繁雜程度高、危險性較大的生產制造階段，根據數控技術取代人工控制，還可以有效提高制造安全系數。

3 數控折彎機造型設計要點

3.1 安全設計要點

數控折彎機作為一種高精度、高頻率的生產設備，在造型設計時需要充分考慮到操作人員的人身安全，考慮到生產環(huán)境的清潔。①人身安全設計：造型設計上需要盡量減少線條冷硬的邊角，避免因為操作過程接觸、磕碰傷害到操作人員;安全防護罩是保護操作人員不被鐵屑、冷卻液迸濺傷害到的重要設計要點，安全防護罩表面需要用警示色彩、警示語提醒操作人員注意安全;電控箱等需要散熱的部分需要做好散熱孔位置和形狀設計，盡量避免朝向操作人員常停留的方位，避免造成燙傷。②環(huán)境安全設計：造型設計上需要考慮到數控折彎機生產對于周邊環(huán)境的污染和影響，避免外部灰塵、雜物進入到機床內部影響零部件運轉，避免鐵屑、冷卻液迸濺影響車間環(huán)境。

3.2 色彩設計要點

數控折彎機作為一種需要大量集中于車間中進行應用的生產設備，若色彩設計上不夠協調、美觀、舒適，容易影響操作人員的心理感受，不利于車間生產的開展。明度高、純度低的色彩能夠給操作人員帶來視覺上的明亮感，是大多數數控折彎機都采用的色彩，在配色上避免使用單一色調，采用雙重配色的方式來打破單一色調的沉悶。①色彩應避免使用過于鮮艷、刺激性的色彩，比如紅色，這樣的色彩容易讓操作人員長時間面對數控折彎機時感到煩躁。②色彩不建議使用大面積的白色，長時間面對白色會導致視覺上的疲勞感，容易導致操作人員操作失誤。③色彩可采用上明下暗、上輕下重的配色，用灰色和黑色、藍色和黑色等進行上色，給操作人員在視覺上一種穩(wěn)重中帶有活潑的感覺，緩解操作人員長時間面對機床操作的視覺感受和心理感受。④在上下配色的同時，數控折彎機還可以用亮黃色、大紅色來做腰帶，或作為機床安全警示，不僅可以提升色彩搭配上的效果，還能夠警醒操作人員注意安全。

3.3 外形整體設計要點

數控折彎機帶給操作人員的視覺感受除了受到色彩的影響外，還會受到材質的影響，畢竟，塑料材料、金屬材料給人們的視覺感受截然不同。在數控折彎機外形整體設計時，設計人員需要從視覺感受上挑選足夠匹配的材料，比如機床底座應用鋼鐵材料不僅可以提高機床穩(wěn)定性，還能夠在視覺上增加機床的穩(wěn)重感;又比如機床安全罩應用有機玻璃等輕質材料不僅可以提供足夠的安全防護，還能夠降低視覺上的沉重感，符合上輕下重的視覺觀感。除應用材料進行外形整體設計外，還應從機床形態(tài)上進行設計，保持機床的視覺美感。為了提升機床的穩(wěn)重感，設計人員設計時應考慮將機床上部設計得稍小一些，下部設計得稍大一些，避免給人一種視覺上的易傾倒感。中國人在視覺審美上喜歡左右對稱的類型，在機床設計時應充分考慮這一點，保持在多個角度上進行左右對稱設計，將直線條、曲線條設計成平衡的狀態(tài)，滿足國人審美需求。

3.4 人體工程設計要點

數控折彎機本身是給操作人員來操作的生產設備，操作人員需要與數控折彎機進行長期接觸，若機床本身不符合人體工程學原理，很有可能導致操作人員在操作過程中出現肢體酸痛、操作失誤等情況，不利于數控折彎機的操作質量和效率提升。設計人員可以將數控折彎機的操作面板設計在操作人員眼睛平視的高度，讓操作人員不必低頭彎腰或仰頭抬胳膊操作;將操作面板文字標識適當放大，避免過度勞累操作人員的眼睛;操作把手、按鈕等操作部位需要應用容易抓握也容易施力的材料，大小適宜操作人員的手掌、手指操作，比如按鈕、按鍵以圓形塑料為佳，把手以圓柱體、手掌大小為佳。符合人體工程設計原理的數控折彎機能夠有效降低操作人員操作機床時的費力程度，提高操作人員的操作舒適度。

4 提高數控線材折彎機加工效率和質量的重要措施

4.1 制定完善的加工規(guī)章制度

加工過程中應用數控線材折彎機進行操作，應保證具備完善的加工規(guī)章制度，主要就是保證其中包括數控線材折彎機加工具體的實施模式、應用流程、技術創(chuàng)新內容，不僅能要為加工人員正確操作提供指導，也要提高數控線材折彎機加工有效性。在實施相應規(guī)章制度過程中，加工技術和管理人員應遵循實事求是原則，做好動態(tài)調整工作，真正做到及時發(fā)現規(guī)章制度不合理和不科學問題，同時也要精準判斷實踐經驗和執(zhí)行效果，進而保證數控線材折彎機加工規(guī)章制度最大程度上發(fā)揮作用。

4.2 保證最終選用的數控加工設備符合要求

在選擇數控線材折彎機加工設備之前，需要細致分析數控機械加工需求，從而精準確定類型、加工方式，滿足加工生產效率和質量方面的要求。以選擇數控線材折彎機加工中的刀具為例進行分析，應選擇耐高溫性強、硬度大、耐磨性高的加工刀具，既要減少數控線材折彎機加工中斷次數，也要保證可以在較短的時間內完成較多加工工作。在數控線材折彎機加工領域發(fā)展速度不斷加快的狀況下，市場中可以選用的設備類型比較多，但是不同的數控加工設備性能和效率存在差異。這就要求實際選購期間充分考慮價格、性能、質量等因素，并要保證其硬件和軟件始終處于良好運行狀態(tài)，最大程度上滿足高效加工和高質量加工要求。除此之外，在正式使用數控加工設備之前，運營和調試工作不能忽視。如果在此階段發(fā)現存在問題，就要及時進行較為詳細的咨詢，不僅要保證數控線材折彎機加工設備的使用效果符合預期要求，也要在順暢運行的基礎上降低各類錯誤的發(fā)生概率，從而為后續(xù)更加高效地完成零件加工工作提供設備保障。

4.3 做好日常維護工作

在機械加工領域，數控折彎機這一機械設備發(fā)揮著重要的作用，所以對于相關人員來說，應提高對日常維護工作的重視度，將各種元器件的磨損周期提升上來，并為數控折彎機的使用壽命奠定良好的根基。同時，借助數控折彎機的日常維護，可以使各種故障得到有效的預防。通常而言，在數控折彎機的隨機性故障維修方面，相關工作人員應注重嚴格檢查和維護數控系統，將電氣箱的密封性發(fā)揮出來，滿足科學化連接和安裝需求，并給予數控折彎機的屏蔽和接地一定的保證。此外，在解決數控折彎機的確定性故障時，相關工作人員應對故障的發(fā)生規(guī)律進行深入分析，與故障的發(fā)生原因相結合，做到有針對性的解決、處理。

4.4 做好機床潤滑工作

數控折彎機設備潤滑處理的實現，能夠降低故障發(fā)生概率，這就需要結合實際來選擇潤滑油，與信譽口碑良好的大廠進行合作，采購并使用質量可靠的潤滑油。數控折彎機的精度較高，需要結合實際要求來選擇潤滑油標號，確保滿足待潤滑處理部分的實際需要，保證機床運行的穩(wěn)定性?；谝髞泶_定潤滑油純度，一旦存在雜質，會導致油路堵塞，潤滑效果也會隨之受到影響，甚至加大運動部分故障發(fā)生風險，縮短設備使用壽命。這就需要定期處理待潤滑部位，選擇恰當的潤滑油品牌，并做好潤滑處理，切實提高數控折彎機機械加工效率。

5 數控線材折彎機性能未來發(fā)展趨勢

5.1 高精度、高生產效率

對于加工企業(yè)來說，折彎機床的加工效率和加工質量始終是加工過程控制的重點。數控線材折彎機床作為制造業(yè)的重要性能指標，其加工精度和效率是評價其技術水平的重要參考指標。參考現有數控線材折彎機的研發(fā)、設計和制造經驗，在數控線材折彎機床設計階段引入高速CPU芯片、多CPU控制系統、交流數字伺服系統等技術，可大大提高機床的加工效率，滿足加工企業(yè)在工件加工檔次和質量上的實際需求。以市場需求為導向，未來數控線材折彎機床的生產將繼續(xù)注重產品的精度和速度。以精密、智能、高速為特征的超精密機床的研發(fā)和技術升級，將推動新一代數控線材折彎機的發(fā)展。

5.2 多軸化

目前，數控系統的多軸控制已經取得了重要的發(fā)展成果。為了提高數控線材折彎機加工參數的控制精度，對整個加工過程進行更方便、準確的操作控制，數控線材折彎機床制造單位積極開展多軸控制技術的研究開發(fā)，通過增加動軸數來進一步提高操作精度。在數控加工領域，多軸是數控線材折彎機性能升級的重要方向。對于折彎機床來說，合理應用多軸聯動加工技術，滿足了加工企業(yè)在工件折彎加工階段的實際需求，對提高折彎加工效率有一定的作用。依靠多軸聯動加工，操作人員可以在一臺設備上完成多項操作。例如零件一次裝夾后，操作人員可根據彎曲任務進行自動換刀、旋轉工作臺等各種操作，以滿足實際加工任務的特殊需要。從多軸的應用效果來看，繼續(xù)重視多軸機床的研發(fā)和適用于彎曲加工的多軸聯動加工技術的科研開發(fā)具有重要意義，可以幫助加工企業(yè)進一步擴大加工業(yè)務范圍，適應市場需求。

5.3 柔性化

柔性化是目前數控線材折彎機床生產的一項難題，是完成多品種折彎加工任務的必要條件。目前，解決數控線材折彎機床的柔性化設計問題，已經成為行業(yè)的重要課題，以實現數控線材折彎機的柔性加工功能為目的，新一代模塊化設計正持續(xù)影響著數控線材折彎機系統的研發(fā)設計。從工件的折彎加工實踐來看，以擴大功能覆蓋面積、滿足柔性加工需求為目的設計的數控系統，能夠滿足不同用戶在工件折彎加工參數、加工方式等方面的不同需求;在同一群控系統的支持下，數控系統能夠根據輸入的生產流程信息自動完成信息流的動態(tài)調整，繼而有序組織不同的加工任務。以某企業(yè)生產的PBE系列數控線材折彎機為例，該機床的典型特征是機械伺服驅動、無油工作、能耗低，嵌入式的人機界面，極大地方便了作業(yè)人員執(zhí)行各項操作，同時系統支持拓展折彎自動化，為工件的特殊折彎加工任務提供了實現條件。在柔性化思想的支持下，軟件、硬件的開放化也將成為數控線材折彎機性能提升的重要方向。開放化的顯著特點是用戶能夠根據生產任務的實際需求對系統軟件、硬件部分進行二次開發(fā)，進一步擴大數控線材折彎機床的加工功能，滿足用戶在工件折彎方面的不同加工需求。

6 結語

綜上所述，通過對數控線材折彎機的內涵與背景分析，數控線材折彎機已經在工業(yè)，機械設備等產業(yè)中起了十分關鍵的角色。它不但能夠有效提升我國外輪胎鋼絲用線材制造業(yè)的綜合實力和制造效益，同時也能夠形成外輪胎鋼絲用線材制造業(yè)的智能化，綜合化制造模式，進而達到機械制造業(yè)強國的目標。

項目來源：江陰職業(yè)技術學院科研項目；

項目編號：XJ2022LG008；

項目名稱：數控線材折彎機研發(fā)及樣機制作。

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