提高煤礦機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)水平的策略探討

張 磊

（陽(yáng)煤忻州通用機(jī)械有限責(zé)任公司,山西 忻州 034000）

0 前言

科學(xué)是在時(shí)代的發(fā)展中不斷進(jìn)步的，而對(duì)煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，今后發(fā)展的重要點(diǎn)就在于和現(xiàn)代科技的融合，提升自己的科技水平。當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中均有廣泛的運(yùn)用，以下就對(duì)數(shù)據(jù)技術(shù)在我國(guó)煤礦機(jī)械制造企業(yè)中的運(yùn)用進(jìn)行分析。

1 數(shù)控技術(shù)

1.1 數(shù)控技術(shù)概念

如果要想在一定程度上去提升機(jī)械數(shù)控加工的技術(shù)水平，那么首先就要了解數(shù)控加工技術(shù)的概念。實(shí)際上，數(shù)控加工技術(shù)主要是運(yùn)用數(shù)字化管理軟件、技術(shù)，進(jìn)行高效率與精確度的機(jī)械加工形式。此技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的技術(shù)而言，有著極大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，也在一步一步成為現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械加工的主流。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，數(shù)控加工技術(shù)是以計(jì)算機(jī)信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的一種加工管理技術(shù)，它的主要功能，如控制、檢測(cè)等都依賴(lài)于計(jì)算機(jī)完成。因此，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展其技術(shù)也會(huì)不斷進(jìn)步。由此可見(jiàn)，數(shù)控加工技術(shù)有著傳統(tǒng)加工所無(wú)法超越的優(yōu)勢(shì)，其在運(yùn)行過(guò)程中具有非常高的精準(zhǔn)度、運(yùn)行速度、靈敏度。

1.2 數(shù)控技術(shù)發(fā)展情況

數(shù)控技術(shù)從起步開(kāi)始，一直到今天為止，前后共經(jīng)過(guò)了5個(gè)階段。即：電子管、晶體管、中小規(guī)模的IC、小型計(jì)算機(jī)、微處理器的數(shù)控。當(dāng)前，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展已步入一個(gè)良好發(fā)展的階段，主要是以超大型集成電路板作為主板，以單片機(jī)或是PLC作為處理器，以PC專(zhuān)業(yè)軟件系統(tǒng)為核心的控制發(fā)展方式。從1958年起，我們國(guó)家就開(kāi)始了相關(guān)數(shù)控系統(tǒng)的研究，但當(dāng)時(shí)效果并不十分理想。一直到改革開(kāi)放之后，我們國(guó)家的數(shù)控技術(shù)才取得了飛一般的勝利。主要是借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，吸收了科技中的難點(diǎn)與重點(diǎn)，讓我們國(guó)家的數(shù)據(jù)技術(shù)得到實(shí)質(zhì)性地發(fā)展。我國(guó)的數(shù)控水平也由此進(jìn)入到了一個(gè)高速發(fā)展的階段中。此時(shí)，很多機(jī)床由傳統(tǒng)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)變成數(shù)控化產(chǎn)品，但總體而言，還是存在技術(shù)與質(zhì)量都不足的情況。而且，我們國(guó)家的數(shù)控系統(tǒng)是以單片機(jī)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，確實(shí)在經(jīng)濟(jì)方面是比較有優(yōu)勢(shì)，但是，有關(guān)市場(chǎng)的大部分是被國(guó)外公司所占領(lǐng)，例如德國(guó)西門(mén)子等。

1.3 數(shù)控技術(shù)特點(diǎn)

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，數(shù)控技術(shù)指的是運(yùn)用數(shù)字化信號(hào)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行、加工過(guò)程中進(jìn)行控制的自動(dòng)型技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程自動(dòng)化基礎(chǔ)，也是自動(dòng)化的核心，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的一個(gè)重要組成。數(shù)控技術(shù)將機(jī)械裝備功能、效率，可靠性以及產(chǎn)品的質(zhì)量都提升到了一個(gè)新的層次，讓傳統(tǒng)的煤礦機(jī)械也發(fā)生了變化。其特點(diǎn)如下：

第一，可高質(zhì)量完成普通機(jī)床無(wú)法或難以完成的復(fù)雜零件，包括曲面形狀的加工等等；

第二，可方便對(duì)工藝參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行更改，如切削用量等，所以在換批次加式時(shí)非常方便；

第三，完全可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序的加工，以此來(lái)保證高品質(zhì)的加工精準(zhǔn)度與精確度，更可在一定情況下減少相應(yīng)的工作時(shí)間，大大提升了工作效率；

第四，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的模塊工具，不單可減少換刀以及安裝的時(shí)間，更可在一定程度上提升工藝標(biāo)準(zhǔn)以管理化的水平。

2 煤礦機(jī)械產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)及問(wèn)題

我國(guó)是的煤礦量非常豐富，且煤礦資源在我們國(guó)家的能源系統(tǒng)中，占有非常重要的位置。實(shí)際上，我們國(guó)家的煤礦機(jī)械裝備工業(yè)基礎(chǔ)還是十分不錯(cuò)的，配套能力足，在國(guó)家的帶動(dòng)下先后研制了一系列配套產(chǎn)品，如重型刮板、提升機(jī)等。但是，對(duì)煤礦機(jī)械制造發(fā)展過(guò)程進(jìn)行回顧性分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在以前的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，企業(yè)的專(zhuān)業(yè)化水平不足。產(chǎn)品一般是小批量生產(chǎn)，零件加工也是采用通用機(jī)床，其生產(chǎn)的效率和加工質(zhì)量主要是依靠操作者的水平。存在成本高、質(zhì)量不穩(wěn)等問(wèn)題。同時(shí)，我們國(guó)家多數(shù)煤礦機(jī)械廠的設(shè)備老化、技術(shù)落后、技術(shù)人員流失、創(chuàng)新力等客觀原因，都影響了煤機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展。

伴隨市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)全球化，煤礦機(jī)械行業(yè)的壓力來(lái)源于國(guó)內(nèi)、國(guó)外兩個(gè)方面，競(jìng)爭(zhēng)壓力成倍增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)后會(huì)讓性?xún)r(jià)比高的產(chǎn)品留下。在新的時(shí)代背景下，怎樣提升產(chǎn)品與質(zhì)量的性能，增加競(jìng)爭(zhēng)力、減少成本、提高產(chǎn)品附加值等在一定程度上和所運(yùn)用的加工設(shè)備、技術(shù)有關(guān)。

當(dāng)前，我們國(guó)家有大約四百萬(wàn)臺(tái)的機(jī)床，但數(shù)控只有十萬(wàn)臺(tái)左右，這個(gè)數(shù)據(jù)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比簡(jiǎn)直是小巫見(jiàn)大巫。這也說(shuō)明了我們國(guó)家機(jī)床設(shè)備自動(dòng)化程度非常低，而這些都嚴(yán)重制約了我們國(guó)家生產(chǎn)力的發(fā)展。從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，如果直接購(gòu)買(mǎi)一個(gè)數(shù)控機(jī)床，價(jià)格約在15萬(wàn)元，但是對(duì)原有機(jī)床進(jìn)行改造，那么只需要4萬(wàn)元左右，因此，要想提升煤礦機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)水平，最好的方法就是將普通機(jī)床升級(jí)改造成數(shù)控機(jī)床。

3 普通機(jī)床的升級(jí)改造法

3.1 控制系統(tǒng)的處理

機(jī)床的控制系統(tǒng)就像是電腦的CPU一樣，是整個(gè)機(jī)床的心臟。目前，國(guó)外先進(jìn)的數(shù)字控制系統(tǒng)有美國(guó)的MCS-8051、日本的Fanuc系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)的則有廣州及華中數(shù)控系統(tǒng)。這些數(shù)控系統(tǒng)都配有直線插補(bǔ)、刀具、自動(dòng)轉(zhuǎn)位的功能，價(jià)格合理，且性能穩(wěn)定。在操作棉布中有啟動(dòng)、暫停鍵等，界面簡(jiǎn)單。不單可很好對(duì)弱點(diǎn)控制，還可對(duì)主軸變速和換向等動(dòng)作通過(guò)指令進(jìn)行相關(guān)控制。

3.2 進(jìn)步電機(jī)的選用

在對(duì)原機(jī)床改造時(shí)要對(duì)機(jī)床中原有的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)拆除，然后用進(jìn)步電機(jī)齒輪和減速驅(qū)動(dòng)絲杠，橫向進(jìn)行移動(dòng)。對(duì)其改造的要求對(duì)于縱向和橫向的進(jìn)步電機(jī)要求不一樣：縱向進(jìn)步電機(jī)：固定在機(jī)床上；橫向進(jìn)步電機(jī)：固定在床鞍上。

3.3 減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

對(duì)原有機(jī)床改造時(shí)在進(jìn)步電機(jī)和絲杠傳動(dòng)副中，裝置上專(zhuān)門(mén)的減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。因?yàn)檫@樣才可加大驅(qū)動(dòng)力矩來(lái)獲得在加工中所要的脈沖當(dāng)量。一般來(lái)說(shuō)，其都是用同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在改造時(shí)，關(guān)于驅(qū)動(dòng)和減速部分的改造，要具體情況具體分析，并不是所有的都有改造的必要。例如，進(jìn)步電機(jī)轉(zhuǎn)矩可滿(mǎn)足使用需求時(shí)則不必要使用減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

3.4 自動(dòng)刀架安裝

在數(shù)控機(jī)床改造的過(guò)程當(dāng)中，有一個(gè)非常重要的內(nèi)容，即自動(dòng)刀架的安裝。實(shí)際上這是對(duì)原有機(jī)床的手動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架更換，運(yùn)用可自動(dòng)轉(zhuǎn)位的刀架。臥式車(chē)床中，自動(dòng)轉(zhuǎn)位一般是用螺旋型的四轉(zhuǎn)位刀架，拆除小拖板進(jìn)后，把調(diào)整好高度的刀架在拖板上安裝，自動(dòng)刀架在機(jī)床中安裝后，所有的操作均由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制。這樣可提升機(jī)床工作效率，還可提升其生產(chǎn)工藝的性能。

4 相關(guān)注意事項(xiàng)

4.1 加大對(duì)改造后的數(shù)控機(jī)床的管理

原有的機(jī)床與數(shù)控機(jī)床的差別比較大，如果還是采用傳統(tǒng)的管理方式會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床帶來(lái)很大的問(wèn)題。 一般來(lái)說(shuō)，對(duì)改造后的數(shù)控機(jī)床要采用集中管理方式，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，讓技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上交流、辦公，減少工作準(zhǔn)備時(shí)間，提升生產(chǎn)效率。

4.2 相關(guān)人才的培養(yǎng)

數(shù)控機(jī)床的編程、運(yùn)行是由人來(lái)直接控制的，如果編程人員不具有相關(guān)的專(zhuān)業(yè)，那就會(huì)導(dǎo)致工作效率低下，嚴(yán)重的還會(huì)對(duì)改造的數(shù)控機(jī)床造成破壞，那么數(shù)控機(jī)床的加工方式則無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，所生產(chǎn)加工的產(chǎn)品也不能達(dá)標(biāo)，減少了機(jī)床的使用年限。所以，要想從根據(jù)上提升煤礦機(jī)械數(shù)控加工的技術(shù)水平，就一定要做好人才的把控，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才，確保數(shù)據(jù)加工技術(shù)的高水平。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上，當(dāng)前很多煤礦企業(yè)都大量運(yùn)用了機(jī)械數(shù)控加工的技術(shù)。因此，怎樣才能提升數(shù)控加工的水平是非常重要的問(wèn)題。從節(jié)約成本的角度考慮，提升數(shù)控加工技術(shù)水平第一步是對(duì)原有機(jī)床進(jìn)行改造，之后對(duì)其進(jìn)行科學(xué)化的管理。只有這樣，才能讓煤礦企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。由此可見(jiàn)，數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的作用，對(duì)于我們國(guó)家的煤礦行業(yè)發(fā)展而言，有著非常重要的意義。

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