分析數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)可靠性

魏廣元 耿華

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，制造業(yè)越來(lái)越受到各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)注，其直接影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)情況，逐步發(fā)展成支柱型產(chǎn)業(yè)，數(shù)控機(jī)床作為制造業(yè)重要的生產(chǎn)設(shè)備，其運(yùn)行情況關(guān)系著生產(chǎn)制造的質(zhì)量與水平，因此，必須加大對(duì)數(shù)控機(jī)床的重視力度，引進(jìn)先進(jìn)機(jī)床生產(chǎn)技術(shù)，促使數(shù)控機(jī)床朝著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，但當(dāng)前數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的可靠性較低，降低了整體生產(chǎn)效率?；诖?，本研究結(jié)合數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)缺乏可靠性的原因，重點(diǎn)探析其解決方式。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；電氣系統(tǒng)；生產(chǎn)效率；可靠性

數(shù)控機(jī)床被廣泛運(yùn)用在我國(guó)生產(chǎn)制造行業(yè)，極大程度上提升了制造業(yè)的生產(chǎn)效率與水平。與傳統(tǒng)機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具備高精密度、高速等優(yōu)點(diǎn)[1]，能夠有效防止生產(chǎn)材料浪費(fèi)等問(wèn)題，有利于節(jié)省企業(yè)生產(chǎn)成本，從而為企業(yè)獲取更大經(jīng)濟(jì)效益。但我國(guó)很多制造企業(yè)中的數(shù)控機(jī)床都直接從國(guó)外進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量較低，與國(guó)外機(jī)床相比仍有一定的差距?；诖?，必須加大對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的研究力度，更好的提升數(shù)控機(jī)床的工作質(zhì)量。

1 數(shù)控機(jī)床的概念

數(shù)控機(jī)床是當(dāng)前應(yīng)用得較為廣泛的數(shù)字化機(jī)床，其分為多個(gè)模塊，包括防護(hù)裝置系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)模塊、傳動(dòng)系統(tǒng)模塊、液壓系統(tǒng)、主軸組建系統(tǒng)等，其中最為核心的模塊是電氣系統(tǒng)，此系統(tǒng)需要協(xié)調(diào)數(shù)控機(jī)床其他部件進(jìn)行作業(yè)，整個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通過(guò)接收系統(tǒng)控制面板的指令[2]，并傳輸?shù)綑C(jī)床其他部門(mén)，從而控制機(jī)床的運(yùn)行。電氣系統(tǒng)分為檢測(cè)開(kāi)關(guān)、伺服電機(jī)、伺服放大器、數(shù)控單元、編碼器、繼電器、變頻器等多個(gè)子系統(tǒng)。

電子系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的控制核心部分，其性能的高低直接關(guān)系著數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行情況，如是否能夠按時(shí)完成生產(chǎn)任務(wù)等，因此，必須加大對(duì)數(shù)控機(jī)床電子系統(tǒng)的重視程度，將其作為企業(yè)選購(gòu)機(jī)床的關(guān)鍵衡量標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國(guó)對(duì)外開(kāi)放步伐的加快，國(guó)外數(shù)控機(jī)床開(kāi)始進(jìn)軍我國(guó)，憑借其精湛的技術(shù)工藝、經(jīng)濟(jì)實(shí)力迅速占據(jù)我國(guó)制造業(yè)市場(chǎng)，針對(duì)這一問(wèn)題，我國(guó)制造行業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的發(fā)展情況，深入研究數(shù)控機(jī)床技術(shù)，提升數(shù)控機(jī)床電子系統(tǒng)的可靠性。

2 數(shù)控機(jī)床中電氣系統(tǒng)缺乏可靠性的基本原因

數(shù)控機(jī)床作為制造業(yè)中重要的生產(chǎn)設(shè)備，其在運(yùn)行過(guò)程中易出現(xiàn)故障，多以電氣控制模塊為主，鮮少有機(jī)械部分出現(xiàn)故障。造成電力系統(tǒng)缺乏可靠性的原因主要有：（1）元器件質(zhì)量的問(wèn)題[3]：根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過(guò)70.0%的數(shù)控機(jī)床故障都是電氣系統(tǒng)引起的，究其根本原因，是元器件質(zhì)量較差，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床設(shè)備中元器質(zhì)量差會(huì)直接降低電氣系統(tǒng)的控制效能，最終會(huì)降低數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)質(zhì)量、運(yùn)行效率，其元器件質(zhì)量差體現(xiàn)在：交流插座、機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器、鍵盤(pán)、開(kāi)關(guān)、按鍵、電容、屏蔽電纜等，其均容易出現(xiàn)故障；（2）存在明顯的電源干擾問(wèn)題：受到外部電源的干擾，數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)常出現(xiàn)失控或者失靈的問(wèn)題，通常而言，強(qiáng)電設(shè)備會(huì)在一定程度上影響到電源系統(tǒng)，其會(huì)出現(xiàn)脈沖噪音，經(jīng)過(guò)機(jī)床的對(duì)應(yīng)途徑，其會(huì)對(duì)電氣系統(tǒng)部件造成不良影響，降低了電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，必須將抑制電源系統(tǒng)噪音作為基礎(chǔ)性工作，但就實(shí)際情況而言，我國(guó)電源干擾方面的技術(shù)仍未創(chuàng)新，并不可能全部解決此類(lèi)問(wèn)題，還須增加研究力度。

3 保障數(shù)控機(jī)床中電氣系統(tǒng)可靠性的創(chuàng)新策略

為提升數(shù)控機(jī)床中電氣系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)加大對(duì)電氣系統(tǒng)不同模塊的研究力度，合理創(chuàng)新機(jī)床電氣系統(tǒng)技術(shù)，科學(xué)解決電源設(shè)計(jì)問(wèn)題，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)等方式，更好的保障數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行。

3.1 科學(xué)解決電源設(shè)計(jì)問(wèn)題

經(jīng)過(guò)大量企業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，為提升數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的可靠性，必須結(jié)合數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行情況，科學(xué)解決電源設(shè)計(jì)問(wèn)題，并將此作為數(shù)控機(jī)床技術(shù)的突破點(diǎn)，提高電源的整體適應(yīng)能力。首先，選擇恰當(dāng)?shù)慕殿~設(shè)計(jì)技術(shù)、電源濾波器、功率器件等，對(duì)機(jī)床電氣系統(tǒng)中電壓、電流降額，同時(shí)，還應(yīng)對(duì)振動(dòng)、溫度等生產(chǎn)環(huán)境降額；其次，在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其運(yùn)行需求而預(yù)留額度，設(shè)計(jì)環(huán)進(jìn)結(jié)構(gòu)時(shí)，引入合適的散熱、抗振技術(shù)，提升整個(gè)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的可靠性。

3.2 優(yōu)化電氣系統(tǒng)的可靠性

數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)可靠性與設(shè)計(jì)階段有著較大關(guān)系，優(yōu)化電氣系統(tǒng)的可靠性，須通過(guò)控制數(shù)控機(jī)床的制造過(guò)程、生產(chǎn)過(guò)程、管理過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)[4]。通常而言，如果引進(jìn)提升可靠性方面的設(shè)計(jì)技術(shù)，都能夠被劃分在可靠性設(shè)計(jì)里面。但當(dāng)前國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量水平較低，在制造數(shù)控機(jī)床的過(guò)程中無(wú)法得到可靠的、科學(xué)的數(shù)據(jù)信息，很難切實(shí)評(píng)價(jià)機(jī)床的可靠性。針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)采取以下措施：首先建立健全數(shù)控機(jī)床可靠性設(shè)計(jì)方面的準(zhǔn)則，完善可靠性設(shè)計(jì)的評(píng)審與檢查表，合理改進(jìn)存在的故障問(wèn)題，分析產(chǎn)品故障類(lèi)型與危害程度，將其作為基礎(chǔ)，選擇適用的元器件，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品整體的運(yùn)行可靠性。

3.3 引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)

為提升數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)選擇先進(jìn)的裝配工藝、制造技術(shù)，通過(guò)建立健全電氣系統(tǒng)可靠性保證體系，科學(xué)加大機(jī)床軟件方面的研發(fā)力度，有目的、有計(jì)劃的對(duì)其運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行管理與控制。同時(shí)，在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)注重可靠性方面的論證，通過(guò)完善的考核方式，更好的提高數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)整體可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控機(jī)床被廣泛應(yīng)用在我國(guó)制造業(yè)中，其電氣系統(tǒng)的可靠性直接影響著設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，因此，在實(shí)際工作中，應(yīng)加大對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的重視程度，從電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、管理等方面切入，不斷引進(jìn)先進(jìn)的制造技術(shù)，提升數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的可靠性，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用，為企業(yè)贏取更大經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈然.分析數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)——評(píng)《電機(jī)與電氣控制技術(shù)及分析方法研究》[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2015，19（20）：封3.

[2]孫宇新，錢(qián)忠波.數(shù)控機(jī)床高速無(wú)軸承異步電動(dòng)機(jī)懸浮子系統(tǒng) RBFNN 逆獨(dú)立解耦控制[J].振動(dòng)與沖擊，2016，35（21）：196202.

[3]王浩林，徐志明，甘屹，等.基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控機(jī)床故障預(yù)警與診斷平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)床與液壓，2016，44（11）：181188.

[4]薛瑞娟.《數(shù)控機(jī)床用伺服驅(qū)動(dòng)及電動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)規(guī)范》等22項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)標(biāo)委會(huì)審查[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2016，13（4）：151.