數控機床及其系統設計探析

武曉杰

摘要：對數控機床及其系統進行了概述，具體包括對基本情況及問題的說明，并對系統設計優化進行探析，包括加強預警系統設計等多個方面。

關鍵詞：問題分析；結合應用；參數優化

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6487 （2018） 01-0051-02

0 引言

數控機床的應用已經較為普遍，但是其系統卻還存在著一些不完善之處，下文將對其問題以及相應的優化措施進行分析。

1 數控機床及其系統概述

1.1數控機床概述

數控機床是時代發展的產物，其相較于過往的傳統機床來說具有諸多優點。在某種程度上來說，數控機床是在傳統機床的基礎上發展起來的，在傳統的基礎上融入新興科技而形成的新的形式。而這種新的形式，在保留了原有機床的一些特點之后，又融入了新的數控技術，通過程序的設計，實現自動化的工作，大幅度的提高了工作效率與工作質量。自動化的工作與精細化的操控相較于傳統的形式來說是具有諸多優點的，首先在人員方面，在應用數控機床之時，其所需要的人員相較于傳統所需人員來說是比較少的，這對于企業來說就能夠節省由此而產生的一些費用，進而達到降低成本的目的，獲得更多的利潤。而同樣是在人員方面，由于該種數控機床的應用，其操作相較于以往來說變得十分簡便，這就降低了對于相關工作人員的要求，這也是利于生產的。而從另一個角度來說，由于該種機床的應用主要是依靠提前所設置好的參數，所以只要參數設計無誤，那么之后機器依據參數所進行的工作精確度也就得到了保障，相較于人工的操作來說，其工作質量會得到一定程度上的提高。同時，就像本部分開頭所提到的那樣，數控機床是時代發展的產物，而在未來該機床的應用將會變得更加普遍，最終十分有可能會取代傳統的機床而全面化的投入生產[1]。就目前的發展態勢來看，社會所需要的資源只會越來越多，而與之相對應的，生產力就必須得到提高，否則將會無法滿足人們與社會的需求，在這種大的形勢下，就對各種方面都提出了一些要求，各種科技也是由此而產生。所以，如果從這個方面來看，數控機床的應用是一種必然的趨勢，是在各種因素綜合推動下的結果，也是時代的要求。

1.2數控機床系統面臨問題分析

雖然數控機床的發展應用是一種必然的趨勢，但是到目前為止，其系統還是面臨著一些問題的，在本篇文章中作者將從3個方面來分析現有系統所面臨的問題，首先就是預警系統的問題。現在大多數的企業單位在應用數控機床之時，關注的重點往往都放在其自身的應用之上，而忽略了其它方面的事情，比如說預警系統就常常被忽略。事實上，預警系統也是數控機床整體系統的組成部分之一，其存在的意義是十分重要的。任何機器在長久的使用之后都會有所磨損，不可能出現零損傷的現象，雖然機器相較于人力來說所犯錯誤較小，并且工作也較為準確，不會出現疲勞感，但這并不意味著其自身不會出現磨損，也不意味著其工作的精確程度能夠達到百分之百。在這種情況下，如果預警系統有所欠缺的話，那么在機器出現故障之時或者在其工作出現偏差之時，就不能夠及時發現，而發現的時間越晚，對企業單位所造成的損失也就越大。但是由于相關企業目光的局限性，以及思考問題的角度的差異，這一方面的因素也經常被忽視，到目前為止，還有很多企業在這方面的預警系統是存在欠缺的。除了這一方面的問題之外，硬件與軟件的結合應用也是存在著問題的。現在有很多企業在這方面都不能將兩者很好的結合應用，或是在硬件方面有所偏重，或是在軟件方面有所偏重，或者是在某一方有所欠缺，而這些方面的問題都會阻礙其結合應用，進而造成系統的問題，為機床的工作帶來阻礙。此外，還有一個最常見的問題就是系統參數的設計問題。由于數控機床的特殊性質，即其工作是需要依據參數來進行的，現在如果最開始的設計出現了問題，或是存在著欠缺之處，就很有可能對后續的工作造成影響。而在這種時刻，如果相關企業的預警系統同樣是不完善的話，那么兩者疊加之下的綜合影響對企業所造成的損失將是十分巨大的。

2 系統設計優化探析

2.1 加強預警系統設計

要想完善數控機床的系統設計，首先就要加強預警系統的設計。有關于預警系統設計的重要性，在前文已經有所提及，所以在這里就不再進行過多的說明了，接下來我們就將重點問題放在如何加強預警系統的設計之上。而要想加強這方面的設計，就離不開網絡的應用，要通過網絡的手段來實行遠程的監測與實時的監測。對于企業來說，在這一方面，如果要進行現場的、全天的監測的話，其所要投入的成本也是相對較大的，所以這一點也是不太現實的。而為了彌補由此所產生的缺陷，就必須要進行遠程的監測與實時的監測處理。當然，在進行遠程調控之時也不能夠忽略現場的情況，要將二者相結合，要在二者相互配合之間共同完善預警系統。而除了要將遠程的控制與現場的控制相結合之外，還需要加強技術的投入，提高系統內數據的完整性與智能性[2]。這么做的主要目的是為了提高系統的自我診斷能力，通過數據的豐富以及其智能程度的提高來完善其對于數據的對比分析能力，能夠自主分析出異常數據與正常數據之間的差別，并且在發現有數據異常的現象發生之時，及時進行預警處理。數據的完整程度與豐富程度能夠保證其對比的資料來源，而其智能程度則能夠提高其在進行數據對比時的準確程度。這兩方面的共同提高，就能夠在很大程度上促進系統的自我完善。除了上述幾點之外，在預警系統的設計層面還需要加強對于其本身的優化.即要加強其診斷分析能力。也就是說要求其不能夠僅僅只比較出數據是否發生異常，而更要在判斷出數據異常的基礎上對數據進行分析，找出數據發生異常的原因，也就是說預警系統對于數據的處理不能夠僅僅停留在表面，而要對數據進行深入的挖掘。并且也只有在做到了這一點之后，我們才可以說預警系統的設計是優秀的。

2.2提高硬件與軟件結合程度

提高硬件與軟件的結合程度，與其說是為了優化數控機床的系統設計，到不如說是為了提高數控機床系統的具體應用效果。如果在這一層面出現了問題，那么哪怕設計得再完善，在實際應用時，也會出現一些阻礙，影響到數控機床的正常工作，或者更具體來說，其會影響到數控機床的工作效果。所以為了提高機床的系統應用效果，加強這一方面的結合是必不可少的工作。首先，數控機床雖然是一個整體，但是它是由多個部分構成的，包括硬件部分、軟件部分，而無論是哪一個部分，其實都是整體系統的組成部分之一，如果其中哪一個層面出現了故障，對整體系統都會造成十分不利的影響。而如果兩者均運行良好，但是二者的結合應用卻存在問題的話，也是會對機床的工作帶來不利影響的。而要想真正加強兩者的結合應用，首先就要求相關人員準確地了解二者的區分.并且了解二者的工作內容與其各自的工作職責，在已經充分了解這些相關知識之后，再對二者的銜接處進行處理，對二者間不相適應的部分進行調整，達到完整結合的效果，進而促進整個機床應用效果的提升[3]。

2.3優化參數設計

優化參數的設計是提高系統設計必不可少的工作之一，對于參數設計的重要性前文中同樣已經有所提及。而為了完善參數的設計，這就對相關人員的專業素質提出了十分高的要求。相關人員需要掌握足夠的專業技能，并且充分了解實際情況，以此來進行相關參數的設計。在這里需要強調的一點是，在進行設計之時必須要綜合考慮到各方面的因素來進行參數的優化，要保證最后所設計出的參數是真正的符合企業需求與現實情況的。

3 結束語

希望通過預警系統設計的加強，軟件硬件結合程度的加強和參數設計的優化，能夠真正的推動數控機床系統設計的完善。也希望該設計的完善，能夠推動其應用效果的提升，進而為企業帶來效益。

參考文獻

[1] 劉世豪，張云順，王宏睿.數控機床主軸優化設計專家系統研究[J].農業機械學報，2016，47 （4）：372-381.

[2] 王浩林，徐志明，甘屹，等.基于網絡的數控機床故障預警與診斷平臺設計與實現[J].機床與液壓，2016.44 （11）：181-188.

[3] 李郝林，應杏娟，數控機床主軸系統熱誤差溫度測量點的最優化設計方法[J].中國機械工程，2010 （7）：804 808.