數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性研究

李方正 趙祥貴 崔曉晨 劉世兵 姜永暉

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，我國工業(yè)行業(yè)的不斷進(jìn)步，促使數(shù)控機(jī)床得到了更為廣泛的應(yīng)用。而當(dāng)前時(shí)期，數(shù)控機(jī)床的使用情況被更多的人們所關(guān)注，不過由于我國在相關(guān)方面的發(fā)展較晚，導(dǎo)致在一些方面的技術(shù)與理論存在一定的不足，與部分發(fā)達(dá)國家相比，還存在一定的差距，這還需要相關(guān)的技術(shù)研究人員在日后的工作中，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)內(nèi)容與技術(shù)的研究。下面就對(duì)我國數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析研究，以此來降低數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中故障問題出現(xiàn)的概率。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;電氣驅(qū)動(dòng);系統(tǒng)可靠性

一、數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性分析方法

（一）故障樹分析法

故障樹分析法最早是由美國科學(xué)家H.A.Watson接受美國空軍的委托，為某一洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估所提出的，不過在后期的發(fā)展過程中，故障樹分析法則是被應(yīng)用于評(píng)估部分結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的系統(tǒng)自身的安全性或可靠性方面。而在當(dāng)今的機(jī)械制造工作中，電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量在很大程度上影響著數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行質(zhì)量與效率，同時(shí)決定著數(shù)控機(jī)床可靠性的高低。因此，在工業(yè)制造領(lǐng)域中，故障樹分析法得到了廣泛的運(yùn)用，以此來對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障或問題等進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而促使相關(guān)的工作人員根據(jù)故障尋找原因并解決，以此來確保數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程的可靠性[1]。

（二）3F分析法

由于時(shí)代在不斷地進(jìn)步發(fā)展，人們對(duì)于數(shù)控機(jī)床運(yùn)行安全性與可靠性的重視日益增加，由此，技術(shù)研究人員逐漸的加強(qiáng)了對(duì)有關(guān)技術(shù)方法的研究力度，并將其運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床運(yùn)行故障的監(jiān)測(cè)分析過程中。其中，較為突出的一項(xiàng)就是3F分析法。該項(xiàng)方法能夠在很大程度上降低或避免底氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中故障出現(xiàn)的概率，進(jìn)而確保數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠安全可靠的進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)組成

通常情況下，數(shù)控機(jī)床的電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由主電機(jī)、床身及尾座等幾部分組成，主要是對(duì)部分盤類或軸類等可回轉(zhuǎn)的機(jī)械零件進(jìn)行加工，并對(duì)零件進(jìn)行切槽、圓弧面或錐面的加工，進(jìn)而強(qiáng)化提高機(jī)械零件自身的質(zhì)量與精度。而由于數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有較高的加工精度以及便捷的操作模式，導(dǎo)致在機(jī)械制造領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

三、影響數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性的因素

（一）元件質(zhì)量

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床大多是由于機(jī)械元件的質(zhì)量而產(chǎn)生某種故障問題，下面主要對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械元件進(jìn)行仔細(xì)的分析研究：

1.通常情況下，數(shù)控機(jī)床的電容器元件會(huì)由于部分失效問題而導(dǎo)致噪聲現(xiàn)象的出現(xiàn)，其中最為明顯的就是當(dāng)電容器的形狀處于管狀的狀態(tài)時(shí)，由于內(nèi)部電路出現(xiàn)接觸不良等反應(yīng)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度較大的噪聲，由此將會(huì)在很大程度上導(dǎo)致電解液并流、以及線路漏油等現(xiàn)象的出現(xiàn)，極大地加劇了線路引線與電極之間接觸時(shí)的電阻。此外，電容器的失效也會(huì)導(dǎo)致電容器的絕緣層出現(xiàn)破壞或老化現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致電容器內(nèi)浪涌沖擊與放電等現(xiàn)象的出現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性與可靠性造成一定的影響[2]。

2.數(shù)控機(jī)床的電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于一些特定的需要，由此會(huì)運(yùn)用部分接觸式的機(jī)械元件，不過由于部分因素的影響，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床機(jī)械元件的質(zhì)量存在一定問題，并由此導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。同時(shí)，由于在數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所使用的接觸式機(jī)械元件存在一定的問題，例如，簧片的彈性較差等，極易導(dǎo)致元件疲勞性的增加，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)接觸過程電阻的增大，大大提高了機(jī)械元件失效問題出現(xiàn)的概率，進(jìn)而影響數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性。

（二）工藝水平

1.電源問題

通常情況下，在數(shù)控機(jī)床的電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)控制裝置中大多會(huì)由于電源問題導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行過程出現(xiàn)某種故障，主要是由于數(shù)控機(jī)床的電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電源極易受到外界不良因素的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)電源出現(xiàn)噪聲等現(xiàn)象，進(jìn)而影響數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。此外，由于數(shù)控機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所使用的電路存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程存在一定的波動(dòng)性，進(jìn)而影響電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。同時(shí)，由于不同的機(jī)械制造企業(yè)中用電情況與電網(wǎng)電壓等存在較大的差異，進(jìn)一步加劇了數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的故障。

2.機(jī)械噪聲

眾所周知，數(shù)控機(jī)床大多用于加工制造機(jī)械零件，不過在加工過程中，由于數(shù)控機(jī)床的自身結(jié)構(gòu)以及部分傳動(dòng)裝置在設(shè)計(jì)與安裝過程中存在某種缺陷與不足，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行過程中部分機(jī)械部件極易出現(xiàn)共振等現(xiàn)象，進(jìn)而影響數(shù)控機(jī)床以及電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。此外，由于機(jī)床零件共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，在一定程度上加劇了機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接觸故障現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)機(jī)床內(nèi)的電流也會(huì)由此而產(chǎn)生一定的電壓波動(dòng)，進(jìn)而對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性造成極大的影響。

3.虛接虛焊

當(dāng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行安裝工作時(shí)，相關(guān)的操作人員需要將線路導(dǎo)線的端子進(jìn)行壓緊，防止線路出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象，同時(shí)避免機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，接觸或腐蝕等問題現(xiàn)象的出現(xiàn)，以此來避免系統(tǒng)接觸位置的發(fā)熱情況，并降低接觸位置的電阻。此外，在數(shù)控機(jī)床的安裝過程中，還會(huì)在很大程度上出現(xiàn)虛焊的現(xiàn)象，由此導(dǎo)致機(jī)械元件出現(xiàn)銹蝕問題，并導(dǎo)致運(yùn)行過程中部分噪音的出現(xiàn)，極大地增加了系統(tǒng)的干擾性，進(jìn)而極大地影響了數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性[3]。

總結(jié)

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展，我國工業(yè)行業(yè)的不斷進(jìn)步，促使數(shù)控機(jī)床得到了更為廣泛的應(yīng)用，而電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在很大程度上影響著數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的質(zhì)量。同時(shí)，機(jī)床運(yùn)行過程中還會(huì)存在較多的不穩(wěn)定性，極大的影響著數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率。因此，相關(guān)的工作人員需要在日常的工作過程中加強(qiáng)對(duì)相關(guān)內(nèi)容的研究力度，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行故障的分析，以此來加強(qiáng)機(jī)床運(yùn)行過程的可靠性與系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)而推動(dòng)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率的提高以及運(yùn)用范圍的拓展。

參考文獻(xiàn)

[1]高雪松.數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（12）：52.

[2]王麗君.數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2018，47（01）：66-69.

[3]朱東旭，李笑宇.數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的故障診斷與維修策略研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（20）：157.