數(shù)控機床電氣改造中應(yīng)注意的問題

杜微

摘要：數(shù)控機床是最近幾年我們國家才逐漸接觸到的一種全自動加工系統(tǒng)，操作人員根據(jù)需要加工的對象，編寫加工程序，然后將這些程序輸入到機床的控制中心進(jìn)行加工。但是從當(dāng)前我國的數(shù)控機床工作情況來看，數(shù)控機床在加工制造領(lǐng)域還不能夠?qū)崿F(xiàn)完全的自動化，而且在加工某些復(fù)雜零件的時候，數(shù)控機床還會出現(xiàn)各種各樣的故障。本文將簡單介紹數(shù)控機床的組件構(gòu)成，從電氣自動化的概念出發(fā)，分析數(shù)控機床電氣改造中應(yīng)該注意的問題，并尋求解決方案對這些問題提出合理的措施，為數(shù)控機床的發(fā)展指明方向。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床電氣改造

隨著社會生產(chǎn)力的不斷提升，電氣自動化系統(tǒng)無論是在機械加工制造行業(yè)還是在建筑工程行業(yè)都得到了重視，同時電氣自動化技術(shù)在這些行業(yè)中承擔(dān)的作用也是非常重要的，全部是作為控制系統(tǒng)來對機械制造中的機床和建筑施工工地的安全措施進(jìn)行保障。電氣系統(tǒng)對數(shù)控機床來說也是相當(dāng)重要的，因為電氣系統(tǒng)可以自動控制數(shù)控機床主軸正反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速的大小，還控制著數(shù)控機床刀具的位置，以及換刀具的具體時間。這些都是加工零件中非常重要的一環(huán)，一旦那個部分出現(xiàn)異常，最終都會導(dǎo)致零件加工的失敗，所以對數(shù)控機床的電氣改造是提高數(shù)控機床工作準(zhǔn)確性的必由之路。

1數(shù)控機床電氣改造概述

1.1電氣改造的必要性

數(shù)控機床主要有以下幾大部分構(gòu)成：（1）動力系統(tǒng)，數(shù)控機床和其他普通機床一樣，都是依靠電機的轉(zhuǎn)動為整個機床提供動力支持，只有少部分構(gòu)件是依靠液壓泵為其提供動力支持，所以說電氣改造的一部分也包括動力系統(tǒng)。（2）傳動系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)是依靠齒輪齒條，連桿等機構(gòu)，實現(xiàn)對主軸的變速，達(dá)到各個零件的加工要求。（3）指令系統(tǒng)，指令系統(tǒng)是操作人員將編寫好的指令，傳輸?shù)綌?shù)控機床的控制中心，然后控制中心將這些命令進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，然后將命令傳輸?shù)讲煌牡胤剑瑢崿F(xiàn)對各個部分的精確控制。（4）換刀系統(tǒng)，換刀系統(tǒng)也是數(shù)控機床比較關(guān)鍵的一個部分，當(dāng)一個工件需要多種加工方式進(jìn)行加工的時候，換刀系統(tǒng)就會將刀具進(jìn)行轉(zhuǎn)換，比如可以將車刀換成銑刀，然后繼續(xù)實現(xiàn)其他表面的加工工作。

1.2數(shù)控機床電氣改造的主要內(nèi)容

當(dāng)前，數(shù)控機床需要改進(jìn)的地方有：（1）數(shù)控機床的高耗電量問題，（2）數(shù)控機床壽命較短問題，（3）數(shù)控機床加工工件的精度太低，（4）數(shù)控機床刀具易磨損問題，（5）數(shù)控機床加工效率過于低下。這五個問題是數(shù)控機床當(dāng)前需要解決的五大問題，如果機床創(chuàng)新人員能夠在任何一項上對數(shù)控機床進(jìn)行改進(jìn)，那么數(shù)控機床的加工能力就會上升一個臺階。

2電氣改造中應(yīng)注意的問題

2.1改造前應(yīng)注意的問題

2.1.1可行性分析與方案的確定

影響工件最終的加工精度和加工效率，除了數(shù)控機床自身的原因以外，還應(yīng)從合理的加工路線設(shè)置、刀具的選擇和正確安裝、切削量的合理選擇、編程的技巧以及尺寸精度快速控制等幾個方面進(jìn)行綜合考慮。

2.1.2工裝夾具及測量技術(shù)

工裝夾具及測量技術(shù)對零件加工質(zhì)量起到與機床精度一樣重要的作用，是體現(xiàn)工藝人員水平的標(biāo)志之一。整個工藝系統(tǒng)：機床精度是機床生產(chǎn)廠保證的，刀具及切削參數(shù)是刀具商提供的，一般問題都不大，只有工裝夾具是工藝人員針對具體零件專門設(shè)計的，大凡上數(shù)控機床的零件都是有一定難度的，因而往往會出現(xiàn)難于預(yù)料的問題，一些大型零件的加工，不但加工內(nèi)容多，還有空間三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。加工軌跡的計算非常復(fù)雜和難以確定，如果考慮問題不細(xì)致、全面，計算不精確，調(diào)試時程序修改越改越亂，出錯的概率就大。“三思而后行”用在這里是最恰當(dāng)不過的了。

2.2數(shù)控機床主軸傳動系統(tǒng)電氣更改

數(shù)控機床從電機發(fā)到主軸需要經(jīng)歷多個機械傳動部件的傳遞，這些零部件會在一定程度上損耗數(shù)控機床的能量，造成嚴(yán)重的能量損失。所以筆者設(shè)想，能否將數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)進(jìn)行改造，將整個傳動系統(tǒng)裝載進(jìn)入智能控制系統(tǒng)中，利用智能控制原理，當(dāng)數(shù)控機床在加工機械零件的時候，能夠根據(jù)零件的材料，復(fù)雜程度以及強度和剛度的需求，選擇合適的傳動比進(jìn)行加工，使加工過程的速度更加合理。從而得到質(zhì)量更高的機械零件，這樣的話，就能夠在很大程度上減少能量損失，為數(shù)控機床主軸發(fā)展提供智能電氣技術(shù)支持。

2.3改造數(shù)控機床的上下料問題

隨著科技的不斷發(fā)展，人們發(fā)明創(chuàng)造出可以代替人力生產(chǎn)的上下料機器人，其中數(shù)控機床上下料機械手在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，這徹底打破了傳統(tǒng)企業(yè)用人力操控機床進(jìn)行機械生產(chǎn)的方式。數(shù)控機床上下料機械手的結(jié)構(gòu)簡單、制作成本較低、操作方便，可以代替工人操作一臺或者多臺數(shù)控機床，不僅屬于數(shù)控機床電氣改造中的問題，也是一種值得選擇的機械設(shè)備。那么數(shù)控機床上下料機械手都具有哪些使用優(yōu)勢呢？我們來總結(jié)一下。

2.3.1具有較高的安全性和可靠性。數(shù)控機床上下料機械手是一種自動化的機械設(shè)備，具有自動運算、決策、監(jiān)視、警告及防護的功能，為工件的加工提供了很好的可靠性和安全性。工作過程中如果出現(xiàn)故障，它也可以自動進(jìn)行防護，并且發(fā)出警告，及時告知技術(shù)維修人員前來處理，降低了事故發(fā)生的概率，提高了作業(yè)的安全性。

2.3.2降低使用成本。與傳統(tǒng)的手工相比，該機械設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動化運行，提高了產(chǎn)品的精度、減少了能源的損耗，提高了生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品本身有了保障。這在一定程度上也可以有效地控制成本，減少成本的投入。

2.3.3使用范圍廣泛。數(shù)控機床上下料機械手讓生產(chǎn)線開啟自動化模式，擁有自動控制、調(diào)節(jié)的功能，因而在不同的行業(yè)領(lǐng)域中，它也可以得到有效地使用。由此可見，上下料機器人中數(shù)控機床上下料機械手本身具有很多使用優(yōu)勢，它的出現(xiàn)，推動了機械加工業(yè)的發(fā)展，為我國制造業(yè)的騰飛提供了強有力的裝備。

2.4零件調(diào)試

零件調(diào)試過程是多人合作的過程，其中包括操作工、檢驗員、夾具設(shè)計、夾具裝配人員等。出現(xiàn)問題時，要多征詢他們的意見，多做試驗，切忌武斷下定論。

數(shù)控機床的工作是靠指令來控制的，調(diào)試時，在“啟動”按鈕按下去之前，改造人員必須十分是清楚機床運行的軌跡。要嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致，千萬不能讓機床先動了再說。一旦程序有誤或補償參數(shù)不正確，或選錯了坐標(biāo)系。輕則報廢零件，重則出安全事故。

3結(jié)語

數(shù)控機床的電氣改造是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，針對不同企業(yè)不同的生產(chǎn)、技術(shù)、成本條件，某一設(shè)備的最佳改造方案通常具有唯一性。這就更需要技術(shù)工作者在了解原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際環(huán)境對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并在實際改造中確保每一個工藝環(huán)節(jié)都能正確、流暢地進(jìn)行，充分發(fā)揮設(shè)備的價值，最終令企業(yè)取得良好的經(jīng)濟效果。

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作者簡介：杜 微（1983-），男，民族：漢，籍貫（精確到市）：河北省保定市，當(dāng)前職務(wù)：項目經(jīng)理，當(dāng)前職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：設(shè)備電氣維修技術(shù)。