淺析數控機床應用領域的瓶頸與對策

　　摘要：文章通過數控機床從母機產品到設備使用鏈接環節產生的“瓶頸”，論述了應用過程中解決“瓶頸”的對策。目的是通過一系列“瓶頸”實例，使應用企業更多的了解和掌握如何有效避免數控機床在鏈接環節和應用過程中的一些問題，減少不必要的損失和浪費。

　　關鍵詞：數控機床 應用 瓶頸 對策

　　Analysis of bottlenecks in the field of CNC machine tool applications and Countermeasures

　　YAN En-gang

　　(Tianshui Spark Machine Tool Co., Ltd., Tianshui, Gansu 741024 ,China)

　　Abstract：Articles by CNC machine tools products from equipment used to link points along the "bottleneck", discusses the application process to solve the "bottleneck" approach. Aims through a series of "bottleneck" examples, so that applications business more effectively understand and master how to avoid the areas of CNC machine tools in the link and some of the problems in the application process, reduce unnecessary losses and wastage.

　　Keyword：CNC machine tools Application Bottleneck Countermeasure

　　一、概述

　　隨著數控技術的快速發展，數控機床已滲透到各個工業領域。它集現代精密機械、計算機、傳感檢測、信息處理等多學科技術為一體,具有高效率、高精度、高自動化和高柔性的特點,成為當代機械制造業的主流裝備，是現代先進制造技術的基礎和核心，也是當今機床行業發展的必然趨勢。

　　眾所周知，數控機床的應用不僅大大提高了機械加工性能，精確加工傳統機床無法處理的復雜零件，有效提高加工質量和效率，而且也為改變傳統機械行業的生產模式帶來進步，同時也為人們的工作模式帶來變革。但是，多年實踐表明，由于受到數控技術普及性的限制，許多企業對數控機床的性能、應用等不同程度還缺乏了解和認識，從數控機床的選型到設備投入使用等環節仍然存在諸多問題，不僅造成了從母機產品到設備使用鏈接的“瓶頸”，也形成了數控設備應用和管理上的“瓶頸”，導致了數控機床的利用率不高，有的甚至長期處于癱瘓狀態，不能有效發揮作用。所以,解決“瓶頸”，也是當今數控技術領域不可忽視的重要課題。

　　二、瓶頸與對策

　　1、為主機制造企業提供完整、規范的技術條件是解決“瓶頸”的有效途徑。

　　企業在依據加工要求選擇數控機床時，大多需要市場調研，對比分析和論證確定等幾個階段，最終為主機制造廠提供符合滿足自身

　　工藝需求的技術條件，技術條件確立了數控機床的系統配置、基本性能、技術參數、設備規格等，它是母機設計輸入的依據，其完整和準確性都為今后數控機床的應用奠定了基礎。然而，現實中由于技術條件的不規范所產生的“瓶頸”屢見不鮮，也為后續數控設備的使用帶來了許多不利影響，諸如數控系統選擇的功能配置無法滿足企業特殊加工工藝需求、機床承載不夠，無法承擔相應工件加工、設備規格不能達到工件加工要求、因數控系統選擇不當，未能按需要提供工業以太網接口，由于傳輸速率的影響，不得不重新更換數控系統、全閉環控制配置了半閉環，加工精度無法保證、主軸變頻調速與負載特性不匹配，影響正常使用等等。這些實例體現出了對數控機床的性能、系統功能配置的認識和理解的不足，由此形成了鏈接中的“瓶頸”，不僅為企業帶來投資成本的增加，同時也影響了設備使用周期，不同程度為企業帶來了損失。

　　2、隨機技術文件的完整性-解決鏈接中的資料“瓶頸”。

　　數控機床經安裝調試后，最終驗收并移交使用，其隨機技術文件的完整性也是后續設備應用的關鍵，對于數控機床應用的企業來說也

　　是不可忽視的重要環節。

　　由于圖紙、說明書等技術資料提供不完整，設備產生故障無法修復、數控系統口令設置隨機資料未能涉及，需要修改機床參數時，無法進入設定狀態、驗收期間未能提供完整的系統最終數據備份文件，機床數據丟失時無法恢復正常使用，不少企業的數控機床在質保期后，因為遇到該問題導致機床停機時間數月，多者一年甚至更長，嚴重影響了正常生產的進行，為企業帶來不可估量的損失。

　　數控機床在最終驗收并移交使用前，對隨機技術文件的完整性進行確認，是應用企業不可缺少的重要環節。

　　3、加大數控基礎知識的普及力度，充分開發數控功能的合理使用，做到管理科學化，解決應用和管理上的“瓶頸”。

　　從目前數控機床應用企業來看，管理不夠規范，應用能力還普遍存在問題，產生了應用上的“瓶頸”。具體表現在：對機床數控系統

　　了解不多，系統功能的開發利用還很不夠，形成加工件品種單一，效率不高的局面、對機床控制原理理解不深，尤其是整機系統原理，一旦機床出現問題無從下手處理，形成設備停機率高、編程能力受到限制，造成數控機床利用率低、設備管理環節不夠科學和規范，缺少數控知識的基礎常識，也因此造成了管理上的“瓶頸”。在實際使用的現場觀察到：數控機床的使用環境在含有灰塵、靜電、潮濕、鐵削、廢液等的環境中，不僅改變了機床工作的特定環境，也是引發機床故障的原因之一、電箱及控制箱內通風散熱性能被任意改變，顯示出箱內配置的散熱器容量不夠，從而引發故障、定期的設備保養使用風管子清理鐵削，異物進入位置檢測光柵尺內部，導致鋼帶表面產生劃橫，柵距受到破壞而無法恢復，只能采取更換的處理措施、加工過程中的冷卻液沒有采取防范措施，液體濺入主伺服電機內部，電機冒煙并異常損壞，不得不停機修復或更換……。綜上實例所述，究其原因，主要是對數控技術的基礎知識的了解還很缺乏，數控技術應用也還不夠普及，特別是設備管理部門，在用好數控設備的同時，提高對數控系統基礎知識的理解和掌握，形成科學、規范化的管理，只有這樣才能管好設備并滿足實際應用的需要，在設備利用率上發揮更大作用。因此加大數控基礎知識的普及力度，提高全員意識，努力造就一批集數控技術、管理于一體的人才隊伍，也是解決數控機床應用和管理上“瓶頸”的重要對策。

　　4、改善電源質量，提高電網品質，解決因電網對數控機床可靠性帶來的“瓶頸”。

　　就數控機床應用而言，企業供電系統的好壞對數控系統的可靠性都會帶來影響，如電網中的諧波通過供電電源對數控系統產生干擾，

　　同時對周圍機電設備產生電磁輻射;有些信號經過傳遞形成二次輻射，這種干擾疊加在信號上，會引起數控系統信號測控失真和誤動作，位置控制產生漂移，對測量單元的干擾直接影響測量與控制精度。直接驅動的電動機產生的電磁噪聲，由供電網絡傳導給系統其他設備;通過與其相連的導線向外部發射，或阻抗耦合接地回路將干擾帶入其它電路，干擾途徑可以很遠，嚴重時產生的干擾信號沿著供電變壓器進入民用網絡，使接自配電母線的電氣設備成為遠程受害者。電源波動大超出正常范圍，也會影響系統控制的不穩定、設備無法正常工作，甚至導致系統控制單元失靈或損壞;見圖一噪聲發射和干擾、圖二干擾信號的傳遞。因此改善電源質量，提高電網品質，也是有效解決數控機床可靠性“瓶頸”的重要因素。

　　為了保證傳動控制系統在工業電磁環境中免受或減少干擾，必須采取抑制干擾措施;切斷或衰減干擾傳播途徑及耦合通道、降低系統對干擾信號的敏感性，才能保證系統的電磁兼容性和運行的可靠性。目前采取的措施有以下幾種：(1)、隔離/濾波隔離是把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使它們不發生電的聯系，濾波的作用是抑制傳導干擾，通常采用隔離變壓器或濾波器。(2)、適配電抗器可以減少諧波對電網的污染。(3)、穩壓電源可以提高電網品質，減小電源波動。具體采取的措施需要結合企業電網工況和數控機床系統配置確定，條件具備時依據企業具體情況，可與母機制造企業協商在原設計基本配置的基礎上，考慮上述配置，這是最為理想的辦法。

　　三、結束語

　　在數控技術迅猛發展的今天，數控機床應用領域的“瓶頸”也許是人們不太關注或常常被忽視的一個選題，但是數控機床從研發到應用也是一項系統而又復雜的工程，只有不斷提高數控機床的綜合應用能力，充分重視并有效解決應用領域的“瓶頸”，才能使我國的數控機床沿著健康的軌道發展。

　　作者簡介：閆恩剛(1960-)，男，天水星火機床有限責任公司，天水市麥積區社棠東路41號，郵編：741024，工程師

　　主要研究方向：數控機床產品設計及技術支持、咨詢;發表論文6篇