分析数控机床电气系统可靠性

魏广元 耿华

摘 要：随着我国社会经济的飞速发展，制造业越来越受到各个领域的关注，其直接影响着国民经济的增长情况，逐步发展成支柱型产业，数控机床作为制造业重要的生产设备，其运行情况关系着生产制造的质量与水平，因此，必须加大对数控机床的重视力度，引进先进机床生产技术，促使数控机床朝着智能化、自动化的方向发展，但当前数控机床电气系统的可靠性较低，降低了整体生产效率。基于此，本研究结合数控机床电气系统缺乏可靠性的原因，重点探析其解决方式。

关键词：数控机床；电气系统；生产效率；可靠性

数控机床被广泛运用在我国生产制造行业，极大程度上提升了制造业的生产效率与水平。与传统机床相比，数控机床具备高精密度、高速等优点[1]，能够有效防止生产材料浪费等问题，有利于节省企业生产成本，从而为企业获取更大经济效益。但我国很多制造企业中的数控机床都直接从国外进口，国产的数控机床质量较低，与国外机床相比仍有一定的差距。基于此，必须加大对数控机床技术的研究力度，更好的提升数控机床的工作质量。

1 数控机床的概念

数控机床是当前应用得较为广泛的数字化机床，其分为多个模块，包括防护装置系统、电气系统模块、传动系统模块、液压系统、主轴组建系统等，其中最为核心的模块是电气系统，此系统需要协调数控机床其他部件进行作业，整个内部结构复杂，通过接收系统控制面板的指令[2]，并传输到机床其他部门，从而控制机床的运行。电气系统分为检测开关、伺服电机、伺服放大器、数控单元、编码器、继电器、变频器等多个子系统。

电子系统作为数控机床的控制核心部分，其性能的高低直接关系着数控机床的运行情况，如是否能够按时完成生产任务等，因此，必须加大对数控机床电子系统的重视程度，将其作为企业选购机床的关键衡量标准。随着我国对外开放步伐的加快，国外数控机床开始进军我国，凭借其精湛的技术工艺、经济实力迅速占据我国制造业市场，针对这一问题，我国制造行业应根据自身的发展情况，深入研究数控机床技术，提升数控机床电子系统的可靠性。

2 数控机床中电气系统缺乏可靠性的基本原因

数控机床作为制造业中重要的生产设备，其在运行过程中易出现故障，多以电气控制模块为主，鲜少有机械部分出现故障。造成电力系统缺乏可靠性的原因主要有：（1）元器件质量的问题[3]：根据相关数据统计，超过70.0%的数控机床故障都是电气系统引起的，究其根本原因，是元器件质量较差，国产数控机床设备中元器质量差会直接降低电气系统的控制效能，最终会降低数控机床的生产质量、运行效率，其元器件质量差体现在：交流插座、机械触点的继电器、键盘、开关、按键、电容、屏蔽电缆等，其均容易出现故障；（2）存在明显的电源干扰问题：受到外部电源的干扰，数控机床电气系统常出现失控或者失灵的问题，通常而言，强电设备会在一定程度上影响到电源系统，其会出现脉冲噪音，经过机床的对应途径，其会对电气系统部件造成不良影响，降低了电气系统的稳定性。因此，在设计机床时，必须将抑制电源系统噪音作为基础性工作，但就实际情况而言，我国电源干扰方面的技术仍未创新，并不可能全部解决此类问题，还须增加研究力度。

3 保障数控机床中电气系统可靠性的创新策略

为提升数控机床中电气系统的可靠性，应加大对电气系统不同模块的研究力度，合理创新机床电气系统技术，科学解决电源设计问题，通过引进先进制造技术等方式，更好的保障数控机床正常运行。

3.1 科学解决电源设计问题

经过大量企业的实践经验证明，为提升数控机床电气系统的可靠性，必须结合数控机床的运行情况，科学解决电源设计问题，并将此作为数控机床技术的突破点，提高电源的整体适应能力。首先，选择恰当的降额设计技术、电源滤波器、功率器件等，对机床电气系统中电压、电流降额，同时，还应对振动、温度等生产环境降额；其次，在设计数控机床电气系统时，应根据其运行需求而预留额度，设计环进结构时，引入合适的散热、抗振技术，提升整个数控机床运行的可靠性。

3.2 优化电气系统的可靠性

数控机床的电气系统可靠性与设计阶段有着较大关系，优化电气系统的可靠性，须通过控制数控机床的制造过程、生产过程、管理过程来实现[4]。通常而言，如果引进提升可靠性方面的设计技术，都能够被划分在可靠性设计里面。但当前国产数控机床的电气系统产品质量水平较低，在制造数控机床的过程中无法得到可靠的、科学的数据信息，很难切实评价机床的可靠性。针对这一问题，应采取以下措施：首先建立健全数控机床可靠性设计方面的准则，完善可靠性设计的评审与检查表，合理改进存在的故障问题，分析产品故障类型与危害程度，将其作为基础，选择适用的元器件，对其进行优化设计，提升产品整体的运行可靠性。

3.3 引进先进制造技术

为提升数控机床电气系统的可靠性，应选择先进的装配工艺、制造技术，通过建立健全电气系统可靠性保证体系，科学加大机床软件方面的研发力度，有目的、有计划的对其运行过程进行管理与控制。同时，在运行过程中，应注重可靠性方面的论证，通过完善的考核方式，更好的提高数控机床电气系统整体可靠性。

4 結语

综上所述，数控机床被广泛应用在我国制造业中，其电气系统的可靠性直接影响着设备运行的安全性、稳定性，因此，在实际工作中，应加大对数控机床电气系统的重视程度，从电气系统的设计、管理等方面切入，不断引进先进的制造技术，提升数控机床电气系统的可靠性，充分发挥数控机床的作用，为企业赢取更大经济效益。

参考文献：

[1]贾然.分析数控机床的电气控制系统设计——评《电机与电气控制技术及分析方法研究》[J].当代教育科学，2015，19（20）：封3.

[2]孙宇新，钱忠波.数控机床高速无轴承异步电动机悬浮子系统 RBFNN 逆独立解耦控制[J].振动与冲击，2016，35（21）：196202.

[3]王浩林，徐志明，甘屹，等.基于网络的数控机床故障预警与诊断平台设计与实现[J].机床与液压，2016，44（11）：181188.

[4]薛瑞娟.《数控机床用伺服驱动及电动机性能试验规范》等22项标准通过标委会审查[J].制造技术与机床，2016，13（4）：151.