浅析数控机床应用领域的瓶颈及其对策

摘要：文章通过数控机床从母机产品到设备使用链接环节产生的“瓶颈”，论述了应用过程中解决“瓶颈”的对策。目的是通过一系列“瓶颈”实例，使应用企业更多的了解和掌握如何有效避免数控机床在链接环节和应用过程中的一些问题，减少不必要的损失和浪费。

关键词：数控机床 应用 瓶颈 对策

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

随着数控技术的快速发展，数控机床已渗透到各个工业领域。它集现代精密机械、计算机、传感检测、信息处理等多学科技术为一体,具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点,成为当代机械制造业的主流装备，是现代先进制造技术的基础和核心，也是当今机床行业发展的必然趋势。

众所周知，数控机床的应用不仅大大提高了机械加工性能，精确加工传统机床无法处理的复杂零件，有效提高加工质量和效率，而且也为改变传统机械行业的生产模式带来进步，同时也为人们的工作模式带来变革。但是，多年实践表明，由于受到数控技术普及性的限制，许多企业对数控机床的性能、应用等不同程度还缺乏了解和认识，从数控机床的选型到设备投入使用等环节仍然存在诸多问题，不仅造成了从母机产品到设备使用链接的“瓶颈”，也形成了数控设备应用和管理上的“瓶颈”，导致了数控机床的利用率不高，有的甚至长期处于瘫痪状态，不能有效发挥作用。所以,解决“瓶颈”，也是当今数控技术领域不可忽视的重要课题。

二、瓶颈与对策

1、为主机制造企业提供完整、规范的技术条件是解决“瓶颈”的有效途径。

企业在依据加工要求选择数控机床时，大多需要市场调研，对比分析和论证确定等几个阶段，最终为主机制造厂提供符合满足自身

工艺需求的技术条件，技术条件确立了数控机床的系统配置、基本性能、技术参数、设备规格等，它是母机设计输入的依据，其完整和准确性都为今后数控机床的应用奠定了基础。然而，现实中由于技术条件的不规范所产生的“瓶颈”屡见不鲜，也为后续数控设备的使用带来了许多不利影响，诸如数控系统选择的功能配置无法满足企业特殊加工工艺需求、机床承载不够，无法承担相应工件加工、设备规格不能达到工件加工要求、因数控系统选择不当，未能按需要提供工业以太网接口，由于传输速率的影响，不得不重新更换数控系统、全闭环控制配置了半闭环，加工精度无法保证、主轴变频调速与负载特性不匹配，影响正常使用等等。这些实例体现出了对数控机床的性能、系统功能配置的认识和理解的不足，由此形成了链接中的“瓶颈”，不仅为企业带来投资成本的增加，同时也影响了设备使用周期，不同程度为企业带来了损失。

2、随机技术文件的完整性-解决链接中的资料“瓶颈”。

数控机床经安装调试后，最终验收并移交使用，其随机技术文件的完整性也是后续设备应用的关键，对于数控机床应用的企业来说也

是不可忽视的重要环节。

由于图纸、说明书等技术资料提供不完整，设备产生故障无法修复、数控系统口令设置随机资料未能涉及，需要修改机床参数时，无法进入设定状态、验收期间未能提供完整的系统最终数据备份文件，机床数据丢失时无法恢复正常使用，不少企业的数控机床在质保期后，因为遇到该问题导致机床停机时间数月，多者一年甚至更长，严重影响了正常生产的进行，为企业带来不可估量的损失。

数控机床在最终验收并移交使用前，对随机技术文件的完整性进行确认，是应用企业不可缺少的重要环节。

3、加大数控基础知识的普及力度，充分开发数控功能的合理使用，做到管理科学化，解决应用和管理上的“瓶颈”。

从目前数控机床应用企业来看，管理不够规范，应用能力还普遍存在问题，产生了应用上的“瓶颈”。具体表现在：对机床数控系统

了解不多，系统功能的开发利用还很不够，形成加工件品种单一，效率不高的局面、对机床控制原理理解不深，尤其是整机系统原理，一旦机床出现问题无从下手处理，形成设备停机率高、编程能力受到限制，造成数控机床利用率低、设备管理环节不够科学和规范，缺少数控知识的基础常识，也因此造成了管理上的 “瓶颈”。在实际使用的现场观察到：数控机床的使用环境在含有灰尘、静电、潮湿、铁削、废液等的环境中，不仅改变了机床工作的特定环境，也是引发机床故障的原因之一、电箱及控制箱内通风散热性能被任意改变，显示出箱内配置的散热器容量不够，从而引发故障、定期的设备保养使用风管子清理铁削，异物进入位置检测光栅尺内部，导致钢带表面产生划横，栅距受到破坏而无法恢复，只能采取更换的处理措施、加工过程中的冷却液没有采取防范措施，液体溅入主伺服电机内部，电机冒烟并异常损坏，不得不停机修复或更换……。综上实例所述，究其原因，主要是对数控技术的基础知识的了解还很缺乏，数控技术应用也还不够普及，特别是设备管理部门，在用好数控设备的同时，提高对数控系统基础知识的理解和掌握，形成科学、规范化的管理，只有这样才能管好设备并满足实际应用的需要，在设备利用率上发挥更大作用。因此加大数控基础知识的普及力度，提高全员意识，努力造就一批集数控技术、管理于一体的人才队伍，也是解决数控机床应用和管理上 “瓶颈”的重要对策。

4、改善电源质量，提高电网品质，解决因电网对数控机床可靠性带来的“瓶颈”。

就数控机床应用而言，企业供电系统的好坏对数控系统的可靠性都会带来影响，如电网中的谐波通过供电电源对数控系统产生干扰，

同时对周围机电设备产生电磁辐射；有些信号经过传递形成二次辐射，这种干扰叠加在信号上，会引起数控系统信号测控失真和误动作，位置控制产生漂移，对测量单元的干扰直接影响测量与控制精度。直接驱动的电动机产生的电磁噪声，由供电网络传导给系统其他设备；通过与其相连的导线向外部发射，或阻抗耦合接地回路将干扰带入其它电路，干扰途径可以很远，严重时产生的干扰信号沿着供电变压器进入民用网络，使接自配电母线的电气设备成为远程受害者。电源波动大超出正常范围，也会影响系统控制的不稳定、设备无法正常工作，甚至导致系统控制单元失灵或损坏；见图一噪声发射和干扰、图二干扰信号的传递。因此改善电源质量，提高电网品质，也是有效解决数控机床可靠性“瓶颈”的重要因素。

为了保证传动控制系统在工业电磁环境中免受或减少干扰，必须采取抑制干扰措施；切断或衰减干扰传播途径及耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性，才能保证系统的电磁兼容性和运行的可靠性。目前采取的措施有以下几种：（1）、隔离/滤波隔离是把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系，滤波的作用是抑制传导干扰，通常采用隔离变压器或滤波器。（2）、适配电抗器可以减少谐波对电网的污染。（3）、稳压电源可以提高电网品质，减小电源波动。具体采取的措施需要结合企业电网工况和数控机床系统配置确定，条件具备时依据企业具体情况，可与母机制造企业协商在原设计基本配置的基础上，考虑上述配置，这是最为理想的办法。

三、结束语

在数控技术迅猛发展的今天，数控机床应用领域的“瓶颈”也许是人们不太关注或常常被忽视的一个选题，但是数控机床从研发到应用也是一项系统而又复杂的工程，只有不断提高数控机床的综合应用能力，充分重视并有效解决应用领域的“瓶颈”，才能使我国的数控机床沿着健康的轨道发展。