淺談數(shù)控機床電氣改造中應注意的問題

　　摘要：作為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化、集成化的重要基礎，現(xiàn)代數(shù)控技術已經(jīng)滲透到了制造業(yè)的各個領域，數(shù)控設備的數(shù)量和先進水平也成為了衡量企業(yè)生產(chǎn)能力，行業(yè)現(xiàn)代化程度，甚至是國家綜合國力的重要標準?？紤]到數(shù)控設備的成本問題，經(jīng)常性的淘汰和更新都是不現(xiàn)實的，因此就必須通過對機床關鍵部分的電氣改造求得企業(yè)最大經(jīng)濟利益與社會效益的實現(xiàn)。本文從電氣改造的主要內(nèi)容出發(fā)，闡述了改造過程的主要步驟以及各環(huán)節(jié)中應予以注意的具體問題。
　　關鍵詞：數(shù)控機床　電氣改造
　　　中圖分類號：TG6 59　文獻標識碼：A　文章編號：1672--3791(2012)01(b)-0137-01
　　1　數(shù)控機床電氣改造概述
　　1.1　電氣改造的必要性
　　作為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化、集成化的重要基礎，現(xiàn)代數(shù)控技術已經(jīng)滲透到了制造業(yè)的各個領域，數(shù)控設備的數(shù)量和先進水平也成為了衡量企業(yè)生產(chǎn)能力、行業(yè)現(xiàn)代化程度、甚至是國家綜合國力水平的重要標準。隨著設備多年的使用和機床技術的不斷提高，目前我國很多數(shù)控機床設備都存在著電氣元件損壞或精度下降的問題，如電氣連接件的氧化腐蝕造成其接觸可靠性下降，電機整流子磨損，光電器件性能降低，以及漏電等造成的信號畸變和參數(shù)偏移等，都使數(shù)控設備難以維持正常的工作。而電子技術發(fā)展的速度也讓很多在技術、理論、工藝方面無法跟上時代的生產(chǎn)廠家遭到淘汰，使原有設備的配套服務失去了保障。與此同時，市場競爭對制造業(yè)提出了越來越嚴苛的要求，企業(yè)必須將產(chǎn)品精度高、形態(tài)功能復雜、加工時間短、能耗低作為其根本優(yōu)勢，以求得在激烈競爭中勝出的機會，而這一目標的實現(xiàn)必須得到先進、精確的數(shù)控機床及其技術的支持?？紤]到數(shù)控設備本身仍具有很高的資產(chǎn)價值，直接淘汰會造成巨大的成本浪費，因此機床關鍵部件和關鍵工藝的改造就成為了擺在企業(yè)技術工作者面前，亟待解決的問題。
　　1.2　數(shù)控機床電氣改造的主要內(nèi)容
　　目前數(shù)控機床的電氣改造主要包括以下內(nèi)容：對機床故障部分的診斷和修復，即功能復原；翻新其電氣系統(tǒng)以提高設備的生產(chǎn)效率和精度，并對無法滿足生產(chǎn)需要的電氣系統(tǒng)進行更新；此外，電氣改造還包括對數(shù)控技術進行科技革新，大幅提高數(shù)控系統(tǒng)的性能與檔次等。
　　2　電氣改造中應注意的問題
　　2.1　改造前應注意的問題
　　2.1.1　可行性分析與方案的確定
　　電氣改造前可行性分析的準確程度在很大程度上決定著改造的結(jié)果。因此相關人員應從待改進設備的實際情況出發(fā)，分析其與國內(nèi)外同類機型在性能、實用性、可靠性等方面的差異，并參考企業(yè)現(xiàn)有技術條件以及未來發(fā)展規(guī)劃等多角度進行考量。由于數(shù)控機床屬于機電一體化設備，設備的機械磨損、變形、泄漏等現(xiàn)象對電氣系統(tǒng)的改造具有很大的影響，因此可先通過徹底了解設備的機械情況判斷對機床的處理方式(保養(yǎng)、大修或更新等)，再根據(jù)企業(yè)的使用情況和經(jīng)濟條件選擇對原有電氣系統(tǒng)進行升級或引入新的電氣系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)主要包括步進電機拖動的開環(huán)系統(tǒng)、異步電動機或直流電機拖動，以及交／直流伺服電機拖動三種類型，技術人員在考慮新系統(tǒng)的品牌、精度、驅(qū)動電機功率、自動化程度等問題之外，還應取得設備目前的適應性與企業(yè)未來數(shù)年內(nèi)相關生產(chǎn)需要間的平衡，以求達到技術性與經(jīng)濟性的統(tǒng)一。
　　優(yōu)選改造方案時，一般以電氣改造與機械修理相結(jié)合為原則，將設備電氣系統(tǒng)的工作環(huán)境及使用條件(包括抗干擾性能、自冷卻性能、及防護性能等)作為依據(jù)，采取先易后難、先局部后整體的方針進行改造設計。改造方案應將具體項目落實到人，使技術人員在目標明確的前提下，了解具體的改造工作和改造周期，從而能夠合理安排工作。
　　2.1.2　相關技術準備
　　應首先完成機械部分的測算、繪圖、設計和零件制作，并對新電氣系統(tǒng)的資料進行消化，充分閱讀系統(tǒng)的原理說明、線路圖、PLC梯形圖及文本、安裝調(diào)試說明、使用手冊及編程手冊等，對其新功能和新要求都非常熟悉后，再進行新舊系統(tǒng)接口的轉(zhuǎn)換設計。全部改造的，應設計機電轉(zhuǎn)換接口、操作面板控制與配置、互聯(lián)部分接點、參數(shù)測量點、維修位置等，要求操作與維修方便，線路走向合理、中小連接點少，并備有適當裕量。局部改造的，還需要考慮新舊系統(tǒng)的性能匹配和數(shù)模轉(zhuǎn)換等問題。其次應制定新電氣系統(tǒng)的調(diào)試規(guī)范與檢驗標準，結(jié)合其工作內(nèi)容對設備機械、電氣、液壓、控制、傳感等各個項目進行調(diào)試和檢測。驗收時應嚴格依據(jù)檢驗標準考核，不得對標準隨意修改。
　　2.2　改造中應注意的問題
　　正式改造中要重視原機床的全面養(yǎng)護并對電氣系統(tǒng)中的保留部分進行調(diào)試，使未改造部分也可以處于最佳工作狀態(tài)。原系統(tǒng)的拆除必須對照原圖紙，及時在圖紙上作出標記，防止遺漏或過拆。在拆除過程中也可能發(fā)現(xiàn)新系統(tǒng)設計中的欠缺之處，此時應及時補充與修正。拆下的系統(tǒng)及零件應分門別類，妥善保管，仍有使用價值的，可作其他機床備件用。電氣部分拆除后應合理安排新系統(tǒng)位置及布線，包括箱體固定、線路走向和固定、調(diào)整元器件位置等。必須確保連線工藝規(guī)范、線徑合適。以上工作完成后，再按事先確定的步驟和要求進行調(diào)試工作。調(diào)試人員應頭腦冷靜，隨時記錄，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。調(diào)試中首先應測試安全保護系的統(tǒng)靈敏度，防止人身、設備事故發(fā)生。調(diào)試現(xiàn)場必須清理干凈；各運動坐標拖板必須處于全行程中心位置；能空載試驗的，先空載再加載；能模擬試驗的，先模擬后實動；能手動的，先手動后自動。
　　2.3　改造后應注意的問題
　　驗收應主要關注機床的機械性、電氣控制功能與控制精度、試件切削能力等方面。以電氣控制為例，不但要將控制精度應用系統(tǒng)本身的功能(如步進尺寸等)與標準計量器具(如激光干涉儀、坐標測量儀等)進行對照，還應比對其與原有設備的功能及精度差異，以量化結(jié)果確定改造效果。改造工作完成后，應保管好相關圖紙檔案，使其完整、連續(xù)，為今后設備的運行和進一步的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。
　　3　結(jié)語
　　數(shù)控機床的電氣改造是一項復雜的系統(tǒng)工程，針對不同企業(yè)不同的生產(chǎn)、技術、成本條件，某一設備的最佳改造方案通常具有唯一性。這就更需要技術工作者在了解原有設備的基礎上，根據(jù)實際環(huán)境對其進行優(yōu)化設計，并在實際改造中確保每一個工藝環(huán)節(jié)都能正確、流暢地進行，充分發(fā)揮設備的價值，最終令企業(yè)取得良好的經(jīng)濟效