商丘技師學(xué)院 劉康東 范江昆

前言

數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。通用機(jī)床電氣系統(tǒng)呈現(xiàn)復(fù)雜化、多樣化的特點(diǎn)，設(shè)備機(jī)械性能趨向于合理化、成熟化、高效化。數(shù)控改造結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，整體采用通用機(jī)床結(jié)構(gòu)[1]。而傳統(tǒng)的通用機(jī)床機(jī)械部件未采用焊接工藝技術(shù)，若出現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)件變形的現(xiàn)象，設(shè)備精度只受到低范圍內(nèi)影響。在整體的機(jī)械制造加工使用過(guò)程中，最多的設(shè)備是數(shù)控機(jī)床，計(jì)算機(jī)在數(shù)控機(jī)床中不斷應(yīng)用，推動(dòng)加工走向智能化、自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床充分集成了多種真實(shí)設(shè)備，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化水平高，促進(jìn)了我國(guó)制造業(yè)的健康發(fā)展[2]。目前數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)多樣，造成內(nèi)部各種系統(tǒng)的應(yīng)急檢測(cè)裝置相互干擾，同一故障的因素較多，不利于設(shè)備的高效使用。通過(guò)制造業(yè)的不斷升級(jí)和優(yōu)化，在先進(jìn)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了飛躍[3]。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)能否向高端制造業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，高端制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工也提出更高的要求。數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)，通過(guò)人為干預(yù)，數(shù)控機(jī)床可以自行進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，可以有效減少數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的誤差。

1 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)結(jié)構(gòu)原理

數(shù)控機(jī)床加工中心主要包含三個(gè)主體部分，分別為數(shù)控系統(tǒng)、自動(dòng)換刀系統(tǒng)、輔助設(shè)備。數(shù)控加工系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)建至關(guān)重要，主要是通過(guò)鑄造工藝模式，加強(qiáng)承重加工作業(yè)性能，推進(jìn)施工整體強(qiáng)度，進(jìn)而滿足數(shù)控機(jī)床加工的需求，確保數(shù)控機(jī)床加工的整體效率。數(shù)控機(jī)床加工中心的主軸運(yùn)轉(zhuǎn)部件作為加工中心的重要輸出部件，其部件組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需不斷提升與改進(jìn)。主軸部件作為數(shù)控系統(tǒng)中心的組成部分，其操作受中心的把握控制。數(shù)控系統(tǒng)中心通過(guò)加強(qiáng)信息參數(shù)設(shè)置，配合中心實(shí)現(xiàn)操作。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀系統(tǒng)也在不斷完善與改進(jìn)，加工過(guò)程中更換刀具時(shí)，系統(tǒng)中心需要發(fā)出指令，從刀庫(kù)中取出刀具，換刀操作完成。數(shù)控機(jī)床加工中心整體設(shè)備完善，數(shù)控機(jī)床呈現(xiàn)出精度高、性能好的特點(diǎn)。當(dāng)數(shù)控裝置輸出脈沖信號(hào)，機(jī)床運(yùn)動(dòng)部分會(huì)移動(dòng)一個(gè)脈沖[5]。此外，數(shù)控機(jī)床的精度高于普通機(jī)床，數(shù)控機(jī)床水平是產(chǎn)業(yè)能力評(píng)價(jià)體系的重要參考指標(biāo)，應(yīng)不斷提升數(shù)控機(jī)床水平質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用范圍呈現(xiàn)廣泛化的趨勢(shì)。數(shù)控機(jī)床水平主用于軸類零件加工，系列工序復(fù)雜。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化不斷提升，加工流程復(fù)雜，不斷優(yōu)化零件加工程序[6]。

2 數(shù)控機(jī)床操作中出現(xiàn)的問(wèn)題

數(shù)控機(jī)床操作中的方向偏差問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。目前一些企業(yè)的數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)換過(guò)程中，更注重效率轉(zhuǎn)換，而缺乏數(shù)控機(jī)床成本和安全轉(zhuǎn)換。非單電源轉(zhuǎn)換中缺乏安全考慮可以減少轉(zhuǎn)換完成后的故障損失，但也會(huì)影響數(shù)控機(jī)床的整體運(yùn)行安全。注重效率成本、安全性能等方面，調(diào)整數(shù)控機(jī)床的維修技術(shù)水平[7]。數(shù)控機(jī)床在使用中因缺乏防護(hù)措施而導(dǎo)致故障的原因是數(shù)控機(jī)床的使用缺乏良好的防護(hù)，以及不規(guī)范的使用。數(shù)控機(jī)床加工操作防護(hù)措施亟須改進(jìn)，數(shù)控機(jī)床操作風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，故障可能性增加，整體維修操作難度有所提升。改造設(shè)備應(yīng)用效率無(wú)法得到相關(guān)保障，改造政策不足等問(wèn)題，提出合理化的解決方案，企業(yè)在現(xiàn)代化的標(biāo)準(zhǔn)考核下，數(shù)控機(jī)床加工缺少聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)置。部分?jǐn)?shù)控機(jī)床對(duì)精密滾珠絲杠副缺乏保護(hù)，在生產(chǎn)過(guò)程中，灰塵和雜物會(huì)粘在滾珠絲杠副表面，造成設(shè)備損壞，降低工作效率[8]。數(shù)控機(jī)床的常規(guī)操作過(guò)程中應(yīng)注意數(shù)控機(jī)床的保護(hù)，從保護(hù)的角度出發(fā)，防止出現(xiàn)故障，數(shù)控機(jī)床的維修改造環(huán)節(jié)優(yōu)化，維修改造難度降低。在數(shù)控機(jī)床維修過(guò)程中，電源作為主要裝置，需要考慮用電安全等因素。尤其是機(jī)床改裝環(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)電源的管控。維修主要是采用非單電源轉(zhuǎn)換方式，在轉(zhuǎn)換中安裝備用電源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)床模塊控制。但從機(jī)床電路的角度來(lái)看，新零件的引線通常不會(huì)按照原來(lái)的接線方式走線。這種操作方式與正常操作規(guī)程存在一定矛盾，操作過(guò)程中容易出現(xiàn)安全故障。從安全性能角度考慮，數(shù)控機(jī)床的維修改造需要結(jié)合實(shí)際情況，實(shí)施科學(xué)解決方案，確保施工整體安全。數(shù)控機(jī)床的維修改造現(xiàn)狀亟須改進(jìn)，人才出現(xiàn)匱乏現(xiàn)象，數(shù)控機(jī)床維修改造效率低，因此根據(jù)現(xiàn)有現(xiàn)狀做出修訂?，F(xiàn)有培養(yǎng)模式培養(yǎng)的人才全部為基礎(chǔ)技能型人才，缺乏技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)數(shù)控機(jī)床維修改造方向缺乏認(rèn)識(shí)，影響了數(shù)控機(jī)床的維修改造[9]。數(shù)控機(jī)床的維修改造需要把握人才制度，實(shí)施具體的人才戰(zhàn)略與用人標(biāo)準(zhǔn)，選用專業(yè)人才，儲(chǔ)備后續(xù)力量。

3 數(shù)控機(jī)床操作裝置優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)包括裝置本體、控制鍵盤、操作箱、滑軌、安裝架等。裝置主體、操作箱和控制鍵盤均采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[10]。此外，內(nèi)置空間來(lái)容納主體中的操作盒，以便在需要時(shí)可以存放操作盒和操作鍵盤。內(nèi)置空間是根據(jù)操作盒和操作鍵盤的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，內(nèi)置空間是根據(jù)同時(shí)容納操作盒、操作鍵盤等部件的能力來(lái)設(shè)計(jì)的。裝置本體嵌入空間的底部設(shè)計(jì)有平行于嵌入方向的滑軌，滑軌上安裝有滑塊，滑塊可以后退。操作箱和控制鍵盤均安裝在框架結(jié)構(gòu)的安裝架上，安裝架可以隨滑塊移動(dòng)，使操作箱和控制鍵盤在使用時(shí)可以方便地進(jìn)出內(nèi)置空間或正在使用[11]。安裝架可以達(dá)到在操作過(guò)程中隨著滑塊的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)操作箱和控制鍵盤角度的目的。在操作箱從器具主體出來(lái)之前，安裝在器具主體上與防護(hù)門連接的氣缸動(dòng)作，將防護(hù)門向內(nèi)打開(kāi)。將箱體移動(dòng)到與導(dǎo)軌平行的位置后，最后推動(dòng)操作箱并收回操作箱，操作箱到達(dá)角缸后，角缸將操作箱移動(dòng)到特定角度，最后是防護(hù)門連接的氣缸工作并關(guān)閉防護(hù)門?？刂奇I盤兩端設(shè)計(jì)安裝轉(zhuǎn)軸，安裝轉(zhuǎn)軸上裝有阻尼套，控制鍵盤通過(guò)安裝轉(zhuǎn)軸安裝在安裝架上[12]。安裝支架由金屬制成，使操作盒和鍵盤能夠自由地伸縮。

4 數(shù)控機(jī)床操作中常見(jiàn)故障處理措施

4.1 專用數(shù)控機(jī)床設(shè)備改造

數(shù)控系統(tǒng)處于正式工作過(guò)程中，合理的工作目標(biāo)是在數(shù)控機(jī)床的實(shí)際工作過(guò)程中控制刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。專用數(shù)控機(jī)床在正常情況下，設(shè)備規(guī)模較大，內(nèi)部系統(tǒng)復(fù)雜，可歸類為大中型設(shè)備[13]。數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行是完全依靠齒輪變速來(lái)支撐運(yùn)行，使其在恒功率區(qū)運(yùn)行更加安全可靠，可以使數(shù)控機(jī)床完全依賴。為了在低速行駛時(shí)獲得大扭矩，其自身的真實(shí)齒輪為實(shí)際工作提供了足夠的扭矩。機(jī)床主軸齒輪處于動(dòng)態(tài)傳動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，為保證運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，必須按相關(guān)規(guī)范和要求完成操作。為了促使機(jī)床齒輪處于“嚙合”過(guò)程中，不形成真實(shí)狀態(tài)，需要依靠自動(dòng)裝置來(lái)保證根據(jù)實(shí)際情況換檔[14]。在正式進(jìn)行大型機(jī)床維修改造時(shí)，合理選用時(shí)間繼電器裝置，準(zhǔn)確可靠地檢測(cè)主軸的實(shí)際運(yùn)行狀況，避免運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障，高低坐標(biāo)之間的坐標(biāo)軸應(yīng)合理劃分為實(shí)際裝夾過(guò)程。

4.2 改造驗(yàn)收和調(diào)試工作

加強(qiáng)驗(yàn)收調(diào)試環(huán)節(jié)的管理。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須做好驗(yàn)收和調(diào)試工作。機(jī)床零部件和數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試，員工必須根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)的差異，制定具體的審批調(diào)試工作流程。關(guān)于數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收，重點(diǎn)應(yīng)放在性能、精度等轉(zhuǎn)換指標(biāo)上。在檢查數(shù)控機(jī)床的精度時(shí)，要重點(diǎn)檢查工作臺(tái)平面度、定位、直線運(yùn)動(dòng)的精度。在識(shí)別機(jī)床的性能時(shí)，需要檢查機(jī)床的各種系統(tǒng)[15]。以檢查內(nèi)容為重點(diǎn)的機(jī)床功能，包括主要系統(tǒng)和輔助設(shè)備，對(duì)于準(zhǔn)備、移動(dòng)和操作功能，必須嚴(yán)格允許數(shù)控系統(tǒng)、操作面板、電機(jī)和其他設(shè)備的驗(yàn)收接線電纜。在實(shí)際調(diào)試和驗(yàn)收作業(yè)中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備制定各個(gè)驗(yàn)收流程，提高驗(yàn)收的全面性和準(zhǔn)確性。

4.3 建立應(yīng)急防護(hù)措施

建立數(shù)控機(jī)床應(yīng)急防護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的合理改裝和應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床的安全防護(hù)應(yīng)從綜合安全和機(jī)床安全防護(hù)的角度進(jìn)行，防止數(shù)控機(jī)床故障的發(fā)生。將三重連接斷路器設(shè)備添加到CNC 機(jī)床。裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的良好保護(hù)，完成數(shù)控機(jī)床電源發(fā)生故障后對(duì)電源和電路的良好保護(hù)，降低電力等風(fēng)險(xiǎn)和影響。在使用數(shù)控機(jī)床時(shí)，對(duì)某些結(jié)構(gòu)提供了合理的保護(hù)。在滾珠絲杠的表面加裝保護(hù)裝置，在實(shí)際的保護(hù)操作中，可以加裝保護(hù)套和保護(hù)管，防止異物和灰塵進(jìn)入滾珠絲杠表面和內(nèi)部。此外，在數(shù)控機(jī)床的改裝中可應(yīng)用自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)和手動(dòng)潤(rùn)滑兩種模式，完成各部件的自動(dòng)潤(rùn)滑，實(shí)現(xiàn)對(duì)部件或結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑保護(hù)。運(yùn)用現(xiàn)代科技理念，完成數(shù)控機(jī)床的整體保護(hù)。設(shè)計(jì)并應(yīng)用智能控制模塊、攝像機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集模塊和監(jiān)控中心，對(duì)數(shù)控機(jī)床的整體運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控[16]。在智能監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采集。在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)故障和參數(shù)異常的威脅時(shí)，必須立即進(jìn)行維修，及時(shí)降低風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的全面保護(hù)。

4.4 加強(qiáng)技術(shù)人才培養(yǎng)體系

時(shí)刻關(guān)注員工的綜合技能水平，培養(yǎng)素質(zhì)過(guò)硬、能力強(qiáng)的技術(shù)人才。加強(qiáng)內(nèi)部人員培訓(xùn)，定期組織員工參加業(yè)務(wù)培訓(xùn)，掌握最新的操作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，積極引進(jìn)技術(shù)人才，通過(guò)“產(chǎn)學(xué)合作”吸引人才。豐富多元化人才庫(kù)，實(shí)現(xiàn)高薪就業(yè)和人才吸引，同時(shí)提升人才團(tuán)隊(duì)的整體能力。重點(diǎn)考察參賽者地解決問(wèn)題水平、維修速度和自身專業(yè)水平。應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)表現(xiàn)出色的參與者，以激發(fā)參與并加強(qiáng)他們的專業(yè)技能。關(guān)于隱患的來(lái)源，主要與操作人員、維修人員和機(jī)床的安全信號(hào)有關(guān)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須充分考慮可能的情況，一旦發(fā)生報(bào)警，必須切斷所有回路電源并關(guān)閉相關(guān)部件，以免造成重大設(shè)備損壞和人身傷害。為保證完整的保護(hù)和安全操作功能，在運(yùn)行狀態(tài)下應(yīng)安裝防設(shè)備飛濺的連鎖裝置，在某些生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)人員需要離開(kāi)工作區(qū)域再次操作時(shí)，該裝置會(huì)自動(dòng)關(guān)閉設(shè)備的運(yùn)行。在數(shù)控機(jī)床改裝的基礎(chǔ)上，要對(duì)工作人員進(jìn)行認(rèn)真管控，確保他們按照規(guī)章制度參與工作，杜絕危險(xiǎn)情況，提高安全性。重視從業(yè)人員的綜合技能水平，重點(diǎn)培養(yǎng)素質(zhì)和能力過(guò)硬的技術(shù)人才。加強(qiáng)內(nèi)部人員培訓(xùn)，定期組織員工參加業(yè)務(wù)培訓(xùn)，掌握最新的操作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，積極引進(jìn)技術(shù)人才。

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床是工業(yè)生產(chǎn)的重要支柱設(shè)備，但數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的加工誤差嚴(yán)重影響產(chǎn)品的精度，限制了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的精細(xì)化發(fā)展。優(yōu)化和改進(jìn)數(shù)控機(jī)床是機(jī)械制造加工行業(yè)的重中之重，以滿足經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)進(jìn)步的需要。數(shù)控機(jī)床的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程受到的影響因素很多，主要體現(xiàn)在管理技術(shù)和操作人員方面，而這些因素都影響著機(jī)床的實(shí)際應(yīng)用效率。數(shù)控機(jī)床的維修改造過(guò)程涉及很多技術(shù)問(wèn)題，在處理各種技術(shù)問(wèn)題時(shí)，建議通過(guò)選擇合理的措施，不斷優(yōu)化調(diào)整，確保機(jī)床應(yīng)用的可靠性。維修改造工作實(shí)現(xiàn)了各個(gè)環(huán)節(jié)工作的可控性。要不斷規(guī)范工作流程，提高操作人員的技術(shù)能力，提高機(jī)床維修改造的質(zhì)效。