淺談數控機床電氣改造中應注意的問題

　　摘要：作為實現工業生產自動化、集成化的重要基礎，現代數控技術已經滲透到了制造業的各個領域，數控設備的數量和先進水平也成為了衡量企業生產能力，行業現代化程度，甚至是國家綜合國力的重要標準。考慮到數控設備的成本問題，經常性的淘汰和更新都是不現實的，因此就必須通過對機床關鍵部分的電氣改造求得企業最大經濟利益與社會效益的實現。本文從電氣改造的主要內容出發，闡述了改造過程的主要步驟以及各環節中應予以注意的具體問題。
　　關鍵詞：數控機床　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　數控機床電氣改造概述
　　1.1　電氣改造的必要性
　　作為實現工業生產自動化、集成化的重要基礎，現代數控技術已經滲透到了制造業的各個領域，數控設備的數量和先進水平也成為了衡量企業生產能力、行業現代化程度、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偏移等，都使數控設備難以維持正常的工作。而電子技術發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，市場競爭對制造業提出了越來越嚴苛的要求，企業必須將產品精度高、形態功能復雜、加工時間短、能耗低作為其根本優勢，以求得在激烈競爭中勝出的機會，而這一目標的實現必須得到先進、精確的數控機床及其技術的支持。考慮到數控設備本身仍具有很高的資產價值，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技術工作者面前，亟待解決的問題。
　　1.2　數控機床電氣改造的主要內容
　　目前數控機床的電氣改造主要包括以下內容：對機床故障部分的診斷和修復，即功能復原；翻新其電氣系統以提高設備的生產效率和精度，并對無法滿足生產需要的電氣系統進行更新；此外，電氣改造還包括對數控技術進行科技革新，大幅提高數控系統的性能與檔次等。
　　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果。因此相關人員應從待改進設備的實際情況出發，分析其與國內外同類機型在性能、實用性、可靠性等方面的差異，并參考企業現有技術條件以及未來發展規劃等多角度進行考量。由于數控機床屬于機電一體化設備，設備的機械磨損、變形、泄漏等現象對電氣系統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、大修或更新等)，再根據企業的使用情況和經濟條件選擇對原有電氣系統進行升級或引入新的電氣系統。數控系統主要包括步進電機拖動的開環系統、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的品牌、精度、驅動電機功率、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未來數年內相關生產需要間的平衡，以求達到技術性與經濟性的統一。
　　優選改造方案時，一般以電氣改造與機械修理相結合為原則，將設備電氣系統的工作環境及使用條件(包括抗干擾性能、自冷卻性能、及防護性能等)作為依據，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，并對新電氣系統的資料進行消化，充分閱讀系統的原理說明、線路圖、PLC梯形圖及文本、安裝調試說明、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，再進行新舊系統接口的轉換設計。全部改造的，應設計機電轉換接口、操作面板控制與配置、互聯部分接點、參數測量點、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的性能匹配和數模轉換等問題。其次應制定新電氣系統的調試規范與檢驗標準，結合其工作內容對設備機械、電氣、液壓、控制、傳感等各個項目進行調試和檢測。驗收時應嚴格依據檢驗標準考核，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護并對電氣系統中的保留部分進行調試，使未改造部分也可以處于最佳工作狀態。原系統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現新系統設計中的欠缺之處，此時應及時補充與修正。拆下的系統及零件應分門別類，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位置及布線，包括箱體固定、線路走向和固定、調整元器件位置等。必須確保連線工藝規范、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試工作。調試人員應頭腦冷靜，隨時記錄，及時發現并解決問題。調試中首先應測試安全保護系的統靈敏度，防止人身、設備事故發生。調試現場必須清理干凈；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，為今后設備的運行和進一步的優化提供數據支持。
　　3　結語
　　數控機床的電氣改造是一項復雜的系統工程，針對不同企業不同的生產、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，根據實際環境對其進行優化設計，并在實際改造中確保每一個工藝環節都能正確、流暢地進行，充分發揮設備的價值，最終令企業取得良好的經濟效