提高煤礦機械數(shù)控加工技術水平的策略探討

張 磊

（陽煤忻州通用機械有限責任公司,山西 忻州 034000）

0 前言

科學是在時代的發(fā)展中不斷進步的，而對煤礦企業(yè)來說，今后發(fā)展的重要點就在于和現(xiàn)代科技的融合，提升自己的科技水平。當前，數(shù)控技術在各個領域中均有廣泛的運用，以下就對數(shù)據(jù)技術在我國煤礦機械制造企業(yè)中的運用進行分析。

1 數(shù)控技術

1.1 數(shù)控技術概念

如果要想在一定程度上去提升機械數(shù)控加工的技術水平，那么首先就要了解數(shù)控加工技術的概念。實際上，數(shù)控加工技術主要是運用數(shù)字化管理軟件、技術，進行高效率與精確度的機械加工形式。此技術相對于傳統(tǒng)的技術而言，有著極大的優(yōu)勢。同時，也在一步一步成為現(xiàn)代工業(yè)機械加工的主流。

簡單來說，數(shù)控加工技術是以計算機信息與網(wǎng)絡技術為基礎的一種加工管理技術，它的主要功能，如控制、檢測等都依賴于計算機完成。因此，隨著計算機的發(fā)展其技術也會不斷進步。由此可見，數(shù)控加工技術有著傳統(tǒng)加工所無法超越的優(yōu)勢，其在運行過程中具有非常高的精準度、運行速度、靈敏度。

1.2 數(shù)控技術發(fā)展情況

數(shù)控技術從起步開始，一直到今天為止，前后共經(jīng)過了5個階段。即：電子管、晶體管、中小規(guī)模的IC、小型計算機、微處理器的數(shù)控。當前，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展已步入一個良好發(fā)展的階段，主要是以超大型集成電路板作為主板，以單片機或是PLC作為處理器，以PC專業(yè)軟件系統(tǒng)為核心的控制發(fā)展方式。從1958年起，我們國家就開始了相關數(shù)控系統(tǒng)的研究，但當時效果并不十分理想。一直到改革開放之后，我們國家的數(shù)控技術才取得了飛一般的勝利。主要是借鑒國外的先進經(jīng)驗，吸收了科技中的難點與重點，讓我們國家的數(shù)據(jù)技術得到實質(zhì)性地發(fā)展。我國的數(shù)控水平也由此進入到了一個高速發(fā)展的階段中。此時，很多機床由傳統(tǒng)的產(chǎn)品轉(zhuǎn)變成數(shù)控化產(chǎn)品，但總體而言，還是存在技術與質(zhì)量都不足的情況。而且，我們國家的數(shù)控系統(tǒng)是以單片機進行開發(fā)的，確實在經(jīng)濟方面是比較有優(yōu)勢，但是，有關市場的大部分是被國外公司所占領，例如德國西門子等。

1.3 數(shù)控技術特點

簡單來說，數(shù)控技術指的是運用數(shù)字化信號，對設備運行、加工過程中進行控制的自動型技術。數(shù)控技術是實現(xiàn)制造過程自動化基礎，也是自動化的核心，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的一個重要組成。數(shù)控技術將機械裝備功能、效率，可靠性以及產(chǎn)品的質(zhì)量都提升到了一個新的層次，讓傳統(tǒng)的煤礦機械也發(fā)生了變化。其特點如下：

第一，可高質(zhì)量完成普通機床無法或難以完成的復雜零件，包括曲面形狀的加工等等；

第二，可方便對工藝參數(shù)的設置進行更改，如切削用量等，所以在換批次加式時非常方便；

第三，完全可以實現(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序的加工，以此來保證高品質(zhì)的加工精準度與精確度，更可在一定情況下減少相應的工作時間，大大提升了工作效率；

第四，運用標準化的模塊工具，不單可減少換刀以及安裝的時間，更可在一定程度上提升工藝標準以管理化的水平。

2 煤礦機械產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢及問題

我國是的煤礦量非常豐富，且煤礦資源在我們國家的能源系統(tǒng)中，占有非常重要的位置。實際上，我們國家的煤礦機械裝備工業(yè)基礎還是十分不錯的，配套能力足，在國家的帶動下先后研制了一系列配套產(chǎn)品，如重型刮板、提升機等。但是，對煤礦機械制造發(fā)展過程進行回顧性分析就會發(fā)現(xiàn)，在以前的計劃經(jīng)濟體制下，企業(yè)的專業(yè)化水平不足。產(chǎn)品一般是小批量生產(chǎn)，零件加工也是采用通用機床，其生產(chǎn)的效率和加工質(zhì)量主要是依靠操作者的水平。存在成本高、質(zhì)量不穩(wěn)等問題。同時，我們國家多數(shù)煤礦機械廠的設備老化、技術落后、技術人員流失、創(chuàng)新力等客觀原因，都影響了煤機產(chǎn)品的發(fā)展。

伴隨市場經(jīng)濟的發(fā)展以及經(jīng)濟全球化，煤礦機械行業(yè)的壓力來源于國內(nèi)、國外兩個方面，競爭壓力成倍增加，市場競爭后會讓性價比高的產(chǎn)品留下。在新的時代背景下，怎樣提升產(chǎn)品與質(zhì)量的性能，增加競爭力、減少成本、提高產(chǎn)品附加值等在一定程度上和所運用的加工設備、技術有關。

當前，我們國家有大約四百萬臺的機床，但數(shù)控只有十萬臺左右，這個數(shù)據(jù)和發(fā)達國家相比簡直是小巫見大巫。這也說明了我們國家機床設備自動化程度非常低，而這些都嚴重制約了我們國家生產(chǎn)力的發(fā)展。從經(jīng)濟的角度考慮，如果直接購買一個數(shù)控機床，價格約在15萬元，但是對原有機床進行改造，那么只需要4萬元左右，因此，要想提升煤礦機械數(shù)控加工技術水平，最好的方法就是將普通機床升級改造成數(shù)控機床。

3 普通機床的升級改造法

3.1 控制系統(tǒng)的處理

機床的控制系統(tǒng)就像是電腦的CPU一樣，是整個機床的心臟。目前，國外先進的數(shù)字控制系統(tǒng)有美國的MCS-8051、日本的Fanuc系統(tǒng)。國內(nèi)的則有廣州及華中數(shù)控系統(tǒng)。這些數(shù)控系統(tǒng)都配有直線插補、刀具、自動轉(zhuǎn)位的功能，價格合理，且性能穩(wěn)定。在操作棉布中有啟動、暫停鍵等，界面簡單。不單可很好對弱點控制，還可對主軸變速和換向等動作通過指令進行相關控制。

3.2 進步電機的選用

在對原機床改造時要對機床中原有的機械傳動結(jié)構(gòu)拆除，然后用進步電機齒輪和減速驅(qū)動絲杠，橫向進行移動。對其改造的要求對于縱向和橫向的進步電機要求不一樣：縱向進步電機：固定在機床上；橫向進步電機：固定在床鞍上。

3.3 減速驅(qū)動機構(gòu)

對原有機床改造時在進步電機和絲杠傳動副中，裝置上專門的減速驅(qū)動機構(gòu)。因為這樣才可加大驅(qū)動力矩來獲得在加工中所要的脈沖當量。一般來說，其都是用同步帶傳動機構(gòu)和齒輪傳動機構(gòu)。在改造時，關于驅(qū)動和減速部分的改造，要具體情況具體分析，并不是所有的都有改造的必要。例如，進步電機轉(zhuǎn)矩可滿足使用需求時則不必要使用減速驅(qū)動機構(gòu)。

3.4 自動刀架安裝

在數(shù)控機床改造的過程當中，有一個非常重要的內(nèi)容，即自動刀架的安裝。實際上這是對原有機床的手動轉(zhuǎn)位刀架更換，運用可自動轉(zhuǎn)位的刀架。臥式車床中，自動轉(zhuǎn)位一般是用螺旋型的四轉(zhuǎn)位刀架，拆除小拖板進后，把調(diào)整好高度的刀架在拖板上安裝，自動刀架在機床中安裝后，所有的操作均由數(shù)控系統(tǒng)進行控制。這樣可提升機床工作效率，還可提升其生產(chǎn)工藝的性能。

4 相關注意事項

4.1 加大對改造后的數(shù)控機床的管理

原有的機床與數(shù)控機床的差別比較大，如果還是采用傳統(tǒng)的管理方式會對數(shù)控機床帶來很大的問題。 一般來說，對改造后的數(shù)控機床要采用集中管理方式，運用計算機進行管理，讓技術人員可以實現(xiàn)網(wǎng)上交流、辦公，減少工作準備時間，提升生產(chǎn)效率。

4.2 相關人才的培養(yǎng)

數(shù)控機床的編程、運行是由人來直接控制的，如果編程人員不具有相關的專業(yè)，那就會導致工作效率低下，嚴重的還會對改造的數(shù)控機床造成破壞，那么數(shù)控機床的加工方式則無法發(fā)揮其優(yōu)勢，所生產(chǎn)加工的產(chǎn)品也不能達標，減少了機床的使用年限。所以，要想從根據(jù)上提升煤礦機械數(shù)控加工的技術水平，就一定要做好人才的把控，培養(yǎng)專業(yè)人才，確保數(shù)據(jù)加工技術的高水平。

5 結(jié)束語

綜上，當前很多煤礦企業(yè)都大量運用了機械數(shù)控加工的技術。因此，怎樣才能提升數(shù)控加工的水平是非常重要的問題。從節(jié)約成本的角度考慮，提升數(shù)控加工技術水平第一步是對原有機床進行改造，之后對其進行科學化的管理。只有這樣，才能讓煤礦企業(yè)在競爭中處于有利地位。由此可見，數(shù)控技術在煤礦機械中的作用，對于我們國家的煤礦行業(yè)發(fā)展而言，有著非常重要的意義。

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