現(xiàn)狀數(shù)控機床
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【文章摘要】
隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，如今機床生產(chǎn)小批量或大批量機械零件、配件等，不再需要繁雜的一系列手動操作，取而代之的是數(shù)控機床。
【關鍵詞】
普通機床;數(shù)控技術;CAD/CAM
數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。
該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。
經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。
數(shù)控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。
我國數(shù)控技術的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數(shù)控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數(shù)控技術和數(shù)了相當大的成績。
特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%34.9%。
盡管如此，進口數(shù)控機床的發(fā)展勢頭依然強勁。
有一大批高檔數(shù)控系統(tǒng)的國產(chǎn)市場完全依靠進口，這樣就會形成受制于人的局面。
究其原因，國產(chǎn)中高端數(shù)控系統(tǒng)的差距主要表現(xiàn)在技術成熟度低、可靠性不高、質(zhì)量不穩(wěn)定、精度不高，正因為如此，對于質(zhì)量的保證才顯得尤其重要。
1 技術創(chuàng)新是提高國產(chǎn)數(shù)控機床水平的關鍵
國產(chǎn)數(shù)控機床缺乏核心技術，從高性能數(shù)控系統(tǒng)到關鍵功能部件基本都依賴進口，即時近幾年有些國內(nèi)制造商艱難的創(chuàng)新出了自己的品牌，但其產(chǎn)品的功能、性能的可靠性仍然與國外產(chǎn)品有一定差距。
近幾年國產(chǎn)數(shù)控機床制造商通過技術引進、海內(nèi)外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進數(shù)控技術，但缺乏對機床結構與精度、可靠性、人性化設計等基礎性技術的研究，忽視了自主開發(fā)功能的培育，國產(chǎn)數(shù)控機床的技術水平、性能和質(zhì)量與國外還有較大的差距，同樣難以得到大多數(shù)用戶的認可。
2 制造水平與管理手段依然落后
一些國產(chǎn)數(shù)控機床制造商不夠重視整體工藝與制造水平的提高，加工手段基本以普通機床與低效刀具為主，裝配調(diào)試完全靠收工，加工質(zhì)量在生產(chǎn)進度的緊逼下不能得到穩(wěn)定與提高。
另外很多國產(chǎn)數(shù)控機床制造商的生產(chǎn)管理依然沿用原始的手工臺帳管理方式，工藝水平和管理效率地下使得企業(yè)無法形成足夠生產(chǎn)規(guī)模。
如果外機床制造商能做到每周裝調(diào)出產(chǎn)品，而國內(nèi)的生產(chǎn)周期過長且很難控制。
因此我們在引進技術的同時應注意加強自身工藝技術改造和管理水平的提升。
3 服務水平與能力欠缺也是影響國產(chǎn)數(shù)控機床占有率的重要因素
由于數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，一部分企業(yè)不過長遠利益，對提高自身的綜合服務水平不夠重視，甚至對服務缺乏真正的理解，只注重推銷而不注重售前與售后服務。
有些企業(yè)派出的人員在對生產(chǎn)的數(shù)控機床缺乏足夠了解，不會使用或使用不好數(shù)控機床，更不能指導用戶使用好機床;有的對先進高效刀具缺乏基本了解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶自然對制造商缺乏信心。
制造商的服務應從研究用戶的加工產(chǎn)品、工藝、生產(chǎn)類型、質(zhì)量要求入手，幫助用戶進行設備選型，推薦先進工藝與工輔具，設備專業(yè)的培訓人員和良好的培訓壞境，幫助用戶發(fā)揮機床的最大效益、加工出高質(zhì)量的最終產(chǎn)品，這樣才能逐步得到用回的認同，提高國產(chǎn)數(shù)控機床的市場占有率。
4 加大數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)力度
從我國數(shù)控機床的發(fā)展形勢來看需要三種層次的數(shù)控技術人才：
第一種是熟悉數(shù)控機床的操作機加工工藝、懂得簡單的機床維護、能夠進行手工或自動編程的車間技術操作人員：
第二種是熟悉數(shù)控機床機械結構及數(shù)控系統(tǒng)軟件知識的中級人才，要掌握復雜模具的設計和制造知識，能夠熟練應用UG、PRO/E等CAD/CAM軟件，同時有扎實的專業(yè)理論知識、較高的英語水平并累計了大量的實踐經(jīng)驗;
第三種是精通數(shù)控機床結構設計以及數(shù)控系統(tǒng)電氣設計、能夠進行數(shù)控機床產(chǎn)品開發(fā)及技術創(chuàng)新的數(shù)控技術高級人才。
我國應根據(jù)需要有目標的加大人才培養(yǎng)力度，為我國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)提供強大的技術人才支撐。
數(shù)控機床相對于普通機床，有諸多優(yōu)點。
就加工精度而言，數(shù)控機床是精密機械和自動化技術的綜合體。
機床的數(shù)控裝置可以對機床運動中產(chǎn)生的位移、 熱變形等導致的誤差，通過測量系統(tǒng)進行補償而獲得很高且穩(wěn)定的加工精度。
由于數(shù)控機床實現(xiàn)自動加工，所以減少了操作人員素質(zhì)帶來的人為誤差，提高了同批零件的一致性。
就生產(chǎn)效率而言，相對普通機床，數(shù)控機床的效率一般能提高 2～3 倍、甚至十幾倍。
主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①一次裝夾完成多工序加工， 省去了普通機床加工的多次變換工種、工序間的轉件以及劃線等工序。
�、诤喕� 了夾具及專用工裝等，由于是一次裝夾完成加工。
所以普通機床多工序的夾具省去了，即使偶爾必須用到專用夾具。
由于數(shù)控機床的超強功能夾具的結構也可簡化。
但數(shù)控機床也存在著諸多不足。
數(shù)控機床較為復雜，當機床發(fā)生故障時會導致工作癱瘓，無法正常運行。
數(shù)控機床故障的發(fā)生頻率高低，故障原因等可以評定數(shù)控機床質(zhì)量的好壞，通過多年來對遍布全國的汽車，航天， 兵工、 動力和通用機械等行業(yè)的數(shù)十家機床用戶進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)：裝有國外數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床，數(shù)控系統(tǒng)(含伺服單元)故障數(shù)占整臺機床故障總數(shù)的 21.8%，國外數(shù)控系統(tǒng)故障部位主要是進給運動控制單元，實時數(shù)據(jù)庫，電氣系統(tǒng) 以及 CNC 電源故障等。
其故障模式涉及面也很廣。
其中多發(fā)的故障模式是元器件損壞、CNC 參數(shù)設定錯誤，加工環(huán)境濕度太大或灰塵太大、元器件性能參數(shù)下降，軟件故障、外部干擾引起數(shù)據(jù)丟失或混亂等。
國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的故障部位也是多方面的，主要為進給驅(qū)動單元，主板、數(shù)控面板、檢測單元、其它硬件(多功能板)。
電源及電氣系統(tǒng)等。
其中最頻繁的故障模式是元器件損壞、元器件功能喪失軟件故障(CNC 參數(shù)錯誤等)、伺服系統(tǒng)設計不合理，元器件性能參數(shù)下降和線路，電纜連接不良等。
由此可見，無論是國外數(shù)控系統(tǒng)還是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，都是數(shù)控機床的重要故障源之一，都會對機床整機造成停機損。
5 結束語
目前，無論是國外還是國內(nèi)數(shù)控機床的質(zhì)量問題或多或少都存在著，換言之， 數(shù)控機床的可靠性增長技術還有待進一步的研究。
降低數(shù)控機床的故障率，在可靠性摸底和故障分析的基礎上進行多方面的有針對性的可靠性改進。
在市場競爭日趨激烈的今天，如何提高可靠性及可靠性的好壞是數(shù)控產(chǎn)業(yè)的關鍵所在。
【參考文獻】
[1]《數(shù)控機床結構 原理與應用》北京理工大學出版
[2]《數(shù)控機床結構與維修》 人民郵電出版社
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