數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)可靠性研究

李方正 趙祥貴 崔曉晨 劉世兵 姜永暉

摘 要：隨著時代的發(fā)展，我國工業(yè)行業(yè)的不斷進步，促使數(shù)控機床得到了更為廣泛的應(yīng)用。而當(dāng)前時期，數(shù)控機床的使用情況被更多的人們所關(guān)注，不過由于我國在相關(guān)方面的發(fā)展較晚，導(dǎo)致在一些方面的技術(shù)與理論存在一定的不足，與部分發(fā)達(dá)國家相比，還存在一定的差距，這還需要相關(guān)的技術(shù)研究人員在日后的工作中，加強對相關(guān)內(nèi)容與技術(shù)的研究。下面就對我國數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性進行分析研究，以此來降低數(shù)控機床運行過程中故障問題出現(xiàn)的概率。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;電氣驅(qū)動;系統(tǒng)可靠性

一、數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)可靠性分析方法

（一）故障樹分析法

故障樹分析法最早是由美國科學(xué)家H.A.Watson接受美國空軍的委托，為某一洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)進行評估所提出的，不過在后期的發(fā)展過程中，故障樹分析法則是被應(yīng)用于評估部分結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的系統(tǒng)自身的安全性或可靠性方面。而在當(dāng)今的機械制造工作中，電氣驅(qū)動系統(tǒng)的運行質(zhì)量在很大程度上影響著數(shù)控機床的運行質(zhì)量與效率，同時決定著數(shù)控機床可靠性的高低。因此，在工業(yè)制造領(lǐng)域中，故障樹分析法得到了廣泛的運用，以此來對數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的故障或問題等進行及時的發(fā)現(xiàn)，進而促使相關(guān)的工作人員根據(jù)故障尋找原因并解決，以此來確保數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)運行過程的可靠性[1]。

（二）3F分析法

由于時代在不斷地進步發(fā)展，人們對于數(shù)控機床運行安全性與可靠性的重視日益增加，由此，技術(shù)研究人員逐漸的加強了對有關(guān)技術(shù)方法的研究力度，并將其運用于數(shù)控機床運行故障的監(jiān)測分析過程中。其中，較為突出的一項就是3F分析法。該項方法能夠在很大程度上降低或避免底氣驅(qū)動系統(tǒng)中故障出現(xiàn)的概率，進而確保數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)能夠安全可靠的進行運轉(zhuǎn)。

二、數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)組成

通常情況下，數(shù)控機床的電氣驅(qū)動系統(tǒng)是由主電機、床身及尾座等幾部分組成，主要是對部分盤類或軸類等可回轉(zhuǎn)的機械零件進行加工，并對零件進行切槽、圓弧面或錐面的加工，進而強化提高機械零件自身的質(zhì)量與精度。而由于數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)具有較高的加工精度以及便捷的操作模式，導(dǎo)致在機械制造領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

三、影響數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)可靠性的因素

（一）元件質(zhì)量

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機床大多是由于機械元件的質(zhì)量而產(chǎn)生某種故障問題，下面主要對數(shù)控機床機械元件進行仔細(xì)的分析研究：

1.通常情況下，數(shù)控機床的電容器元件會由于部分失效問題而導(dǎo)致噪聲現(xiàn)象的出現(xiàn)，其中最為明顯的就是當(dāng)電容器的形狀處于管狀的狀態(tài)時，由于內(nèi)部電路出現(xiàn)接觸不良等反應(yīng)的時候，會產(chǎn)生強度較大的噪聲，由此將會在很大程度上導(dǎo)致電解液并流、以及線路漏油等現(xiàn)象的出現(xiàn)，極大地加劇了線路引線與電極之間接觸時的電阻。此外，電容器的失效也會導(dǎo)致電容器的絕緣層出現(xiàn)破壞或老化現(xiàn)象，進而導(dǎo)致電容器內(nèi)浪涌沖擊與放電等現(xiàn)象的出現(xiàn)，進而對數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的安全性與可靠性造成一定的影響[2]。

2.數(shù)控機床的電氣驅(qū)動系統(tǒng)由于一些特定的需要，由此會運用部分接觸式的機械元件，不過由于部分因素的影響，導(dǎo)致數(shù)控機床機械元件的質(zhì)量存在一定問題，并由此導(dǎo)致數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)的運行過程中，出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。同時，由于在數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)所使用的接觸式機械元件存在一定的問題，例如，簧片的彈性較差等，極易導(dǎo)致元件疲勞性的增加，同時還會導(dǎo)致觸點接觸過程電阻的增大，大大提高了機械元件失效問題出現(xiàn)的概率，進而影響數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)運行的可靠性與安全性。

（二）工藝水平

1.電源問題

通常情況下，在數(shù)控機床的電氣驅(qū)動系統(tǒng)中，計算機控制裝置中大多會由于電源問題導(dǎo)致系統(tǒng)的運行過程出現(xiàn)某種故障，主要是由于數(shù)控機床的電氣驅(qū)動系統(tǒng)電源極易受到外界不良因素的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)電源出現(xiàn)噪聲等現(xiàn)象，進而影響數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性。此外，由于數(shù)控機床在運轉(zhuǎn)過程中所使用的電路存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象，導(dǎo)致數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程存在一定的波動性，進而影響電氣驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。同時，由于不同的機械制造企業(yè)中用電情況與電網(wǎng)電壓等存在較大的差異，進一步加劇了數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)運行的故障。

2.機械噪聲

眾所周知，數(shù)控機床大多用于加工制造機械零件，不過在加工過程中，由于數(shù)控機床的自身結(jié)構(gòu)以及部分傳動裝置在設(shè)計與安裝過程中存在某種缺陷與不足，導(dǎo)致數(shù)控機床的運行過程中部分機械部件極易出現(xiàn)共振等現(xiàn)象，進而影響數(shù)控機床以及電氣驅(qū)動系統(tǒng)的運行效率。此外，由于機床零件共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，在一定程度上加劇了機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)接觸故障現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時機床內(nèi)的電流也會由此而產(chǎn)生一定的電壓波動，進而對數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)運行的可靠性造成極大的影響。

3.虛接虛焊

當(dāng)數(shù)控機床進行安裝工作時，相關(guān)的操作人員需要將線路導(dǎo)線的端子進行壓緊，防止線路出現(xiàn)松動的現(xiàn)象，同時避免機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)中，接觸或腐蝕等問題現(xiàn)象的出現(xiàn)，以此來避免系統(tǒng)接觸位置的發(fā)熱情況，并降低接觸位置的電阻。此外，在數(shù)控機床的安裝過程中，還會在很大程度上出現(xiàn)虛焊的現(xiàn)象，由此導(dǎo)致機械元件出現(xiàn)銹蝕問題，并導(dǎo)致運行過程中部分噪音的出現(xiàn)，極大地增加了系統(tǒng)的干擾性，進而極大地影響了數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性[3]。

總結(jié)

綜上所述，隨著時代的發(fā)展，我國工業(yè)行業(yè)的不斷進步，促使數(shù)控機床得到了更為廣泛的應(yīng)用，而電氣驅(qū)動系統(tǒng)在很大程度上影響著數(shù)控機床運行的質(zhì)量。同時，機床運行過程中還會存在較多的不穩(wěn)定性，極大的影響著數(shù)控機床的運行效率。因此，相關(guān)的工作人員需要在日常的工作過程中加強對相關(guān)內(nèi)容的研究力度，同時加強對數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)運行故障的分析，以此來加強機床運行過程的可靠性與系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，進而推動數(shù)控機床的運行效率的提高以及運用范圍的拓展。

參考文獻

[1]高雪松.數(shù)控機床電氣控制與驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性研究[J].南方農(nóng)機，2018，49（12）：52.

[2]王麗君.數(shù)控機床電氣驅(qū)動系統(tǒng)可靠性研究[J].機械設(shè)計與制造工程，2018，47（01）：66-69.

[3]朱東旭，李笑宇.數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的故障診斷與維修策略研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（20）：157.