石烁宇 蔡雪松

摘 要：随着我国经济的快速发展，各个行业呈现良好的发展期前景，制造业作为国民经济健康持续发展中不可或缺的组成部分，逐渐成为支柱型产业，成为我国当前发展规划的首要产业。在生产制造领域，数控机床作为其重要载体，其发展水平好坏受到社会各界广泛的关注。就数控机床发展本质而言，不仅影响到交通行业，同时还会影响到航天行业发展，当前我国数控机床发展现状来看，呈现高精密和高速发展特性，并逐渐朝着智能化和柔性化方向发展，但是机床质量却始终存在问题，数控机床电气系统可靠性迫切需要改善。由此，本文主要就数控机床电气系统可靠性进行分析，结合实际情况，就其中存在的问题，提出合理的改善措施。

关键词：数控机床；电气系统；可靠性；高精密性

数控机床是伴随科学技术水平快速发展衍生出来的，经过不断发展和完善，被广泛应用在生产制造领域，取得了较为可观的成效。数控机床在实践应用中，较之传统机床而言，有着较为突出的优势，具有高速、高精密特点，能够节省人力资源成本，避免浪费现象的出现，大大提升生产效率，为制造企业创造更大经济效益。但是由于我国数控机床技术更多是依赖国外进口，国产机床质量偏低，在可靠性同国外机床存在明显的差异，严重制约我国数控机床技术发展。由此看来，加强对数控机床可靠性研究是十分有必要的，有助于为后续研究和实践应用提供参考依据。

1 数控机床概述

数控机床，顾名思义是一种先进的数字化机床，主要是由电气系统、防护装置、液压系统、传动系统、冷却系统以及主轴组建等众多部分组成。其中数控机床中的电气系统是其中核心部分，承担着数控机床各个部件协调作业的职责，内部结构较为复杂，接收控制面板发出的指令，传送到机床各个部门，控制机床运行状态[1]。电气系统包含数控单元、伺服放大器、伺服电机、编码器、光栅尺，检测开关、电磁阀还可以有变频器和继电器等。

作为数控机床的中枢，数控系统使用好坏直接影响到数控机床性能的发挥，能否正常执行生产任务。所以，加强对数控系统可靠性研究是必然选择，同时成为用户在选购机床最主要的衡量标准，在当前竞争愈加激烈的市场中，国外数控机床企业凭借自身强大的经济实力和技术工艺，占据了我国数控机床的半壁江山，能否有效提升数控机床可靠性，已经成为我国数控机床产业持续发展的首要待解决问题之一。

2 数控机床电气系统可靠性低的原因

随着近些年数控机床在制造领域的广泛应用，社会各界对其认知水平有了显着提高，数控机床作为一种先进的技术工艺，容易出现毛病的部分多为电气控制部分，只有少部分原因是由于机械部分造成的[2]。电气控制作为数控机床中核心组成部分，出现故障率较高，将直接影响到数控机床设备的正常运行。经过大量实践证明，数控机床电气系统故障多数是由国产机电质量元件质量不高造成的，就我国机电元件质量差的问题来看，主要体现在检测开关、继电器、电磁阀、信号通讯电缆及电源供给模块和PLC输入输出模块等方面，同国外生产的机电元件质量差异较大。

经国外权威数据统计得出，计算机故障问题有超过九成是由于电源自身故障导致的，强电设备对于电源存在不同程度的额影响，在实际运行中会产生较强的脉冲噪声，这种噪声通过多种途径传到到设备各个部分，影响电子设备的正常运行[3]。所以，针对此类问题，需要结合电磁兼容性原理，从电源方面采取措施，抑制外界的脉冲干扰。

3 提高数控机床电气系统可靠性的措施

3.1 可靠性设计

数控机床电气系统可靠性大小有很大一部分原因是在设计阶段决定的，通过对数控机床制造和生产管理实现。一般说来，只要能够提升可靠性的设计技术，都可以将其称之为可靠性设计，但是由于当前我国数控机床电气系统产品质量偏低，在生产制造过程中缺乏科学可靠的数据信息，所以难以切实的对机床可靠性进行预估和评价。我国在机床设计阶段可靠性措施主要有以下几种，包括健全可靠性设计准则、可靠性设计检查表以及设计评审，对于存在的故障问题进行可靠性改进设计。其中可靠性设计准则是日本数控机床设计的主要方法之一，是指对产品故障和危害程度进行分析，以此为基础，选择更为可靠的元器件，进行优化设计，切实提升产品的可靠性[4]。

3.2 电源设计

通过大量实践证明，如果想要提升数控系统可靠性，首先需要结合实际需要，解决电源问题，以此为突破口，强化电源适应能力。由此，应选择降额设计技术，选择功率器件和电源滤波器等，其中主要内容包括对电流和电压进行降额，还包括对温度、振动等环境应力的降额。所以在数控机床电气系统设计阶段，首先需要结合实际要求留有余量，在环进结构设计中充分考虑到抗振和散热方面技术的选择，以求进一步提升数控机床的可靠性。

3.3 先进的装配工艺和制造技术

数控系统的可靠性，需要通过对设备的制造和装配实现，如果装配工艺水平差，那幺可能保证数控系统的可靠性，所以需要构建完整的可靠性体系。制造和装配工艺落后，那幺就需要手工劳动，耗费大量人力资源，加剧成本。在硬件方面很难有效提升数控电气系统可靠性，所以针对此类问题，需要尽快建立可靠性保证体系，加大软件研发力度，有计划、有组织的进行控制和管理。与此同时，对于数控电气系统进行可靠性论证，制定科学合理的考核方法，以此来提升数控机床电气系统可靠性。

参考文献：

[1]王丹娜，李剑雄.数控机床电气系统可靠性概述[J].商品与质量·学术观察，2012，12（7）：307.

[2]曲在先.提高数控机床PLC的可靠性探讨[J].城市建设，2012，13（10）.

[3]吴宪.提高机床PLC的可靠性探讨[J].城市建设，2012，22（10）.

[4]朱伟，赵中敏.数控机床电气控制系统可靠性增长研究[J].电子产品可靠性与环境试验，2013，26（6）：43-46.