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數(shù)控技術(shù)集傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)、計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù) 、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、液壓氣動技術(shù)、光機電技術(shù)于一體，是現(xiàn)代先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。它不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段，而且是現(xiàn)代各種新興技術(shù)或尖端技術(shù)得以存在或發(fā)展的“使能技術(shù)”。
機床是各個工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的必要裝備。數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展，更是高效率制造和制造高精度、高質(zhì)量、高一致性產(chǎn)品的有力保障。數(shù)控技術(shù)及裝備在機床上的應(yīng)用具有非常廣闊的空間和巨大的市場，我們可以把其應(yīng)用市場分為兩大類：一是數(shù)控機床的制造，二是機床的數(shù)控化改造。
1 、機床數(shù)控化改造
1.1 數(shù)控加工的優(yōu)越性
成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)量、交貨期是衡量企業(yè)生產(chǎn)能力和市場競爭能力的4個要素，采用傳統(tǒng)的非數(shù)控生產(chǎn)方式只有達到一定閾值的大批量的生產(chǎn)才能取得上述4個方面的統(tǒng)一。但在當(dāng)前激烈的市場競爭環(huán)境下，以生產(chǎn)為中心，企業(yè)為主導(dǎo)的賣方市場已轉(zhuǎn)向以市場需求為中心、用戶為主導(dǎo)的買方市場，產(chǎn)品需求呈現(xiàn)多樣化和個性化，且產(chǎn)品經(jīng)濟壽命大大縮短，這首先將形成以多品種小批量的生產(chǎn)方式為主流的生產(chǎn)環(huán)境；其次，衡量企業(yè)競爭力的首位因素也由成本轉(zhuǎn)為交貨期。數(shù)控技術(shù)是先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，數(shù)控加工在現(xiàn)代化生產(chǎn)中顯示出很大的優(yōu)越性。
數(shù)控機床非常適合那些形狀復(fù)雜、精密的零件，可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。
零件加工面臨的一個主要問題是產(chǎn)品的多樣性和批量小的矛盾。數(shù)控機床由于采用軟件控制，可以實現(xiàn)加工的柔性自動化，有效解決產(chǎn)品的多樣性和批量小的矛盾，從而實現(xiàn)對市場需求的快速響應(yīng)和敏捷制造。
數(shù)控加工是按照預(yù)定的程序自動加工，加工過程不需要人工干預(yù)，加工精度還可以通過軟件進行校正及補償，因此加工零件的精度高、尺寸分散度小，產(chǎn)品一致性好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
采用數(shù)控機床可以提高生產(chǎn)率幾倍甚至十幾倍，實現(xiàn)高效率加工。一些數(shù)控機床，具有多工序、自動換刀裝置，可以實現(xiàn)一機多用，不但提高了生產(chǎn)效率，還能節(jié)省廠房面積。
不難看出，應(yīng)用數(shù)控加工還可以降低勞動強度，節(jié)省勞動力，減少工裝，縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，對市場需求作出快速反應(yīng)等等。
1.2 機床數(shù)控化改造市場
1.2.1引進機床
自改革開放以來，我國很多企業(yè)從國外引進技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線進行技術(shù)改造。有些與世界先進機床制造廠合作，不斷生產(chǎn)出具有世界先進水平的各類機床；有些直接購進了大量的各類機床。這一切都為我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了巨大的作用。但是，各類引進機床，有的因為前些年機械行業(yè)的不景氣，或企業(yè)人員及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變，或技術(shù)力量不足而被長期閑置。而電控系統(tǒng)的使用壽命是有限的，一般為5－10年，因此電控系統(tǒng)的故障率不斷增高甚至完全失效的情況在所難免；電子電氣技術(shù)、計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，造成電控系統(tǒng)更新加快，機床出廠時配置的電氣產(chǎn)品停產(chǎn)，給備件更換與維修帶來很大困難；由于新產(chǎn)品制造的需要，原有機床性能已不能滿足使用要求等諸多因素要求我們對其實施更新或升級改造，鑒于當(dāng)今的買方市場多樣化需求和數(shù)控加工所具有的突出的優(yōu)越性，當(dāng)然首選數(shù)控化改造或?qū)υ袛?shù)控系統(tǒng)升級。這是一個很大的機床數(shù)控化改造市場。
1.2.2 二手機床
對于二手機床，尤其是引進的大批二手機床，雖然有一部分尚能滿足使用要求，但是多數(shù)由于缺少經(jīng)驗、技術(shù)、資料及備件等因素，造成雖廉價購進但卻不能繼續(xù)發(fā)揮作用而閑置。其中不乏在購置時就在考慮采購成本的同時就考慮了適時的升級改造需求的機床。這里多數(shù)的二手機床只要再投入適當(dāng)?shù)馁Y金，進行大修改造即可發(fā)揮作用。這同樣為機床數(shù)控化改造提供了一個不小的市場。
1.2.3 普通機床
我國企業(yè)生產(chǎn)第一線仍在使用大量的普通機床，是機床數(shù)控化改造的極大市場。用這些機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。
簡言之，高精產(chǎn)品的市場需求、數(shù)控加工優(yōu)勢的使能、機械制造業(yè)的振興，已經(jīng)為數(shù)控系統(tǒng)研制、數(shù)控機床制造、系統(tǒng)集成、機械加工企業(yè)的技術(shù)改造孕育出一個新興的工業(yè)領(lǐng)域——機床大修與數(shù)控化改造。
1.3 機床數(shù)控化改造途徑
我廠是一個擁有四十余年歷史的紡織機械專件生產(chǎn)企業(yè)，屬于典型的離散型機械制造企業(yè)，擁有大量的進口或國產(chǎn)機械加工設(shè)備，機床數(shù)控化改造需求急切且任務(wù)艱巨。我們認為充分利用自身力量，本著經(jīng)濟實用的原則，加大機床數(shù)控化力度是適合的機床數(shù)控化改造途徑。
1.3.1 我廠的機械、電氣、液壓、工藝工裝等各個方面都有設(shè)計、制造、裝配、調(diào)試人員，因此我們將堅持機床數(shù)控化改造與廠家聯(lián)合，借助其技術(shù)支持，充分利用自身資源，自主改造的思路，從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、執(zhí)行機構(gòu)的選型到軟件參數(shù)的設(shè)置及控制程序的設(shè)計以及具體實施，由技術(shù)人員和工人共同完成。如此以來，有利于培養(yǎng)鍛煉自己的隊伍，充分發(fā)揮他們的潛能，同時也為數(shù)控機床的維修保養(yǎng)提供了極大的便利。
1.3.2 廣義的數(shù)控系統(tǒng)可以定義成由控制單元（PLC、NC、HMI等）、驅(qū)動單元（驅(qū)動器、電機等）、執(zhí)行單元（滾珠絲杠、拖板等）三大部分組成。在做數(shù)控機床改造方案時，我們不應(yīng)該盲目追求國外知名品牌和高檔系統(tǒng)，而要根據(jù)機床的狀態(tài)及工藝要求來選擇數(shù)控系統(tǒng)，力求經(jīng)濟實用，同時要注意一要盡量減少所用數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家及型號，以便于維修和管理以及備件的購買和獲取廠家更好的服務(wù)；二要充分了解所選廠家的維修服務(wù)狀況以及技術(shù)支持力度，以免將來后患無窮。我們曾經(jīng)用過一家知名品牌的HMI，當(dāng)出現(xiàn)故障時被告之需要發(fā)至法國維修，不得已只好購買一臺新的以盡快恢復(fù)生產(chǎn)，或許是一個教訓(xùn)吧。
1.3.3 數(shù)控系統(tǒng)主要有三種應(yīng)用類型：開環(huán)系統(tǒng)，閉環(huán)系統(tǒng)和半閉環(huán)系統(tǒng)。改造時，應(yīng)根據(jù)具體情況進行選擇。開環(huán)系統(tǒng)，控制信號經(jīng)過功率放大驅(qū)動執(zhí)行裝置，不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端，其執(zhí)行的準(zhǔn)確性靠執(zhí)行裝置自身性能保證，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。閉環(huán)系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是系統(tǒng)的執(zhí)行誤差依靠反饋來補正，由檢測裝置測得的實際位置反饋信號，與給定值進行比較，組成一個閉環(huán)，并將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)進給系統(tǒng)更高的精度系統(tǒng)，但在結(jié)構(gòu)上比開環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，設(shè)計和調(diào)試都比開環(huán)系統(tǒng)難。把反饋檢測裝置安裝在中間傳動單元而不是執(zhí)行機構(gòu)末端，間接測量執(zhí)行部件位置的“半閉環(huán)系統(tǒng)”在工程應(yīng)用上往往更為普遍。
1.3.4在計劃實施機床數(shù)控化改造前，作技術(shù)可行性分析和經(jīng)濟可行性分析也是必需的。主要是瞄準(zhǔn)擬改造目標(biāo)及加工對象，對其進行結(jié)構(gòu)、性能、精度等技術(shù)現(xiàn)狀的全面分析。其中包括機床原來的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理；機床的基礎(chǔ)部件和結(jié)構(gòu)件是否仍然完好等。同時考慮其投入產(chǎn)出率或投資回報率以及改造所需資金來源，甚至以新購取代改造的可行性。
2、 數(shù)控機床的維修和管理
數(shù)控技術(shù)是知識和資金密集型技術(shù)，數(shù)控機床的維修、管理具有其特殊性。隨著企業(yè)機床數(shù)控化率的不斷提高，為保持設(shè)備完好以充分發(fā)揮其效用，我們認為有必要針對其特殊性組織和開展有效的維修、管理工作。
2.1 針對數(shù)控機床的特點，制定和健全并嚴格執(zhí)行相應(yīng)的管理制度，例如制定數(shù)控機床管理制度、安全操作規(guī)程、維修制度、技術(shù)管理辦法、維修保養(yǎng)規(guī)程、劃分維修技術(shù)人員和工人的職責(zé)范圍等，使管理更加規(guī)范化、系統(tǒng)化。
2.2 我廠內(nèi)部多個部門擁有數(shù)控設(shè)備，使得設(shè)立數(shù)控設(shè)備維修組對企業(yè)數(shù)控設(shè)備實行集中管理和維修非常必要。我們企業(yè)總公司組織下屬各企業(yè)共同成立了松散型數(shù)控機床維修專家組，搭建了協(xié)作和共享平臺。
2.3 無論是自主數(shù)控化改造還是直接購置數(shù)控機床，都需要加強其安裝、調(diào)試和驗收工作。尤其對配套的各種資料、使用手冊、維修手冊、附件說明書、系統(tǒng)軟件及說明書等要仔細核對并妥善保存，對系統(tǒng)軟件予以備份。
2.4 建立完善的設(shè)備檔案，一是建立數(shù)控設(shè)備信息庫，詳細描述其規(guī)格、型號、各組件型號規(guī)格和廠家、技術(shù)參數(shù)、易損件等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，二是建立完善的維修檔案，詳細記錄機床的運轉(zhuǎn)和故障情況、發(fā)生故障的時間、部位、原因、解決過程和方法等，并妥善歸檔，以便在今后的操作、維修和培訓(xùn)工作中參考借鑒。
2.5 建立有效的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)機制，加強維修人員培養(yǎng)和鍛煉。利用設(shè)備安裝、調(diào)試，請生產(chǎn)廠家對操作、維修、編程人員進行現(xiàn)場培訓(xùn)；走出去，請進來，提供更多的學(xué)習(xí)和實習(xí)機會，通過學(xué)習(xí)、參觀、實踐等積累經(jīng)驗；堅持機床數(shù)控化改造與廠家聯(lián)合，借助其技術(shù)支持，充分利用自身資源，自主改造的思路，鼓勵員工通過實際改造以系統(tǒng)學(xué)習(xí)和實踐；適時開辦內(nèi)部學(xué)習(xí)班，請外腦或自主進行針對性更強的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)，以便盡快、系統(tǒng)掌握設(shè)備操作、維修和保養(yǎng)技術(shù)。
2.6 對于數(shù)控機床的維修，要求維修人員以系統(tǒng)維護、編程為重點內(nèi)容，從系統(tǒng)應(yīng)用的角度去開展維修、保養(yǎng)工作，而對于系統(tǒng)內(nèi)部尤其是控制、驅(qū)動單元內(nèi)部的維修則因為其高度專業(yè)化和高技術(shù)性，還應(yīng)該以研制廠家的技術(shù)支持為支撐。
3、 結(jié)束語
作為機械制造業(yè)，提高企業(yè)技術(shù)裝備水平，借助先進制造技術(shù)和裝備，對市場作出快速響應(yīng)，實現(xiàn)高精、高效生產(chǎn)，持續(xù)提供用戶滿意的產(chǎn)品是企業(yè)生存和發(fā)展的必由之路。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展日新月異，加大企業(yè)機床數(shù)控化力度，提高設(shè)備數(shù)控化率必定會行之有效。
