数控机床在矿用机械加工中的应用

薛猛 王磊 张光玉 张强

山东能源重型装备制造集团有限责任公司新汶分公司 山东新泰 271222

数控机床是集合电子技术、自动化、测量和电气等技术为一体的自动化等技术为一体的自动化设备，其主要起到实时控制设备的作用，一旦设备某出现故障，机床设备就好立即停止运行，会影响生产效率。数控机床统一了机械生产系统，实现了自动化生产、制造、检验，一切工作都是根据系统指令完成的，自动连续加工提高了产品生产效率和质量。

1 矿用数控机床结构

数控机床主要是由控制面板、伺服、测量、CNC以及驱动等部分组成的，在数控系统中，计算机系统占据主要位置，系统会处理输入和输出敏玲，进而对生产加工进行操作，而在操作时，控制面板作为媒介用于程序传输工作。控制系统是数控机床实现信息交换的主要载体，其能够与控制中心、机床开关实现信息传输，本身的信息存储空间巨大[1]。但是，信息交换地址已经预设完成，不可随意修改。

2 矿用机械数控机床的设计

2.1 基件选择

普通数控机床一般使用Z80CPU，单片机则选用MCs-51，这是由于其配套芯片价格比较低，但是普及性和实用性比较高，便于维修和制造。

2.2 控制系统设计

在设计控制系统时，需要遵循以下要求：①完整性，保证工业生产和机器设备的需求能够被满足。②经济性，产品的设计要确保简单实用，具有较高的性价比。③可靠性，设计的控制系统运行保证稳定可靠。④发展性，对目前的生产工艺进行检查后能够为其后续的拓展留有空间。机床传动可以协调不同速度下各工件的运行情况，其传动性会影响零件生产效率及质量，因此，机床设计时需要考虑其传动性[2]。同时，在设计时还需要要考虑机床的经济性，利用原电动机床使机床实现传动，提高机床的运行效率。在机械加工设计时，需要对切削转距和电压做出考虑，考虑到电机转速的变化，需要加入变频调速系统，以保证机械换挡顺利，提高生产精度，确保机械零部件运行正常。

2.3 传动、驱动系统设计

传动系统是将系统指令传送至工作部位，驱动系统则按照指令设定工作，所有加工处理等工作由机械完成，对于参数要求高的零件生产要根据传动要求来设置，设置完成后由系统统一生产高标准零部件。参数设置能够减少甚至消除滚珠丝杠螺母副间轴向间隙，提高操作传动刚度。

2.4 伺服系统设计

数控机床伺服系统包括开环、闭环和半闭环这三种，其中闭环系统优势明显，机床精度高，补偿运动误差很小，能够消除间隙与干扰对机床精度产生的影响，但是，闭环系统相对于其他系统而言，操作难度高，调试维修难度大，生产成本高，在实际运行时，闭环系统使用性较低[3]。

3 矿用机械加工中数控机床的应用

3.1 产品加工上的应用

对于矿用机械加工而言，其所需要的大量产品都是由数控机床来实现的，数控机床通过自动控制系统，对生产工作进行参数设计，生产机械根据机床预设的参数开展生产工作，实现自动化生产，降低了生产制造成本，同时也提高了生产质量和效率。此外，利用数控机床也可以缩减程序调试时间以及加工设备运行准备时间，使零件的加工时间能够得以缩减，为企业提高经济效益起到了推动作用。此外，根据加工规律和工作人员经验建立参数模型，数控机床利用参数模型实现产品的加工生产，提高加工工艺，同时使生产时间得以缩短。

3.2 高速加工上的应用

对于矿用机械加工人员，数控机床的应用能够实现高速加工，使矿用机械的生产效率得到提升，同时能够提高矿用机械的质量，完善机械设备，为矿产开发和加工处理效率提升奠定了基础。比如，菲利普斯机械工制造公司，将传统机床更换为数控机床后，矿用截齿产品的加工效率得到了大幅度提升。由此可见，数控机床的应用能够提升矿用机械的加工速度，丰富机械加工的流程，实现自动化加工[4]。此外，数控机床实现了智能化生产，其通过自适应技术能够对刀具、机床加工等工作稳定程度作出辨识，并以此调整加工参数，使设备运行稳定，加工速度和精度都能给得以提升。同时，机床智能化也实现了故障诊断和修复，其能够根据系统故障信息进行自行检测维修，及时解决数控机床运行错误，确保生产顺利，在一定程度上也实现了高速加工。

3.3 产品分解上的应用

利用数控机床技术，整合光电学、计算机以及力学等学科，将其连成一个统一的整体。按照加工技术和工场规定来分解材料、产品质量以及加工精度等参数，将生产各部分参数设置好，数控机床可以自行进行生产分配，例如金属切削机床的生产加工。此外，数控机床也实现了高精度加工生产，利用高速插补技术实现连续生产，实现精细化控制加工，对加工位置进行高精度检测控制，实现高精度生产。

4 结语

综上所述，随着社会的发展，数控机床在机械加工中的应用也已经成为一种发展趋势，其应用发展能够实现人力资源的解放，提高生产质量和生产效率，为社会的持续发展起到一定的推动作用。而随着数控机床的自动化、智能化发展，其对技术人员和操作人员的要求也有所提升，相较于传统机床而言，现代机床稳定性高，故障发生率低，大多数故障都是由于人为操作不当导致的，为了保证数控机床操作的稳定和安全，需要提高工作人员的整体技术，丰富其理论知识，提高人员综合素质，以保证其运行稳定，产品质量和效率得以提升，使生产成本能够降低，实现自动化流水生产[5]。