機(jī)床電氣控制論文
【摘要】本文介紹了數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性分析方法，分析了故障樹分析方法以及3F分析方法的特點(diǎn)，并闡述了元件質(zhì)量、制造工藝水平、虛接虛焊、電源問題以及機(jī)械噪聲等因素對數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性影響，指出了對電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用分立模塊結(jié)構(gòu)，可以有效的提升系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
【關(guān)鍵詞】電氣論文
1前言
隨著科技快速的發(fā)展，制造技術(shù)也得到了進(jìn)一步的改進(jìn)以及創(chuàng)新，而數(shù)控機(jī)床則是制造技術(shù)最為重要的載體，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展以及可靠運(yùn)行對于制造業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的影響。所以，人們也越來越關(guān)注數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，而數(shù)控機(jī)床的可靠性更是評價(jià)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)性與否的關(guān)鍵性指標(biāo)。在數(shù)控機(jī)床之中，電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是極為重要的一個(gè)子系統(tǒng)，同時(shí)也是數(shù)控機(jī)床中最易發(fā)生故障的系統(tǒng)。所以，要想確保數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行具有更高的可靠性，必須要確保電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有非常好的可靠性。在對數(shù)控機(jī)床的電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析時(shí)，故障樹分析的方法極為重要的一種可靠性分析方法。由于故障樹分析方法具有非常強(qiáng)的系統(tǒng)性，所以，故障樹分析方法也被應(yīng)用在很多的領(lǐng)域之中。不過，現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床技術(shù)不斷的革新與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)也更加的趨于復(fù)雜化，數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生也逐漸的突顯出了動(dòng)態(tài)失效的特點(diǎn)。所以，故障樹分析方法已經(jīng)無法滿足對復(fù)雜數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)失效問題分析的要求，也逐漸的出現(xiàn)了基于動(dòng)態(tài)失效的故障分析方法。近年來，3F技術(shù)開始出現(xiàn)并得到了迅速的發(fā)展，其在分析系統(tǒng)可靠性工作中發(fā)揮著越來越重要的作用，逐漸的被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中，被用來分析不同系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
2數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性分析方法
2。1數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障樹分析方法
在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行過程中，對于運(yùn)行的可靠性有著極為重要影響的便是電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在數(shù)控機(jī)床之中，位于機(jī)床內(nèi)部不同部位之中的一些電氣元件和相應(yīng)的連結(jié)線路便屬于數(shù)控機(jī)床的.電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其也是數(shù)控機(jī)床中極為關(guān)鍵的一個(gè)子系統(tǒng)。而且在數(shù)控機(jī)床之中，該子系統(tǒng)發(fā)生故障的概率是最高的，同時(shí)也是對于數(shù)控機(jī)床可靠性影響最大的一個(gè)子系統(tǒng)。在對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行可靠性分析的過程中，應(yīng)用的最為多的一種方法便是故障樹分析方法，該分析方法已經(jīng)在很多的領(lǐng)域之中得以應(yīng)用。通過故障樹分析方法，能夠找出系統(tǒng)中所發(fā)生的一些基本的故障、故障產(chǎn)生的具體原因以及故障事件出現(xiàn)的概率大小等。所以，采用故障樹分析方法進(jìn)行可靠性的分析是極為必要的。故障樹分析方法最早是在上世紀(jì)的60年代初由美國學(xué)者Watson所提出的，其主要是用來對結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的一些系統(tǒng)進(jìn)行安全性以及可靠性的相關(guān)評價(jià)工作。并且，在之后也逐漸的對故障樹分析方法進(jìn)行了一定的完善與改進(jìn)，使得該分析方法在可靠性分析中的應(yīng)用更為廣泛，故障樹分析方法的具體流程如圖1所示。在采用故障樹分析方法時(shí)，若想防止形成一個(gè)不正確的故障樹模型，要對構(gòu)建故障樹的一些邊界條件加以嚴(yán)格的確定，并且也應(yīng)當(dāng)對一些事件進(jìn)行嚴(yán)格的定義。同時(shí)，在構(gòu)建故障樹的過程中，也不能出現(xiàn)有所遺漏的問題，應(yīng)當(dāng)自上向下對故障樹進(jìn)行逐級的構(gòu)建。
2。2數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的3F分析方法
3F分析方法是經(jīng)過長期的實(shí)踐總結(jié)而得到的，其能夠有效的使系統(tǒng)中的故障得以減少或者徹底的消除，可以最大限度的確保系統(tǒng)的運(yùn)行具有可靠性。通過利用3F分析技術(shù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的故障模式、危害進(jìn)行分析，還可以進(jìn)行故障樹分析，同時(shí)也能夠進(jìn)行故障的分析以及糾錯(cuò)處理，是確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行的一種有效以及實(shí)用的分析方法。
3數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性的主要影響因素
3。1元件的質(zhì)量
在對以往對數(shù)控機(jī)床的維修經(jīng)驗(yàn)來看，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床運(yùn)行故障的原因，很多情況下是因?yàn)樵馁|(zhì)量出現(xiàn)問題而導(dǎo)致的。（1）對于數(shù)控機(jī)床的一些外圍電氣元件來說，會使用到一些接觸式的機(jī)械元件，例如，繼電器以及接觸器等元件。若是這些元件的質(zhì)量較差，極易的導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床中電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定的問題。在這些接觸式的機(jī)械元件之中，所存在的一些質(zhì)量問題主要是觸點(diǎn)位置處的簧片不具有良好的彈性，在使用過程中極易發(fā)生疲勞問題，在動(dòng)靜的觸點(diǎn)位置，接觸過程中所形成的電阻較大。同時(shí)，受到外界環(huán)境溫度升高以及元件的骨架發(fā)生一定的形變等因素影響，極易的導(dǎo)致這些接觸式的機(jī)械元件出現(xiàn)失靈問題。（2）電容器元件出現(xiàn)失效問題同樣也將出現(xiàn)一些噪聲，尤其是電容器的形狀為管狀時(shí)，在引出線和內(nèi)部的電極發(fā)生接觸的過程中，要是出現(xiàn)接觸不良的問題時(shí)，極易的產(chǎn)生較強(qiáng)的噪聲，如果問題較為嚴(yán)重時(shí)，極有可能使得電解液發(fā)生并流問題，并流至電極以及引線的中間位置處，從而引發(fā)漏油現(xiàn)象，使得兩者的接觸電阻急劇增加，幾乎的等同于將兩者切斷。并且，電容器的內(nèi)部絕緣層易發(fā)生老化以及破壞問題，導(dǎo)致電容器的內(nèi)部出現(xiàn)一定的放電現(xiàn)象，同樣會導(dǎo)致非常大的浪涌沖擊問題產(chǎn)生。
3。2制造工藝水平
�。�1）虛接虛焊。進(jìn)行電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安裝作業(yè)時(shí)，對于導(dǎo)線端子應(yīng)當(dāng)充分的壓緊，避免出現(xiàn)松動(dòng)問題，要不然極易導(dǎo)致一些接觸問題以及腐蝕問題的發(fā)生，使得在接觸位置處的發(fā)熱量急劇增加，接觸位置的電阻值會急劇的增大。若在這一時(shí)期內(nèi)有干擾電流的出現(xiàn)，那么接觸位置便會形成非常大的電壓降。而若是電壓屬于放大器裝置的輸入電壓，那么會導(dǎo)致放大器在進(jìn)行電壓輸出的過程中，存在極大的噪聲電壓。而對于一些焊接元件，若是發(fā)生虛焊問題。那么，在管腳的位置處易出現(xiàn)元件的銹蝕問題，雖然元件剛開始使用的過程中不會出現(xiàn)問題，但是在較長一段時(shí)間之后便會誘發(fā)一些噪聲電壓的出現(xiàn)，使得系統(tǒng)受到極大的干擾，引起系統(tǒng)的可靠性不良問題。（2）電源問題。在電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)裝置發(fā)生故障的原因很多情況下是由于電源出現(xiàn)一定的故障而引起的。由于電源經(jīng)常的會受到各個(gè)因素的干擾，所以電源極易出現(xiàn)一些較強(qiáng)的噪聲，而會對電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)造成可靠性極大的不良影響。另外，由于電網(wǎng)在供電的過程中，出現(xiàn)一些供電不穩(wěn)定的問題，同樣也極易的導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生一定的波動(dòng)，使得系統(tǒng)的可靠性受到較大的影響。因?yàn)椴煌钠髽I(yè)之間的用電具有相對大的差異性，僅僅是電網(wǎng)中電壓出現(xiàn)波動(dòng)情況，就會產(chǎn)生相對大的誤差，另外，在輸送的線路之中還存在著很多的諧波干擾，也易導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行過程中的不穩(wěn)定，使系統(tǒng)極易發(fā)生故障。（3）機(jī)械噪聲。數(shù)控機(jī)床自身的固定結(jié)構(gòu)或者一些傳動(dòng)的裝置，在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行時(shí)，若是由于設(shè)計(jì)以及安裝等一些原因而未能全面的考慮周全，便易導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的振動(dòng)，也可能導(dǎo)致個(gè)別的器件的振動(dòng)頻率和電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率相同，形成共振現(xiàn)象。而若是這些元件所在的電路之中含有諧波電路的電容裝置或者是電感線圈裝置時(shí)，便會導(dǎo)致一定的干擾問題出現(xiàn)。若是一些接觸式的機(jī)械器件發(fā)生振動(dòng)，極易導(dǎo)致壓力的不斷變化而引起接觸位置的接觸不良問題出現(xiàn)，而電流在經(jīng)過此位置時(shí)就會形成相應(yīng)的電壓波動(dòng)，從而影響到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
4結(jié)語
在數(shù)控車床中，通常電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成是采用的兩種不同的結(jié)構(gòu)組形式，一種屬于整體的模塊構(gòu)成，而另外一種則是分立模塊構(gòu)成。僅僅就干擾方面來說，采用整體模塊結(jié)構(gòu)所具有的抗干擾性能相對要差。這是由于對于整體的模塊來說，信號線所擁有的長度一般均要長，而且極易的發(fā)生天線效應(yīng)問題，對于一些干擾信號的接收量較大，導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行過程中較多的不穩(wěn)定因素出現(xiàn)。所以，通過應(yīng)用小型的一些分立模塊結(jié)構(gòu)，不僅可以有效的提升系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，同時(shí)也非常的有利于系統(tǒng)功能的進(jìn)一步擴(kuò)充，在運(yùn)行期間也便于維護(hù)，在實(shí)際中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
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