数控机床电气系统可靠性概述

　　摘要：作为支撑工业发展的最主要因素

——制造技术，已被各国放在本国发展规划的

首位。数控机床作为先进制造技术的载体，其存在和发展趋势备受关注。数控机床的发展不
仅影响到航天、航空行业，也与交通、汽车等领域的发展息息相关。随着各行各业对产品精度
要求的不断提高，目前数控机床向着高速度、高精度、高可靠性、多功能性和柔性化发展。目
前，国内企业所需高档数控机床绝大部分依赖进口。究其原因主要是国产机床在质量，尤其
是数控机床电气系统可靠性方面与国外著名品牌相比差距明显。因此加强数控机床电气系统
可靠性的研究具有重要的意义。
　　关键字：

 数控机床 电气系统 可靠性

　　
　　

1.简介

　　数控机床一般是由润滑系统，电气系统，刀库，

CNC 系统，防护装置，液压系统，主

传动系统，冷却系统，主轴组件，进给系统等组成。数控机床的电气系统是指控制着机床各
部件进行工作并协调完成机床加工任务的核心系统。它是由大量的继电器来组成非常复杂的
逻辑控制电路，通过接受来自操作面板及机床其他各部分位置开关所传来的信号并经过逻
辑运算的信号，从而控制机床的运行状态。电气系统通常指的是数控机床除了

CNC 系统和

电源外的所有电气元件和线路连接的部分传感器件，例如电磁阀，变频器，继电器，开关
等。
　　数控系统是整个数控机床的控制中枢，在实际的使用和运行过程中表现优劣，直接关
系到数控机床整体设备是否能够正常运行，完成加工任务。因此，数控系统的可靠性是广大
数控机床用户在选购产品时最为关注的质量属性之一，在越来越激烈的市场竞争中，国外
发达国家的数控巨头凭借他们所拥有的先进技术和生产工艺尤其是在电气系统方面对我国
的数控行业形成合围之势。数控机床可靠性的好坏已经成为我国民族数控产业能否继续发展
的关键所在。
　　产品或者系统在规定的时间内和条件下完成规定功能的能力称为可靠性。产品包含许多
的种类繁多，可以指系统中的零部件，组件及子系统模块部分乃至整个系统。规定的条件，
时间和功能统称为可靠性二要素。如一辆正常的汽车在平坦的道路上行驶和在崎岖的山路上
行驶，其表现的可靠性是完全不同的。可靠性的评价可以使用概率或时间指标，像失效率、
平均无失效工作时间、平均失效前时间等。
　　

2.数控系统可靠性低的原因

　　近几年来数控机床企业界有了一些新的认识，数控机床毛病最多的是电气控制部分，
其次才是机械部分。电气部分故障率高的是数控系统部分，其他部分出现故障的概率很少。
通过对数控机床的故障统计分析得知，电气系统故障绝大多数是国产机电元件质量差所引
起的。其中国产元件存在质量问题最多的包含机械触点继电器、开关、按键、键盘、接插器、屏
蔽电缆、电容、连接器、交流插座等。
　　根据一项国外的统计，计算机的故障中

90%是电源本身的故障和来自电源对干扰的传

导，往往强电设备对电源系统是存在一定的影响的，强电在使用中会产生很强的脉冲噪声
通过各种途径传导影响电子设备的正常运行。根据电磁兼容性

(EMC)原理，首先把电源搞好，

从电源系统抑制干扰更有效。因为电源系统往往是噪声的

“媒体”通过馈线传播干扰。 目前我