[ 内容简介 ]本文针对数控技术在煤矿机械制造中的应用问题，介绍了数控加工技术的基本知识。根据煤矿机械加工的特点阐述了各种加工机床综合应用，在数控加工中编程人员和操作人员的作用，指出了今后的普通机床的数控改造和选用数控机床原则及发展方向。
1 煤矿机械的产业优势和问题
我国煤矿机械装备工业基础较好，在建国后几十年的建设和发展中，企业门类齐全，配套能力强，研制了以电牵引采煤机为龙头的液压支架、重型刮板和带式输送机、重型掘进机、提升机等配套的产品，为我国煤炭工业现代化建设和社会发展作出了辉煌的贡献。
回顾煤矿机械制造的发展过程，在过去计划经济下形成了企业大而全、小而全，专业化协作水平低。产品采用单件、小批量生产的，零件加工一般采用通用机床。由于生产效率和加工质量完全取决于操作者的水平，因此，存在制造成本高、质量不稳定、生产周期长等缺点，我国大多数煤矿机械厂的建厂历史比较长，设备陈旧、老化、技术装备更新步伐普遍低。前些年煤矿生产的不景气，直接影响了煤矿机械厂的发展，企业开工不足，经济效益大幅度降低，工资难以兑现的困难造成的设备老化、工程技术人员和技术骨干工人流失、开发创新能力低等问题，资金困难造成设备维护保养跟不上，带病运行，管理人员出工不出力，造成质量不稳定，服务水平下降、直接影响了煤机产品在市场上的信誉，也制约了企业设备更新和产品的发展。随着社会主义市场经济体制的逐步完善，国际经济一体化进程的发展和我国加入 后，煤矿机械行业面对国内外 个市场的竞争将更加激烈，市场竞争最终是符合市场需要的性能和价格比高的产品。在新形式下，如何提高产品的质量和可靠性，提高综合素质和竞争能力，优化配置资源，转变经营观念，降低成本，提高产品的质量和可靠性，改进老产品，研制高技术、高附加值的产品等课题，在很大程度上与所采用的加工设备及技术方法有关。说明需要更新改造传统的技术装备，以适应市场经济和加入关贸后的挑战。
2 传统设备的更新和改造
20世纪80年代，部分煤矿机械厂首先对在用的CA6140车床进行了单板机数控改造，采用了步进电机和滚珠丝杠驱动，在小溜板箱上把刀排的办法。由于单板机存储容量有限，安装的刀具不多，手工输入程序费时和易出错等问题，主要用于加工批量较大、工序较少、精度较高的液压零件，提高了工作效率，取得了较稳定的产品质量和经济效益。之后，部分企业购买了数控机床和较先进的数控加工中心设备，建起了专用数控厂房。数控加工机床一次性投资比较大，数控机床在特定的条件下具有较高的生产率和加工质量。人们对具有高效、高质量数控设备寄托很大的期望，不仅希望能改变制造能力达到先进水平，还认为一切工作交给数控设计人员和数控机床，可以开发生产出世界先进水平的煤机产品。数控机床只有充分发挥编程人员和数控机床的各自优势，可以大大提高工作效率和生产出高精度零件。通过改变加工程序，可以方便地改变加工零件，但是如果按照传统的生产管理方式安排零件的加工，每更换一种加工零件，都需要重新编制加工程序，输入计算机控制机床工作，还需要调整机床的工装等辅助工作，增加了较多的调整时间，使数控机床的效率大大降低。数控机床要求毛坯、刀具、进给、热处理等必须符合规定的要求，在零件加工中不能对随机出现的各种问题进行调整，对于频繁更换和易于出现问题的零件加工不能及时处理，质量得不到保证。数控机床操作人员主要由普通机床机械加工工人担任，在对数控设备的应用中套用普通设备加工的思路，对计算机的使用，对数控机床高速切削的特性、数控刀具的选择、切削参数的选择缺乏科学性，加工程序的优劣及加工效率的高低完全取决于操作工人素质的高低，也就不能最大限度地发挥数控设备的加工效率。极大地影响了数控机床效率的发挥。数控机床种类较多，设备的控制系统繁杂，不同企业生产的数控加工机床采用的程序不同，给技术人员、操作人员的编程使用和维护带来很大困难，大大限制了零件的加工。早期数控机床功能不强，没有设置通讯接口，在加工零件种类繁多时，大量的加工程序主要靠纸带和手工键盘输入，频繁重复的零件准备工作浪费了大量的工作时间，直接影响了数控机床的效率。资金困难，直接影响了设备的正常维护和配套刀具的更新。上述等原因，使数控机床在许多煤机企业闲置或由操作者直接进行键盘输入程序控制机床加工零件，投入大量资金购置的数控机床并没有达到人们的预期的愿望。影响了数控机床在煤机企业的推少广使用。
3 数控技术
数控机床是综合应用了传统的机械制造技术、微电子技术、计算机技术、现代控制技术、自动检测技术等多学科的技术而发展起来的现代化机床，核心技术是软件开发及高精度高效的机床，数控系统的发展主要由计算机软件的性能决定的。数控机床自20世纪70年代采用了计算机之后，解决了控制系统的可靠性，高性能和较低的成本的问题。数控系统经历了采用电子管、品体管、小规模集成电路、令用计算机、硬件数控和以超大规模集成电路微处理器为核心的计算机数控的过程。20世纪90年代以来，个人计算机的性能已发展到相当高的水平。由十采用了工业控制级的个人计算机，除了具有通用个人计算机的卓越性能外，微处理器(C:PU)运行速度越来越高，已普遍采用了32位和64位字长，存储器容量达到120 G，体积很小。由十大批量生产，使生产成本下降，可靠性提高，操作系统采用了人机界面良好的Windows，使得PC:操作更为简便直观，三维图形显不及工艺数据库的建立，使以前在中、小计算机工作站的CAD/CAPP/CAM软件，可以在PC:机上运行，在加工的PC:的开发性，个人计算机上几乎所有的新技术都应用十数控系统，使数控系统的运算速度和处理能力不断提高，硬件系统的标准化、通用化和模块化。由十提供了开放式平台，采用通用计算机规范设计，为数控生产企业和用户提供了良好的二次开发平台，吸引了大量技术人员投入了软件二次开发，开发出了可供数控系统应用的极为丰富的软件资源，使数控功能得到了极大地发展。凡是在个人电脑上可运行的C:八D/C八PP/C:八M软件，都能在开放式数控系统中运行。数控系统不仅在控制刀具运动轨迹、控制轴的数目、机床运动的精度和功能得到提高，采用不同的软件还能完成自动编程，自动检测，软件精度补偿，自动换刀，动态加工图像显不，现场编程，故障自动诊断功能，能实现多个数控机床之间的数据交换，采用通用工业控制网络后为柔性制造(FMS)和计算机集成制造(CIMS>奠定了基础。
数控机床的工作过程是将被加工的零件的几何形状和尺、工艺参数按一定的规则用数字来描述，即转化为数字代码表不，对加工过程中的机床运动的轨迹、主轴的转速、刀具的选用、刀具的进给量、切削深度、机床的辅助工作都由编程人员在加工前编制成计算机能识别的程序，然后将程序通过人工用键盘输入或通过程序载体穿孔纸带、磁盘和各种存储器输入计算机系统。通过计算机的运算和处理后，然后由数控机床的驱动电路发出指令让伺服系统工作控制机床实现自动加工，加工过程不需要人工干预，可以进行高精度加工和多样化加工，完全可以取代其他的加工方法。采用数控机床可以提高生产率，对十复杂零件的加工精度，生产率可提高10几倍，甚至更高。数控加工中心机床，具有多工序、自动换刀装置，因此可以实现一机多用，不但提高了生产效率，也能节省)一房ICI积。数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件。可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。
4 煤机企业数控设备的应用和发展
进入21世纪，煤炭仍然是我国的主要能源，维持煤炭较大规模生产需要机械化设备，煤矿机械行业将面临严峻的挑战和机遇。在激烈的市场竟争的条件下，如何谋生存、求发展，煤机行业本身的水平关键要看创新能力、人员素质和企业素质的提高。要根据企业自身的情况，量体裁衣，首先要提高整体素质，建立科学、高效的管理体系，企业设备数控化程度高低，(数控设备占主要设备拥有量比率)是代表工业化水平的标志。数控机床应用得好坏，很大程度上与编程和操作者的水平有关。真正做到以人为本的原则，创造条件积极开展为编程人员和操作者数控工艺及数控程序的编制学习和培训工作。尽快解决企业缺乏有经验的编程人员现状。在转变观念的同时，要为设计和工艺部门配备高性能的计算机和应用软件。同时要提高企业领导对应用数控化技术改造传统设备任务的繁重性、重要性和紧迫性的认识。在面对市场需求增加的同时，还要清醒看市场，稳妥求发展，还要抓开发、抓销售、抓质量、抓服务，不要盲目增加生产能力。组建符合)一情的生产模式，机床的配置上要根据被加工零件的图纸的复杂程度、精度、材质、数量和热处理等因素来选择机床:
(1)机床选用的前提①能否保证零件的技术要求，达到图纸要求的加工质量;②能否有利十提高生产率;③能否充分利用现有的设备，降低生产成本，最后进行综合分析。
(2)机床选用原则①当零件不复杂，加工精度较低，生产批量较小时，宜选用普通机床;②对十多品种、中小批量的零件，当零件复杂程度高时，宜选用数控机床;③当零件批量很大时，最好选用令用机床;④当零件批量较大，复杂程度较高时，宜选用数控冬一用机床。
根据煤矿机械的具体情况，不可能进行全面投资购置大量数控加工机床等设备，要充分利用好现有的各种型号的加工机床，采取普通机床加数控机床的生产模式，制定出加工精度等级，数控机床与普通机床最大的优势在十精加工精度高重复性好，加工质量稳定。精度要求低的在普通机床上加工，精加工要求高的在高精度的数控机床上加工。从20世纪80年代末，数控技术在国内外都得到了很大的发展，应用先进数控技术来改造传统设备，已成为成熟技术。在充分发挥数控机床优势同时，要针对目前企业主要装备是普通机床的现状，充分利用现有的设备资源，在普通旧机床基础上，按照要求，选择国产或进口数控系统，对旧机床实行数显、数控改造。通过数控化改造使之成为全新概念的数控机床，达到投入少，易操作，功能和精度较高并能满足要求，来实现整体机床数控化的提高，以适应日益复杂的制造过程。制造业是国民经济的核心之一，我国制造业工业总产值约占全国GDP的42.5%。随着中国加入WTO和经济全球化，中国正在成为世界制造业的中心。数控是先进制造技术的基础技术。煤矿机械企业要开发高质量，高技术含量的新产品，必须积极采用新技术推少’一新工艺，要充分发挥人的作用和数控机床的优势。根据煤机产品多数是单件小批量生产规模，在推广好CAD/CAPP/CAM的同时，应将成组技术用十零件加工中，在改造旧的普通机床和利用好现有的数控机床的基础上。条件成熟时一，积极做好推广计算机集成制造技术和网络化制造技术。通过改变煤机企业装备，实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等有效方法。使产品达到国内先进水平，改变煤机企业技术和装备落后的现状关键手段，以适应市场经济和加入关贸后的挑战，在国内外2个市场的激烈竟争中取得更大发展。