淺析數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用
時(shí)間:2017-11-03引言
機(jī)械加工技術(shù)的提升為機(jī)械制造業(yè)提供了更為廣闊的發(fā)展空間,而機(jī)械制造中最關(guān)鍵的數(shù)控技術(shù)與國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和綜合國力的提升有著密切的聯(lián)系,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用程度彰顯著一個(gè)國家的科技水平和現(xiàn)代化步伐。數(shù)控技術(shù)運(yùn)用自身的數(shù)字化功能,比如數(shù)控深孔鉆可以有效控制機(jī)械加工的設(shè)備和過程,并采用數(shù)控設(shè)備、數(shù)控編控等技術(shù)使得機(jī)械加工更加地系統(tǒng)化,大大提高了機(jī)械加工的準(zhǔn)確度和技術(shù)性,減少了機(jī)械加工誤差,保證了機(jī)械加工的質(zhì)量。
一、數(shù)控技術(shù)的基本概念與特點(diǎn)
數(shù)字控制技術(shù),簡稱數(shù)控技術(shù),是指采用數(shù)字化的技術(shù)對生產(chǎn)運(yùn)作過程中的工作進(jìn)行自動(dòng)化控制的一門技術(shù),追求對整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)作過程中全方位、智能化的控制,所控制的對象一般包括速度、角度和位置等。數(shù)控技術(shù)包含傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感檢測技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)等,主要是采用計(jì)算機(jī)控制,預(yù)先編程后利用編程好的控制程序?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的控制功能,以此增強(qiáng)機(jī)械加工的靈活性并且提高設(shè)備的工作效率。數(shù)控加工技術(shù)不同于傳統(tǒng)的加工技術(shù),數(shù)控技術(shù)具有以下一些特點(diǎn):(1)能高質(zhì)最地完成一般機(jī)床難以完成的復(fù)雜零件和曲面形狀的加工;(2)能方便地改變加工工藝參數(shù)(如切削用量),因而利于換批加工和新產(chǎn)品的研制;(3)可實(shí)現(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序加工,從而確保高質(zhì)量的加工精度同時(shí)又減少了輔助時(shí)間;(4)采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)工具,既減少了換刀和安裝時(shí)間,又提高了工具標(biāo)準(zhǔn)化程度和工具的管理水平;(5)便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造。
由于微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的性能有了極大的提高、功能也不斷的豐富,在先進(jìn)數(shù)控技術(shù)的背景下,機(jī)械加工的不同領(lǐng)域也得到了不同的發(fā)展需求。數(shù)控技術(shù)綜合了電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、數(shù)控工藝和數(shù)控程序編制、軟件的開發(fā)與應(yīng)用等多項(xiàng)技術(shù),具有高速度、高效率、高精度、高可靠性即時(shí)智能控制等優(yōu)勢,已經(jīng)成為了先進(jìn)機(jī)械加工的主體。
二、數(shù)控技術(shù)在我國機(jī)械加工中的應(yīng)用
我國的機(jī)械加工數(shù)控技術(shù)起步較晚,始終處于低檔技術(shù)快速膨脹,而高檔技術(shù)依靠進(jìn)口的局面,造成了我國數(shù)控加工技術(shù)受制于人。通過對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用文獻(xiàn)與歷史的調(diào)查分析這與我國數(shù)控設(shè)備企業(yè)粗放型管理密切相關(guān)。由于,數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量以及精度、性能等方面的落后使得國內(nèi)數(shù)控技術(shù)中端發(fā)展極為緩慢,影響了我國數(shù)控技術(shù)的高精度發(fā)展。另外,我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用與集成能力較低也影響了數(shù)控技術(shù)的推廣。目前,我國數(shù)控機(jī)械加工領(lǐng)域的培訓(xùn)工作尚處于初級階段,所培訓(xùn)的人員僅為基本操作人員。高級數(shù)控編程、應(yīng)用、設(shè)計(jì)人員則相對缺乏。這一情況也制約了我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展。目前,我國數(shù)控技術(shù)在以下幾個(gè)機(jī)械加工領(lǐng)域得到初步應(yīng)用:
?。ㄒ唬?shù)控技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用
工業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)機(jī)器人和傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)都是由控制單元、驅(qū)動(dòng)單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。在工業(yè)生產(chǎn)中,數(shù)控技術(shù)主要運(yùn)用在機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上(如輕工業(yè)的食品加工制造、造紙印刷等)和復(fù)雜的惡劣勞動(dòng)環(huán)境下(如重工業(yè)的金屬冶煉、化肥加工、農(nóng)藥加工、資源的開采)??偟膩碚f,數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有助于改善工作人員的勞動(dòng)條件,保障工作人員的人身安全,節(jié)省勞動(dòng)力。尤其,數(shù)控技術(shù)的高精度特點(diǎn)能夠在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)還能保證生產(chǎn)的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)低成本高效率。數(shù)控技術(shù)的操作主要是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制的,只要把編好的程序安裝在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,發(fā)出指令它便能自動(dòng)工作。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤或者故障的時(shí)候,傳感系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)則會(huì)把發(fā)生的錯(cuò)誤故障信息傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng),同時(shí)發(fā)出報(bào)警的信號,并且會(huì)自動(dòng)停止相應(yīng)的工作,起到保護(hù)的作用。
?。ǘ?shù)控技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用
在機(jī)械加工領(lǐng)域發(fā)展過程中,機(jī)床設(shè)備控制技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的技術(shù),是現(xiàn)代機(jī)電一體化的重要組成部分,很大程度地提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率。數(shù)控計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令,通過控制機(jī)床中心系統(tǒng)作用于機(jī)床并執(zhí)行如冷卻泵的起停等各種順序動(dòng)作指令,從而使得機(jī)床能夠按所編的程序自動(dòng)加工出相應(yīng)的零件。數(shù)控技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的機(jī)械零件加工模式,把加工零件的幾何信息和工藝信息進(jìn)行數(shù)字化處理,并由單片機(jī)程序進(jìn)行指令控制,逐漸取代人工操作方法,極大地提高了機(jī)械加工的效率,將數(shù)控技術(shù)運(yùn)用在機(jī)械機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件加工的一體化操作。此外,將計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的機(jī)械加工行業(yè),給機(jī)械制造業(yè)創(chuàng)造多元化的控制功能,擴(kuò)大了機(jī)械加工領(lǐng)域,保證了各項(xiàng)裝置之間有序配合,無需在重新調(diào)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)位置,從而滿足了更加復(fù)雜的功能加工需求,實(shí)現(xiàn)多功能的生產(chǎn)加工要求。
(三)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用
隨著機(jī)械加工技術(shù)和加工工藝的不斷發(fā)展,機(jī)械加工設(shè)備及其加工的控制系統(tǒng)也在相關(guān)技術(shù)的發(fā)展之下得到發(fā)展和升級。由于相應(yīng)的機(jī)械加工設(shè)備控制系統(tǒng)在不斷更新變化,各種機(jī)殼的毛坯制造商開始積極引進(jìn)先進(jìn)焊件。而采用數(shù)控氣割技術(shù),能夠處理好諸多問題,尤其是能夠輕易地解決傳統(tǒng)機(jī)械加工難以實(shí)現(xiàn)的單件下料問題,只需保持壓縮接觸面積的均勻,就能夠很好地滿足密封功能的要求,進(jìn)而有效地保證了產(chǎn)品內(nèi)外環(huán)凸凹曲面的加工精度,實(shí)現(xiàn)了毛坯料到成品過程的持續(xù)加工。此外,在機(jī)械浮動(dòng)油封的結(jié)構(gòu)里引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng),極大地提高了機(jī)械設(shè)備加工效率,由于現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)備通常與數(shù)控鏜銑床編程加工有機(jī)結(jié)合起來,只需通過事先編制好的齒形子程序,再進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械加工與結(jié)合角度偏置,從而維持了正常的產(chǎn)品質(zhì)量要求,更好地滿足各種精度要求,并能在生產(chǎn)加工效率上實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。
三、加快我國機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展策略
?。ㄒ唬┙?shù)控技術(shù)專業(yè)平臺(tái)
我國應(yīng)從數(shù)控技術(shù)專業(yè)平臺(tái)化建設(shè)入手,實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)專業(yè)化平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的完善。通過數(shù)控專業(yè)化平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)完善促進(jìn)我國數(shù)控加工設(shè)備生產(chǎn)的低成本化,提高我國數(shù)控設(shè)備的市場競爭力。另外,通過專業(yè)化平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的完善還有助于各企業(yè)間的聯(lián)合,實(shí)現(xiàn)國際市場競爭水平的提高。標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)平臺(tái)建設(shè)也為我國高端數(shù)控技術(shù)的研究與發(fā)展奠定了基礎(chǔ),為我國數(shù)控技術(shù)的推廣與應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
(二)加快數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專項(xiàng)人才培養(yǎng)
針對我國數(shù)控專業(yè)基礎(chǔ)人才與高級數(shù)控人員緊缺的現(xiàn)狀,我國應(yīng)進(jìn)一步完善數(shù)控加工技術(shù)的培訓(xùn)體系,以基礎(chǔ)性應(yīng)用培養(yǎng)與高校專業(yè)應(yīng)用教學(xué)等多方面的完善實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工研究與應(yīng)用人才的培養(yǎng)。通過對數(shù)控技術(shù)研究與應(yīng)用人才培養(yǎng)體系的完善,為我國數(shù)控加工技術(shù)、設(shè)備的研究與生產(chǎn)、機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
?。ㄈ┙⑼晟聘叨藬?shù)控技術(shù)自主創(chuàng)新體系
我國高端數(shù)控技術(shù)存在依靠進(jìn)口、價(jià)格高、推廣難的問題,因此,我國還應(yīng)加快高端數(shù)控技術(shù)自主創(chuàng)新體系的建立與完善。鼓勵(lì)數(shù)控技術(shù)研究與開發(fā)企業(yè)進(jìn)行高端數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新,促進(jìn)我國中高端數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展。另外,還應(yīng)完善相應(yīng)的政策與法規(guī),保護(hù)自主創(chuàng)新企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。通過自主創(chuàng)新體系的完善為我國數(shù)控技術(shù)研究與開發(fā)企業(yè)提供基礎(chǔ)的保障,促進(jìn)我國數(shù)控技術(shù)企業(yè)的研究與發(fā)展。
結(jié)束語:
數(shù)控技術(shù)高精度、高效率、高質(zhì)量的特點(diǎn)不僅有效地保證了產(chǎn)品加工質(zhì)量,提高了生產(chǎn)效率,同時(shí)也為工人改善了生產(chǎn)環(huán)境,為企業(yè)節(jié)省了人力資源。我國機(jī)械加工領(lǐng)域中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用尚處于起步階段,我國應(yīng)該加大對數(shù)控技術(shù)的投入與研究,以促進(jìn)我國中高端數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域的快速發(fā)展。