淺談數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

機(jī)械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個過程的工程學(xué)科。機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。隨著社會的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的要求也越來越高:品種要多樣，更新要快捷，質(zhì)量要高檔，使用要方便，價格要合理，外形要美觀，自動化程度要高，售后服務(wù)要好。要滿足人們越來越高的要求，就必須采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動化的關(guān)鍵，直接影響到國家工業(yè)的發(fā)展和綜合國力的提高。在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來越受到重視。隨著計算機(jī)技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場產(chǎn)品競爭的加劇，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場的變化能力，就需要利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度地將現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)，將機(jī)械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個新的水平，從而滿足現(xiàn)代市場的競爭需求。

一、數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生的必然性

21世紀(jì)，先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的，既保持了過去制造技術(shù)中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程。先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生了一個完整的技術(shù)群，它是具有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域，是21世紀(jì)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)構(gòu)。

二、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)機(jī)器人和傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)一樣，是由控制單元、驅(qū)動單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的。它主要運(yùn)用于機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上，或者是復(fù)雜惡劣的勞動環(huán)境，完成人類難以完成的工作，在很大程度上改善了勞動條件，保證了生產(chǎn)質(zhì)量和人身安全。在實(shí)際操作中，控制單元由計算機(jī)系統(tǒng)組成，指揮機(jī)器人按照寫入內(nèi)核的程序向驅(qū)動單元發(fā)出指令，完成預(yù)想的操作，同時同步檢測執(zhí)行動作，一旦出現(xiàn)錯誤或發(fā)生故障，由傳感系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)反饋到控制單元，發(fā)出報警信號和相應(yīng)的保護(hù)動作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由伺服系統(tǒng)和機(jī)械構(gòu)件組成。有動力部分向執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在驅(qū)動元件的作用下完成規(guī)定操作。面對現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的需求，具備了控制能力的機(jī)床設(shè)備是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。計算機(jī)數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了良好的機(jī)床控制能力。把計算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，用數(shù)控技術(shù)對機(jī)床的加工實(shí)施控制，這樣的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床。它是以代碼實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數(shù)字碼記錄在控制介質(zhì)上，從而發(fā)出控制指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動加工出所需零件。

汽車工業(yè)近20年來發(fā)展尤為迅猛，在快速發(fā)展的過程中，汽車零部件的加工技術(shù)也在快速發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，更加快了復(fù)雜零部件快速制造的實(shí)現(xiàn)過程。高速加工中心和其他高速數(shù)控機(jī)床組成的高速柔性生產(chǎn)線，集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機(jī)床剛性自動線的生產(chǎn)效率，從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)模”的傳統(tǒng)觀念，實(shí)現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。數(shù)控加工技術(shù)中的快速成形制造技術(shù)，在復(fù)雜的零部件加工制造中可以很輕易方便地實(shí)現(xiàn)。不僅如此，數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)等，在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的應(yīng)用。21世紀(jì)的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)離不開數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用。

近年來，我國的制造業(yè)不斷采用先進(jìn)制造技術(shù)，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍然存在一個階段性的整體差距。機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，由于采用封閉的體系結(jié)構(gòu)，其通用性、軟件移植性、功能擴(kuò)展和維修都比較困難。開放式體系結(jié)構(gòu)的計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)。開放式計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu)，顯示了優(yōu)良的性能，能適應(yīng)各種計算機(jī)的軟件平臺，具有統(tǒng)一風(fēng)格的用戶交互環(huán)境，操作、維護(hù)、更新?lián)Q代和軟件開發(fā)都比較方便，具有較高的性能價格比，已成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的方向。PC機(jī)進(jìn)入數(shù)控領(lǐng)域，極大地促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也為我國在數(shù)控生產(chǎn)領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國家提供了機(jī)遇。

(作者單位:山東省萊蕪市高級技工學(xué)校)