數(shù)控技術在機械制造中的發(fā)展與應用

井石磊

（西安工程技師學院，陜西 西安 710000）

1 引言

數(shù)控技術是根據(jù)設計和工藝要求，用現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的相關技術，如計算機相關技術、網(wǎng)絡通信技術以及光機電原理等理論知識對產(chǎn)品加工過程進行數(shù)字化信息處理與控制，達到生產(chǎn)自動化，提高綜合效益的一門技術。傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，采用封閉的體系結(jié)構(gòu)，其通用性、功能擴展和維修、軟件移植性都比較差，開放性體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，采用模塊化的體系結(jié)構(gòu)，能使用于各種計算機的軟件平臺，軟件開發(fā)、維護、更新都比較方便。

數(shù)控技術是實現(xiàn)機械制造技術自動化的核心所在，加強數(shù)控技術的發(fā)展應用對機械制造業(yè)的發(fā)展和提高經(jīng)濟綜合實力都具有重要意義。

2 機械制造業(yè)的發(fā)展及數(shù)控技術的特點

2.1 機械制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國的機械制造業(yè)得到了長足發(fā)展，生產(chǎn)能力大幅度提高，規(guī)模不斷擴大，但在技術方面，我國整體技術水平較低，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的品牌很少，產(chǎn)品很難不如尖端產(chǎn)品的行列，核心技術很大程度上依賴于西方發(fā)達國家。提高自主研發(fā)能力是我國目前機械制造業(yè)面臨的亟需解決的問題。

目前，機械制造已從傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)展為自動化信息化的制造，自動化生產(chǎn)不僅對產(chǎn)品的精度有更高的保障，也大大提高了生產(chǎn)效率，擴大了生產(chǎn)規(guī)模，降低了人為操作的危險性。數(shù)控技術作為一門綜合技術，在機械制造領域有著廣泛的應用前景。

2.2 數(shù)控技術的原理

數(shù)控技術綜合運用了計算機、自動控制、電氣傳動、精密測量、機械制造等技術?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)主要通過存儲程序?qū)Ω鞣N機床實現(xiàn)不同的控制，整個數(shù)控系統(tǒng)由程序、輸入輸出設備、計算機數(shù)控裝置、可編程控制單元等部分組成。系統(tǒng)自動加載預先設定的程序，通過輸入設備輸入機床加工所需的各種數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過譯碼、計算機處理、運算，將每個坐標軸的移動分量送達相應的驅(qū)動電路，使機床自動加工出符合要求的零件。

2.3 數(shù)控技術的特點

數(shù)控技術作為典型的機電一體化新型科技，是現(xiàn)代制造業(yè)集成系統(tǒng)的核心，較之傳統(tǒng)加工工藝數(shù)控技術有以下明顯的特點。

（1）信息化。數(shù)控技術廣泛采用計算機技術和網(wǎng)絡通信技術，實現(xiàn)了機械制造的信息化。

（2）維護和管理水平大大提高。數(shù)控技術實現(xiàn)的機械制造加工過程嚴格按照模塊和標準化相關設計參數(shù)進行加工，使加工的各環(huán)節(jié)的時間得到有效控制，時間控制得當，也間接實現(xiàn)了管理水平的提高。

（3）改善精度與質(zhì)量。數(shù)控技術應用于機械制造中，加工過程嚴格按照預先設定的參數(shù)進行加工，避免了人工操作不精確的因素，提高了產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。

（4）利于新產(chǎn)品的研制。數(shù)控技術中在預先寫好程序后，通過輸入?yún)?shù)進行產(chǎn)品加工，由于程序的可移植性和參數(shù)變更的方便，新產(chǎn)品的研制也相對方便。

3 數(shù)控技術在機械制造中的應用

3.1 數(shù)控技術在煤礦機械中的應用

我國是一個煤炭大國，煤炭產(chǎn)量消耗量在能源系統(tǒng)中有重要地位。采煤業(yè)對采煤機的要求較高，采煤機依據(jù)煤礦的具體環(huán)境不同，其機械種類也不同，因此一般的采煤機都是進行小批量生產(chǎn)，傳統(tǒng)生產(chǎn)條件下，單件下料問題是困擾加工單位的一大難題，這也是造成加工成本高的主要原因。采用數(shù)控技術不僅可以加快工作進程，高效率地完成任務，并且使用數(shù)控氣割機還可以精確控制切縫補償值，精確掌控工件的加工余量。

3.2 數(shù)控技術在汽車工業(yè)中的應用

經(jīng)濟的不斷發(fā)展推動著交通運輸業(yè)的快速發(fā)展，汽車作為公民出行的主要交通工具，也在不斷發(fā)展中。數(shù)控技術在汽車零部件的制造中起到了重要的變革作用。傳統(tǒng)的汽車零部件生產(chǎn)，只單一地把規(guī)模效益作為生產(chǎn)目標，數(shù)控技術提高了零部件的加工質(zhì)量，實現(xiàn)了低成本、小規(guī)模、高質(zhì)量的生產(chǎn)。且數(shù)控技術的應用也有利于零部件的更新?lián)Q代，可謂一次投資，長期受益。美國福特汽車公司與Ingersoll機床公司合作，研制成HVM800型臥式加工中心，減少了成本投入，提高了加工效率。

3.3 數(shù)控技術在工業(yè)生產(chǎn)中的應用

工業(yè)機器主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)三個部分構(gòu)成，工業(yè)生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)環(huán)境的限制，很多操作步驟無法實現(xiàn)人工操作或人工操作安全系數(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量不高，數(shù)控技術的出現(xiàn)有效改善了這一現(xiàn)象。數(shù)控技術的使得產(chǎn)品生產(chǎn)效率提高，工作人員的安全有了保障，且利用數(shù)控技術可以通過計算機通信系統(tǒng)實現(xiàn)遠程操控，降低了人力資源的浪費。在具體的工業(yè)生產(chǎn)中，計算機系統(tǒng)組成了各種實際所需的控制單元，利用這類控制單元便能對機械手進行指揮，并根據(jù)預先編好的程序輸送相關指令，驅(qū)動單元接收指令之后便可以實現(xiàn)具體的操作。此外，數(shù)控技術也能實現(xiàn)一定的監(jiān)管功能，一旦發(fā)現(xiàn)操作錯誤，信息就會立刻經(jīng)過傳感器輸送到控制單元，同時采用一定的措施進行保護；機械元件與服務系統(tǒng)組成了執(zhí)行單元，通過動力部分提供動力，進而驅(qū)動元件發(fā)揮相關作用，從而實現(xiàn)生產(chǎn)操作。

4 總結(jié)

機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟長足發(fā)展的基礎，為了提高機械制造的效率和質(zhì)量，必須有效利用數(shù)控技術促進機械制造業(yè)的發(fā)展變革。將數(shù)控技術作為發(fā)展戰(zhàn)略中的核心手段，并不斷將其發(fā)展壯大，改革創(chuàng)新，我國機械制造業(yè)必將有更好的發(fā)展空間。

[1]辛美俠，呂志偉，楊永良.機械制造中數(shù)控技術的應用[J].商品與質(zhì)量.學術觀察.2011