淺談機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

覃柄潼

【摘要】數(shù)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化的關(guān)鍵，而且直接影響到國家的工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和綜合國力的提高。以數(shù)控技術(shù)為核心的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家技術(shù)水平和戰(zhàn)略地位的重要標(biāo)準(zhǔn)，所以廣泛采用數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)，是我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)大國必須要大力提倡和廣泛發(fā)展的。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造 數(shù)控技術(shù) 應(yīng)用

正 文：

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，使得機(jī)械制造的技術(shù)難以滿足當(dāng)前市場(chǎng)的發(fā)展需要。在機(jī)械制造中引入數(shù)控應(yīng)用技術(shù)，對(duì)提高我國的機(jī)械制造水平具有很大的促進(jìn)作用。

一、數(shù)控技術(shù)

1、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

距離1952年美國生產(chǎn)世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床面世到現(xiàn)在已有50多年的歷史，由當(dāng)年傳統(tǒng)的封閉式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)今的開放式數(shù)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，由于采用封閉的體系結(jié)構(gòu)，它的通用性、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(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。開放式計(jì)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(jì)算機(jī)的軟件平臺(tái)，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，具有高的性能價(jià)格比。數(shù)控設(shè)備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機(jī)，形成龐大的數(shù)控制造設(shè)備家族，每年全世界的產(chǎn)量有10～20萬臺(tái)，產(chǎn)值上百億美元。

2、數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)

（1）加工工藝參數(shù)改變方便，利于換批加工和新產(chǎn)品的研制。

（2）能高質(zhì)量的完成普通機(jī)床難以完成的復(fù)雜零件和零件曲面形狀的加工。

（3）一次裝夾工件可完成多道工序的加工，能確保加工精度和減少輔助時(shí)間。

（4）能采用模塊化的標(biāo)準(zhǔn)工具，不僅減少了換刀時(shí)間，而且提高了工具標(biāo)準(zhǔn)化的程度和工具的管理水平。

3、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。 由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化大大提高。

（2）柔性化。柔性化有兩方面：a、數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；b、群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。

（3）工藝復(fù)合性和多軸化。以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。

（4）實(shí)時(shí)智能化。早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。

二、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

1、數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

自從出現(xiàn)數(shù)控技術(shù)以后，工業(yè)生產(chǎn)在量和質(zhì)上的得到了飛躍發(fā)展。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(dòng)單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的。主要運(yùn)用于機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上和復(fù)雜惡劣的勞動(dòng)環(huán)境下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了生產(chǎn)條件，也保證了生產(chǎn)質(zhì)量和人身安全。在開放數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)后，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，通過數(shù)控技術(shù)完成對(duì)加工的整體控制。先進(jìn)行錄入工業(yè)生產(chǎn)的控制指令，在計(jì)算機(jī)的控制作用下來對(duì)輸入的生產(chǎn)指令進(jìn)行任務(wù)發(fā)配，執(zhí)行機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行生產(chǎn)加工，并且通過計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)加工過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)加工過程中存在問題及時(shí)地傳遞給指令分配模塊，停止生產(chǎn)作業(yè)。通過數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，目前我國的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了科技化、現(xiàn)代化，有效地解放了工業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力，不僅達(dá)到批量快速生產(chǎn)還大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2、數(shù)控技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用

由于汽車零部件精度的要求高，在企業(yè)生產(chǎn)中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是必然趨勢(shì)。數(shù)控機(jī)床在汽車零部件加工過程中的特點(diǎn)是：a、可靠性好，不易出現(xiàn)故障b、操作控制逐漸實(shí)現(xiàn)人性化c、有完善的主動(dòng)測(cè)量和強(qiáng)大的補(bǔ)償系統(tǒng)d、對(duì)上、下料實(shí)現(xiàn)高效率自動(dòng)化。通過數(shù)控技術(shù)的使用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了汽車零部件生產(chǎn)線的高度智能化，有效地提升了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，而且高精度化的生產(chǎn)模式也有效地降低了殘次品的概率。數(shù)控技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用有效地降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，為促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展起到了十分重要的作用。

3、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的中心靈魂，重中之重，面對(duì)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(jì)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，即把計(jì)算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，也就是用數(shù)控技術(shù)對(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)加工出所需零件。

結(jié)束語：

機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展直接關(guān)系到我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是促進(jìn)我國工業(yè)企業(yè)發(fā)展的根本保障。為了進(jìn)一步提升我國機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展力水平，一定要繼續(xù)大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)，大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用。

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