數控技術在機械制造中的巧妙應用

張　鑫寧夏新瑞長城機床有限公司

數控技術在機械制造中的巧妙應用

張鑫
寧夏新瑞長城機床有限公司

改革開放以來我國各行各業(yè)飛速發(fā)展，在經濟發(fā)展過程中機械工程制造業(yè)占有十分重要的地位。隨著科學技術的進步，數控技術的出現對于傳統(tǒng)機械制造觀念和技術產生了重要的影響。如今數控技術已經為機械行業(yè)的發(fā)展帶來了新的活力，本文對于我國機械制造業(yè)中數控技術的應用進行了深入的專業(yè)分析，供相關專業(yè)人士參考借鑒。

機械制造；數據；應用；選擇

機械制造業(yè)的進步發(fā)展受到各界廣泛的關注和重視，數控現代化技術的應用實現機械領域的智能化和交互化，提高了機械的性能。合理的分析數控技術的優(yōu)勢之處，將其優(yōu)點充分利用在機械制造行業(yè)中，提升產品的市場應用力，提升機械產品的可靠性，將其質量提升到新的高度，是保證行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的前提，也為長久性發(fā)展提供技術支撐。

一、數控技術的含義及特點

所謂數控技術就是利用數字化的信號對于整個設備的運行或是加工過程進行合理監(jiān)控的自動化過程。如今其又被命名為計算機數控技術，利用計算機技術對于整個過程展開控制，根據預先設定的控制程序執(zhí)行設備操作。計算機技術的加入代替了傳統(tǒng)的數控方式，在數據的存儲、收集、處理、計算、邏輯判定等方面具有關鍵性進步。數控技術能夠將機械、電子、計算機、自動控制、檢測技術有序結合到一起，是一種現代化的高新技術。其是保證制作過程自動化的基本部分，也是整個柔性系統(tǒng)的關鍵，為如今集成制造工作做出貢獻。將機械設備的功能、效率、穩(wěn)定性、可靠性提升到更高的等級，實現傳統(tǒng)制造業(yè)的突破性改革。其特點包括很多方面。數控技術能夠快速、高效的完成普通機床不能完成的零件加工或是曲面形狀加工，實現工藝參數的更改，在新產品研究工作和新零件加工中具有明顯作用；能夠在一次的裝夾工件中完成多種工序，保證工作質量的同時減少了時間的消耗；利用模塊化的標準工具，能夠降低安裝以及設備換刀的時間，提升工具管理水平和標準化程度；利用計算機實現了輔助制造。

國內的生產數控系統(tǒng)基本使用PC機作為控制關鍵技術，讓數控管理系統(tǒng)在硬件、軟件方面都得到了改善，市場綜合競爭力提高。由于市場需求的多元化發(fā)展，如今的狀況是加工市場朝著更加精密、高速的時代發(fā)展，數控技術發(fā)展的趨勢為工藝設計由經驗判斷轉化為定量的分析，加工技術從技藝發(fā)展轉化為工程學發(fā)展，工藝模擬技術快速進步。

二、數控技術對機械制造的功能提升

1、提升機床控制能力

機械制造過程中利用數控技術手段，對于原有的加工程序進行優(yōu)化，提高整個機床的控制能力，將計算機技術設置在相關的加工流程中，通過使用代碼技術來實現對于整個流程的監(jiān)控，保證程序化管理，結合數控的指令操作方式，能夠實現對于機床伺候系統(tǒng)的有效監(jiān)督，自動的完成整個加工流程。此外在利用數控技術時候使用專用的芯片來構建集成電路提升裝置的集成度，降低作業(yè)環(huán)節(jié)中元器件的數量，減低接線量，降低出現故障的概率，后期的維護或是修理更加的方便。

2、提升制造效率和精準度

將計算機技術應用在機械制造過程中，能夠促進加工工藝的進步，縮短加工的時間，利用數控技術能夠對于計算機進行有效控制，通過事先設計好的編程對于整個加工過程進行有效控制，保證全程的自動化管理。利用工藝過程集成，一次的裝卡就可實現一個零件加工過程的大部分或是全部完成，減少了裝卡的次數，精確度更好，能夠實現無缺陷的生產。同時避免過多的輔助，能夠使用更好的機械完成原本的任務，讓設備的柔韌性提升，控制加工企業(yè)經濟成本投入量，實現效益的最大化。

3、實現智能化和虛擬制造

數控技術的另外一個方面就是實現智能化和虛擬制造過程。智能化制造就是通過采用信息技術來集成人工智能、制造軟件系統(tǒng)、機器人控制和決策等，實現智能化制造。虛擬制造過程利用信息工程技術、計算機仿真技術對于實際生活生產中的信息、制造過程、物體進行仿真，在模擬過程中不斷的發(fā)現其中的問題和漏洞之處，在具體投入應用生產之前采取有效的解決手段，提高一次生產成功的概率，最終降低成本，縮短研究開發(fā)的時間，提升企業(yè)綜合實力，提高行業(yè)競爭水平。

三、數控技術在機械制造中的巧妙應用

1、機床設備

機械設備在整個制造領域的發(fā)展中具有重要地位，由于現代化機械制造的需要標準，具有控制能力的現代機床設備是關鍵的環(huán)節(jié)。計算機技術的結合應用給予行業(yè)發(fā)展提供了更好的控制效果。將計算機技術應用到機床設備中，提供程序控制系統(tǒng)對于整個加工過程進行實時監(jiān)控，其利用代碼控制技術將主軸的變速、工件和道具之間的位置、道具應用、冷卻泵的控制等按照一定的順序控制在介質上，通過系統(tǒng)中心發(fā)出相關的命令實現整個系統(tǒng)自動化加工出目的零件，這就是數控機床。目前國內能夠生產出一百多種的數控機床，且研究開發(fā)六軸五聯(lián)動的應用系統(tǒng)，能夠使用在更加高級精密的加工過程中。

數控技術的巧妙運用體現在機床伺服驅動進給系統(tǒng)的設計和改進、機床控制系統(tǒng)的數控化和加工數控化。

機床伺服驅動進給系統(tǒng)的性能是影響機床將精度的重要因素。數控技術運用于伺服系統(tǒng)，可以有效控制機床的柔性成都。在數控伺服系統(tǒng)中，相比較步進電機驅動系統(tǒng)控制，永磁同步伺服驅動系統(tǒng)更加有優(yōu)越性。

機床控制系統(tǒng)的數控化就是進行數控編程來規(guī)定代碼或是程序格式，將工件的尺寸、刀具運動中心軌跡、位移量、切削參數、輔助功能編制成加工程序，再把程序內容記錄在控制介質，然后輸入到數控機床的數控裝置中，進而實現數控裝置指揮機床自動的加工零件，實現從零件圖的分析到制成控制介質的全部過程的精細化控制。

數控機床加工就是將工件的幾何數據和工藝數據等加工信息按照規(guī)定的代碼和格式編制成數控加工程序，利用適合的方法將加工程序輸入數控系統(tǒng)。通過數控系統(tǒng)對于加工程序進行數據處理，輸出各種指令和信息，控制機床各個部分按照規(guī)定有序的動作。尤其在刀具補償的加工中，輕松地通過切削點垂直于刀具軌跡的位移來補償，進而修正刀具實際半徑或是直徑與其程序規(guī)定值的差，確保加工的精準度。

2、汽車工業(yè)

隨著社會的高速發(fā)展，汽車工業(yè)的進步非常顯著，在此條件下汽車零部件的加工技術也不斷進步，數控技術的應用實現復雜零件快速加工的愿望。將高速發(fā)展的數控機床中的柔性和高效性應用到汽車加工行業(yè)，不僅滿足產品的快速更新?lián)Q代，還能夠實現一次的經濟投入獲得長久性的經濟收益，最終突破傳統(tǒng)的經濟規(guī)模觀念思想，能夠實現多品種的中小批量快速加工。如今數控技術領域中的快速成形技術已經在汽車零部件加工中得到了廣泛的應用，取得相應的成績；此外柔性制造技術、集成制造技術、虛擬制造技術也已經在該領域發(fā)揮出作用效果，為汽車行業(yè)的進步做出卓越的貢獻，可以說未來汽車制造行業(yè)的發(fā)展將必須依靠數控技術的進步。

將高速加工中心和其它高速數控機床組成的高速柔性生產線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機床剛性自動線的生產效率，從而打破汽車生產中有關“經濟規(guī)模”的傳統(tǒng)觀念，實現了多品種、中小批量的高效生產。如美國Ford汽車公司和Inger?soll機床公司合作，經過多年的努力，研制成HVM800型臥式加工中心，同時采用高速電主軸和直線電機，主軸最高轉速為24000r/ min，工作臺最大進給達7612m/m in，即不到1s工作臺可行程1m，瞬間完成一個工作行程。用這種高速加工中心組成的柔性生產線加工汽車發(fā)動機零件，其生產率與組合機床自動線相當，但建線投入要減少40%。

3、采礦機械

我國經濟發(fā)展過程中各類礦產資源的發(fā)掘和開采具有重要的意義，該基礎決定了采礦企業(yè)的首要任務為提升煤炭系統(tǒng)的生產質量，提供高效優(yōu)質的設備和開發(fā)技術。隨著市場經濟發(fā)展，行業(yè)內部的競爭更加激烈，采礦行業(yè)領域綜合實力的提升關鍵在于技術設備的創(chuàng)新水平，企業(yè)綜合素質的提升方面。企業(yè)內部設備控制化水平是對于工業(yè)化程度的一種反應。但設備全面數控化在成本上有一定的困難，因此不同的生產企業(yè)根據企業(yè)內部的生產模式，結合不同采礦機械的實際狀況，利用數控技術對部分關鍵機械加工設備進行改良，分析加工的等級，并根據精度的要求等級選擇普通機床或是數控機床，采利用普通機床和數控機床結合的生產方式，盤活原有的資源。在此基礎上逐步完善數控系統(tǒng)，持續(xù)對舊機床進行數控改造，提升企業(yè)的綜合競爭實力。

總而言之，面對市場的需求變化，應該結合我國目前的機械制造工業(yè)發(fā)展現狀，充分利用數控技術的集成化、柔性化、自動化的特點，實現制機械造業(yè)的快速進步發(fā)展。相關領域的技術研究人員應該認識到數控技術發(fā)展應用對于機械制造的重要性，不斷的進行研究和開發(fā)，各方面共同努力，促進國內機械工程制造業(yè)的長久發(fā)展。

［1］徐鵬輝.數據技術在機械制造中的發(fā)展應用［J］.林業(yè)機械與木工設備2014

［2］王耀慶.數據技術在機械制造中的應用［J］.建造機械化2013

［3］段坤.數據技術在機械制造中的應用［J］.科技咨詢2014