數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用及其發(fā)展前景

周文進(jìn)

摘要：我們國(guó)內(nèi)數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)中的運(yùn)用比較普遍，而且基本上現(xiàn)在已經(jīng)可以滿(mǎn)足精細(xì)化與智能化以及網(wǎng)絡(luò)化等等相關(guān)需求。而隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，在一定程度上推動(dòng)了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造行業(yè)的發(fā)展。但是，在數(shù)控加工技術(shù)需求量以及質(zhì)量要求不斷提升下，依然需要面臨很多嚴(yán)峻的問(wèn)題，同時(shí)在數(shù)控領(lǐng)域中還存在許多亟需處理的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；機(jī)械加工；機(jī)械制造；應(yīng)用及發(fā)展

1、數(shù)控技術(shù)特點(diǎn)及概念

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控，顧名思義，其主要是通過(guò)數(shù)字控制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。現(xiàn)階段，數(shù)控技術(shù)主要是對(duì)角度、位移等機(jī)械量進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)加工效率的提高。而在數(shù)控技術(shù)的生產(chǎn)過(guò)程中，其主要是依據(jù)數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算來(lái)進(jìn)行工作。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不僅僅對(duì)機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)了革命l生的改革，同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提升，其惠及行業(yè)包括汽車(chē)、工業(yè)、醫(yī)療器械等，對(duì)我國(guó)支柱型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、高精度、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

2.1數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械生產(chǎn)制造中的運(yùn)用

煤炭工業(yè)的“黃金十年”促進(jìn)了我國(guó)煤礦機(jī)械的蓬勃發(fā)展，煤礦機(jī)械向大型化、智能化發(fā)展，外觀向工程機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)靠攏，用戶(hù)對(duì)整機(jī)可靠性要求越來(lái)越高，對(duì)零部件加工的精度、公差等級(jí)要求越來(lái)越高。

以煤礦掘進(jìn)機(jī)、煤礦用挖掘機(jī)為例，其主要架體、罩板大多為焊接件，以往加工方式主要采用人工劃線(xiàn)下料，焊接坡口采用人工氣割，不僅效率低下，下料的外形不光滑，線(xiàn)條不美觀；另外人工下料還存在加工余量不均勻的問(wèn)題，甚至因加工余量不足，造成工件報(bào)廢。數(shù)控氣割下料設(shè)備的運(yùn)用，極大的解決了上述問(wèn)題：數(shù)控氣割機(jī)加工出來(lái)的板料，尺寸誤差小，線(xiàn)條光滑，生產(chǎn)效率高；數(shù)控氣割設(shè)備還具有自動(dòng)調(diào)控的切縫補(bǔ)償功能，其可以對(duì)零件毛坯的實(shí)際輪廓完成程序控制，就如同在數(shù)控機(jī)床中對(duì)銑刀半徑完成補(bǔ)償一樣，這時(shí)就能夠利用調(diào)節(jié)切縫相關(guān)補(bǔ)償數(shù)值準(zhǔn)確地控制毛坯零件合理的加工余量。

在切削加工中運(yùn)用，數(shù)控加工能夠完成形狀比較復(fù)雜與精度要求相對(duì)較高的零部件加工生產(chǎn)。采煤機(jī)的搖臂、掘進(jìn)機(jī)的截割臂、履帶行走部的支重輪中都普遍采用了浮動(dòng)油封進(jìn)行密封，浮動(dòng)油封的安裝槽是一個(gè)比較復(fù)雜的曲面，內(nèi)外環(huán)安裝槽的凹凸曲面的加工精度直接影響密封的可靠性，如果僅靠人工控制機(jī)床進(jìn)行加工，幾乎不可能成功。只有利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行編程加工，才能保證曲面的尺寸精度和粗糙度要求，滿(mǎn)足浮動(dòng)油封的密封要求。

2.2數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人方面的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人通常就是指在工業(yè)生產(chǎn)中使用的一種能夠模擬人的動(dòng)作，按照一定的流程盡心吧操作的自動(dòng)化設(shè)備，這些自動(dòng)化設(shè)備使用的最終目的就是為了提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，同時(shí)在生產(chǎn)的過(guò)程中也能保證生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，工業(yè)機(jī)器人實(shí)際上屬于工業(yè)設(shè)備的一種，工業(yè)機(jī)器人的使用可以很好的改進(jìn)生產(chǎn)條件，節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間的同時(shí)，也節(jié)約了勞動(dòng)力成本，而如果從工業(yè)機(jī)器人的基本功能上來(lái)看，其可以完成基本的人力生產(chǎn)工作，同時(shí)還可以完成噴漆、焊接等一些復(fù)雜性和生產(chǎn)要求相對(duì)較高的工作，另外其還可以在一些人類(lèi)無(wú)法觸及的極端環(huán)境下保證良好的工作狀態(tài)。

2.3數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)床設(shè)備上的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的最重要因素，具備控制能力的機(jī)床設(shè)備更是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。數(shù)控技術(shù)在機(jī)場(chǎng)設(shè)備上的應(yīng)用就是把計(jì)算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工實(shí)時(shí)控制，這就是數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是將加工過(guò)程中所需要的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量都用數(shù)字代碼表示，通過(guò)控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專(zhuān)用或通用計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理運(yùn)算，發(fā)出指令來(lái)控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，加工出所需零件。

2.4智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)容的運(yùn)用

為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等等。

3、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的發(fā)展前景

3.1高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)

生產(chǎn)效率與產(chǎn)品的質(zhì)量的提高有賴(lài)于高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)的發(fā)展，縮短生產(chǎn)制造周期，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。在汽車(chē)制造工業(yè)中，數(shù)控技術(shù)也便于進(jìn)行多品種汽車(chē)部件的加工制造；在航空航天領(lǐng)域，機(jī)械零部件制造產(chǎn)品主要為薄壁和薄筋，其材質(zhì)主要為鋁或鋁合金等輕質(zhì)材料，剛度很差，僅在高切削速度或者應(yīng)力比較小的情況，才可以進(jìn)行加工。才是數(shù)控設(shè)備高速、高精度的特點(diǎn)能夠發(fā)揮出良好的效果。

3.2數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣

在未來(lái)該技術(shù)的徹底開(kāi)放化發(fā)展也將成為一種重要的趨勢(shì)。而且，在其應(yīng)用過(guò)程中，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣和快速發(fā)展，未來(lái)數(shù)控技術(shù)可能還會(huì)進(jìn)一步加快與電子技術(shù)平臺(tái)的整合，實(shí)現(xiàn)人工智能化操作，人機(jī)合一，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工生產(chǎn)的一體化，生產(chǎn)出種類(lèi)更多，更加令人滿(mǎn)意的產(chǎn)品，這對(duì)于中國(guó)工業(yè)化的發(fā)展是極為有利的。

3.3智能化、網(wǎng)絡(luò)化將成為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

為智能化機(jī)械制造不僅能夠提升生產(chǎn)效率，也有效的保障了機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量，例如，制造自適應(yīng)控制系統(tǒng)，加工參數(shù)自動(dòng)生成系統(tǒng)等；智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，簡(jiǎn)化了編程與操作過(guò)程，自動(dòng)編程系統(tǒng)與智能化操作界面的不斷完善也是智能化發(fā)展帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)；此外智能故障診斷、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控等功能，也是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

4、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，在現(xiàn)代化加工機(jī)械發(fā)展的過(guò)程中，傳統(tǒng)方式加工機(jī)械技術(shù)和手段已經(jīng)逐漸落后于時(shí)代潮流，也對(duì)現(xiàn)代化機(jī)械加工工作的效率和質(zhì)量有很大的影響。這就為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提供了契機(jī)，主要的目的是提高機(jī)械加工產(chǎn)品的水平和質(zhì)量，使現(xiàn)代化加工機(jī)械技術(shù)能夠普及發(fā)展，而且，在加工機(jī)械的各個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)都借助信息數(shù)字技術(shù)對(duì)其進(jìn)行管理和控制。數(shù)控技術(shù)能夠使計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、光機(jī)電、傳感檢測(cè)等技術(shù)都有很大發(fā)展，極大地提高現(xiàn)代加工機(jī)械工作的效率和質(zhì)量。