小議現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)

程歡

【摘要】本文主要對(duì)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性進(jìn)行了論述，并對(duì)數(shù)字控制技術(shù)的相關(guān)原理及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用加以介紹，供大家參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù)?機(jī)械制造?運(yùn)用

一、數(shù)字控制技術(shù)的基本原理

所謂的數(shù)字控制技術(shù)主要是指在信息時(shí)代背景下對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、現(xiàn)代光機(jī)電技術(shù)以及機(jī)械制造工藝的充分利用，同時(shí)以設(shè)計(jì)要求與工藝要求為基本依據(jù)，以數(shù)字信息來對(duì)當(dāng)代制造技術(shù)進(jìn)行控制的一種全新的高科技控制技術(shù)，該技術(shù)同時(shí)具備柔性自動(dòng)化、高效率以及高精度等一系列優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)還是一種能夠使機(jī)械生產(chǎn)制造達(dá)到自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)，并能有效的提高綜合效益的先進(jìn)的控制技術(shù)。

（一）現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分

現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，其主要依靠程序的儲(chǔ)存功能來對(duì)各類機(jī)床實(shí)現(xiàn)不同的控制工作，整個(gè)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要組成部分有：相應(yīng)的控制程序、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置以及速度控制單元、可變控制單元和主軸控制單元等。該種系統(tǒng)人們一般習(xí)慣性的稱之為CNC?系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時(shí)能夠?qū)斎朐O(shè)備上實(shí)現(xiàn)給出的數(shù)字值進(jìn)行自動(dòng)閱讀工作，并能夠?qū)⑵渥詣?dòng)解碼。從而確保機(jī)床正常運(yùn)行，并能使其加工出合格的零件。

（二）現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)裝置的基本工作原理

該系統(tǒng)的主要核心是裝置，其裝置實(shí)際上就是一種計(jì)算機(jī)，不過該計(jì)算機(jī)是系統(tǒng)中專用的計(jì)算機(jī)，它在具備普通計(jì)算機(jī)的基本功能與結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，還有和相關(guān)的數(shù)字控制機(jī)床功能相關(guān)聯(lián)的一些功能，和專用的接口單元，該裝置主要包括硬件與軟件兩大重要部分，其主要工作過程是通過硬件設(shè)備的支持下來進(jìn)行軟件執(zhí)行操作的過程。該裝置的工作原理主要是通過對(duì)輸入設(shè)備與輸入機(jī)床在工作時(shí)所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對(duì)其進(jìn)行編碼翻譯，通過計(jì)算機(jī)的處理運(yùn)算工作將所得到的數(shù)據(jù)命令合理地分配到相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路裝置當(dāng)中，并通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換與放大工作，對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)相關(guān)的坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，使每個(gè)坐標(biāo)軸都能有效準(zhǔn)確的移動(dòng)到指定需要的位置。

二、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

（一）數(shù)控技術(shù)在機(jī)床上的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的重中之重，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。

（二）數(shù)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用

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)用機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上，比如裝配、焊接、噴漆等方面。或者運(yùn)用于復(fù)雜惡劣的勞動(dòng)環(huán)境下下，完成人類難以完成的工作，比如深水作業(yè)、太空作業(yè)等。它可以模擬人手或者腕等動(dòng)作通過程序完成對(duì)構(gòu)件的搬運(yùn)、抓取等動(dòng)作。很大程度上改善了勞動(dòng)條件，保證了生產(chǎn)質(zhì)量和人身安全。尤其在汽車批量裝配、噴漆或者大型集裝箱的安裝、搬運(yùn)等方面起到了不可忽視的作用。在實(shí)際操作中，控制單元是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，它好比人的中樞神經(jīng)，指揮機(jī)器人按照寫入內(nèi)核的程序向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出指令，完成預(yù)想的操作，同時(shí)同步檢測(cè)執(zhí)行動(dòng)作，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤或發(fā)生故障，由傳感系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)反饋到控制單元，發(fā)出報(bào)警信號(hào)和相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由伺服系統(tǒng)和機(jī)械構(gòu)件組成。有動(dòng)力部分向執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)元件的作用下完成規(guī)定操作。

（三）煤礦機(jī)械

進(jìn)入21?世紀(jì)，煤炭仍然是我國(guó)的主要能源，這就決定了我國(guó)的煤機(jī)企業(yè)主要任務(wù)是為煤炭系統(tǒng)生產(chǎn)高質(zhì)量、高可靠性的煤炭開采及保護(hù)裝備。目前，煤礦機(jī)械采取普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床相結(jié)合的生產(chǎn)模式。而在充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床精度重復(fù)性好、加工質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，選擇國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口數(shù)控機(jī)床對(duì)舊機(jī)床實(shí)行改造，通過數(shù)控化使之成為全新概念的數(shù)控機(jī)床，是煤礦企業(yè)裝備應(yīng)用的大勢(shì)所趨。數(shù)控化改造投入少，改造后的設(shè)備易操作，且功能和精度得到了提高，能有力促進(jìn)煤礦行業(yè)生產(chǎn)效率的提高。

（四）宇航工業(yè)當(dāng)中引入數(shù)控技術(shù)

宇航工業(yè)當(dāng)中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)加工零部件，能夠滿足宇航零部件的特殊加工要求，此外少部分宇航零件的剛度性較差。因此，宇航的工業(yè)材質(zhì)唯有使用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行小切削力加工，方可實(shí)現(xiàn)宇航工業(yè)零部件對(duì)機(jī)械的加工需求。先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的制造技術(shù)而言，不但能夠滿足零部件對(duì)加工的柔性以及精度的要求，而且還能夠?qū)︿X合金的材質(zhì)進(jìn)行切割，有效節(jié)約能源，減少加工制造的人力、財(cái)力以及費(fèi)用的支出。

三、對(duì)我國(guó)發(fā)展數(shù)控技術(shù)的幾點(diǎn)建議

（一）注意發(fā)展的系統(tǒng)性

從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨越式發(fā)展。

（二）積極創(chuàng)新

在當(dāng)前數(shù)控技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。總之，對(duì)于國(guó)家的工業(yè)基礎(chǔ)而言，數(shù)控技術(shù)以及數(shù)控設(shè)備的先進(jìn)程度是衡量水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。因此，我國(guó)要致力于發(fā)展本國(guó)的數(shù)控技術(shù)、研發(fā)新的數(shù)控設(shè)備，借此提高自己的工業(yè)實(shí)力。

四、結(jié)束語

隨著目前機(jī)械制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，以往傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)代機(jī)械制造市場(chǎng)的需求，與此同時(shí)，一個(gè)國(guó)家的機(jī)械制造工藝的自動(dòng)化水平的高低也是對(duì)該國(guó)家的工業(yè)水平和國(guó)力衡量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

參考文獻(xiàn)：

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