現(xiàn)代機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用探究

賈忠秋 李曙升 石鑫 張小宇

摘要：伴隨現(xiàn)代化工業(yè)制造領(lǐng)域的迅速發(fā)展，制造業(yè)之中的各類技術(shù)也在持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展，也正是由于各類技術(shù)的有效應(yīng)用將我國(guó)的制造水平推向了世界水平。同時(shí)，也由于制造業(yè)發(fā)展帶動(dòng)了工業(yè)制造領(lǐng)域的不斷革新，數(shù)控技術(shù)作為現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域的一種重要技術(shù)，對(duì)工業(yè)的發(fā)展也有著重要的作用。文章從數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代化工業(yè)制造領(lǐng)域的必要性著手，展開有關(guān)數(shù)控技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用探討及其所展現(xiàn)的應(yīng)用效果，為我國(guó)的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提出嶄新思路。

Abstract： With the rapid development of modern industrial manufacturing field， all kinds of technologies in the manufacturing industry are also constantly innovating and developing， and it is precisely because of the effective application of various technologies that China's manufacturing level has been pushed to the world level. At the same time， because the development of manufacturing industry has led to continuous innovation in the field of industrial manufacturing， CNC technology， as an important technology in the field of machinery manufacturing in China at present， also plays an important role in the development of industry. Starting with the necessity of CNC technology in the field of modern industrial system， this paper discusses the application of CNC technology in various fields and its application effect， and puts forward a new idea for the development of CNC technology in China.

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;數(shù)控技術(shù);數(shù)控機(jī)床

Key words： machining;numerical control technology;CNC machine tools

中圖分類號(hào)：TG659? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）12-0168-02

0? 引言

數(shù)控技術(shù)不僅推動(dòng)了社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的個(gè)性發(fā)展，還對(duì)人們的生活質(zhì)量有著很大的幫助。目前數(shù)控技術(shù)雖然對(duì)于現(xiàn)代化機(jī)械加工領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用，但由于我國(guó)的數(shù)控技術(shù)仍屬于發(fā)展中狀態(tài)，需要政府與國(guó)家的大力支持，頒布相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與政策，并加大有關(guān)項(xiàng)目的資金支持，加快人才培養(yǎng)計(jì)劃，多培育專業(yè)型人才。另外還要相關(guān)從業(yè)人員多提升自身專業(yè)知識(shí)，加大崗位技能的知識(shí)儲(chǔ)備，為能將數(shù)控技術(shù)在更多的領(lǐng)域運(yùn)用中打造堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1? 現(xiàn)代機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用必要性

1.1 提升產(chǎn)品的精度

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用能夠持續(xù)提升生產(chǎn)線產(chǎn)品的精度。與原有機(jī)械制造方法相比較，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的有效應(yīng)用，不但能夠大大提升所制造出的產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以解決技術(shù)人員專業(yè)知識(shí)匱乏的問題。數(shù)控系統(tǒng)通過設(shè)置數(shù)據(jù)參數(shù)，能夠更科學(xué)合理地對(duì)機(jī)床的各組件進(jìn)行調(diào)試，進(jìn)而可以改善現(xiàn)代機(jī)械的加工技術(shù)水平、提升作業(yè)效率[1]。

1.2 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理

實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化機(jī)械與人力控制相分離的目標(biāo)，最直接的途徑就是做好數(shù)控機(jī)床內(nèi)部控制工作。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)達(dá)到與其他一些數(shù)字化功能的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)緊密結(jié)合，就能科學(xué)有效地控制現(xiàn)代加工機(jī)械設(shè)備和與之相對(duì)應(yīng)的過程，借助相關(guān)設(shè)備和數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)完善加工機(jī)械管理和控制體系[2]。

1.3 工業(yè)的技術(shù)支撐

由原有制造業(yè)到現(xiàn)代制造業(yè)，信息化改造的一個(gè)重要途徑就是通過先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)，使數(shù)控加工技術(shù)得到廣泛而正確的應(yīng)用。經(jīng)研究得出，當(dāng)前我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)主要適用于高新技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域，對(duì)推動(dòng)高新技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展也具有重大意義和積極作用，對(duì)工業(yè)逐步走向全球化和現(xiàn)代化具有重大的基礎(chǔ)和推動(dòng)意義[3]。

1.4 提升我國(guó)國(guó)防力量

我國(guó)現(xiàn)代國(guó)防建設(shè)的重要戰(zhàn)略目標(biāo)之一是盡快實(shí)現(xiàn)國(guó)防軍備的大規(guī)模及現(xiàn)代化生產(chǎn)，數(shù)控技術(shù)對(duì)于軍用裝備的研發(fā)和推廣有著很大的優(yōu)勢(shì)，且有利于不斷設(shè)計(jì)制造各種新型現(xiàn)代軍用設(shè)備，是提升各類軍用設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量和科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)水平的重要任務(wù)，推動(dòng)各種現(xiàn)代國(guó)防工業(yè)裝備大規(guī)模的生產(chǎn)。它不僅可以增強(qiáng)我國(guó)綜合國(guó)力及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，還對(duì)促進(jìn)我國(guó)國(guó)防軍事化的發(fā)展有著重要作用[4]。

2? 數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械加工領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 在數(shù)控機(jī)床制造中的應(yīng)用

在我國(guó)的加工制造業(yè)中，要生產(chǎn)各種機(jī)械產(chǎn)品，首先要考慮機(jī)床設(shè)備。機(jī)床設(shè)備指的是能夠被廣泛應(yīng)用在制造加工中機(jī)械設(shè)備，其顯著的特點(diǎn)是工藝性低、制造速度緩慢等。數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)車床設(shè)備與高新技術(shù)的結(jié)合，可以有效改善原始機(jī)床設(shè)備的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品精度，還能有利于企業(yè)取得更多的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。在我國(guó)傳統(tǒng)車床零件和設(shè)備的加工和操作中，需要將其零件手動(dòng)移到車床上進(jìn)行手動(dòng)操作和加工，然后始終把重點(diǎn)放在整個(gè)車床上[5]。其零件加工完成后還要將其取下，這樣一來回使得生產(chǎn)速度和與生產(chǎn)數(shù)量受到限制。伴隨著各種數(shù)控機(jī)床的加入，各種設(shè)備的生產(chǎn)都將變?yōu)樽詣?dòng)化控制，并且通過數(shù)字化管理與實(shí)時(shí)監(jiān)控，可提前進(jìn)行數(shù)量預(yù)設(shè)，這對(duì)于解放企業(yè)勞動(dòng)力有很大程度的幫助。

2.2 在煤礦機(jī)械制造中的應(yīng)用

我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展生產(chǎn)離不開煤炭工業(yè)的支撐，難以獨(dú)立存在，并且，由于煤炭礦山資源的持續(xù)開采，我國(guó)煤機(jī)工業(yè)在新時(shí)期取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，然而，因資源開采方法缺乏科學(xué)性與合理性，使得我國(guó)煤炭開采條件日益嚴(yán)峻。為應(yīng)對(duì)這種情況，在這種環(huán)境下，煤礦設(shè)備的種類越來越豐富，設(shè)備升級(jí)的速度也很快。然而傳統(tǒng)采煤機(jī)只能做到小范圍內(nèi)的采煤和生產(chǎn)。為有效地解決此類題，需運(yùn)用新型數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦的高效采掘與生產(chǎn)，同時(shí)，加入數(shù)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)煤炭的自動(dòng)加工，而且操作起來也不難，這種工作方式可以更有效地利用有限的工作時(shí)間，保證煤炭資源的質(zhì)量[6]。

2.3 在汽車工業(yè)制造中的應(yīng)用

受社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展的影響，我國(guó)的汽車保有量正處于逐步遞增的趨勢(shì)。然而，在汽車工業(yè)制造之中，存在著許多零碎的零件，加工過程極具復(fù)雜性，引進(jìn)最新的數(shù)控技術(shù)能夠全面提升汽車工業(yè)制造的零件自動(dòng)化生產(chǎn)加工技術(shù)水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)批量制造，這樣一來在縮減支出成本的同時(shí)，還可以提升零件的細(xì)節(jié)與精確程度，使得可以成批量產(chǎn)并且朝著逐漸大眾化方向發(fā)展[7]。

2.4 在軍備設(shè)備制造中的應(yīng)用

軍事裝備與以往的機(jī)械裝備不同，它對(duì)質(zhì)量和外觀有著特殊需求。在以前的軍事裝備制造領(lǐng)域，采用一些舊式制造技術(shù)。伴隨時(shí)間推移和軍事訓(xùn)練作戰(zhàn)實(shí)際要求的變化，舊式的制造工藝早已無(wú)法符合軍事裝備制造的相關(guān)要求。之后隨著數(shù)控技術(shù)在軍事裝備制造的應(yīng)用，很好的促進(jìn)機(jī)械加工技術(shù)與軍事裝備制造業(yè)的進(jìn)一步融合，數(shù)控技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)軍用裝備制造業(yè)的模塊化管理。

3? 提升數(shù)控技術(shù)應(yīng)用效果的方法

3.1 建立數(shù)控平臺(tái)

提高數(shù)控技術(shù)應(yīng)用效果的基礎(chǔ)是建立一個(gè)數(shù)控平臺(tái)，能減少人工成本、材料成本和財(cái)務(wù)成本的支出，使得提升工作的效率。除此之外，企業(yè)應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)、企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)情況來設(shè)立一個(gè)數(shù)控平臺(tái)，以確保數(shù)控平臺(tái)可以完全符合企業(yè)的相關(guān)需求，從而發(fā)揮本身?yè)碛械淖饔茫灰つ繌?fù)制其他公司數(shù)控平臺(tái)建模。此外，相關(guān)數(shù)控平臺(tái)的建設(shè)過程之中，能夠漸漸嘗試與其他公司開展合作，并進(jìn)行持續(xù)交流與溝通，增強(qiáng)公司的綜合能力[8]。

3.2 加強(qiáng)技術(shù)研究

就當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境而言，大多數(shù)企業(yè)往往都會(huì)決定從國(guó)外直接購(gòu)買及相應(yīng)的計(jì)算拼過從國(guó)外購(gòu)買技術(shù)成果，這大大增加了企業(yè)自身的經(jīng)營(yíng)成本。因此，企業(yè)需盡可能做到自主型創(chuàng)新并將其投入到專業(yè)的技術(shù)研究中，還需依據(jù)自身情況設(shè)立對(duì)應(yīng)的研究系統(tǒng)，增大資金投入。另外，有關(guān)部門需給予相應(yīng)的重視，通過出臺(tái)政策保護(hù)現(xiàn)階段技術(shù)成果，特別在技術(shù)的自主創(chuàng)新層面，對(duì)有突出貢獻(xiàn)的人才及企業(yè)提供獎(jiǎng)勵(lì)。

3.3 優(yōu)化智能技術(shù)

新形勢(shì)下，信息技術(shù)的發(fā)展逐漸加快，智能化方向?qū)⒊蔀槲磥砀餍袠I(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。在企業(yè)的實(shí)際操作中，運(yùn)用信息技術(shù)可以保證信息數(shù)據(jù)達(dá)到數(shù)字化，存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，并且可以隨用隨掉，使得操作控制的便利性有所改善。這樣才能提高監(jiān)測(cè)工作的最佳效用，多方面掌握整個(gè)過程，詳細(xì)了解每處細(xì)節(jié)。如果在實(shí)際操作時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤碼，數(shù)控設(shè)備可在第一時(shí)間察覺，并下達(dá)自動(dòng)化指令，立即切斷所有操作，使得數(shù)控機(jī)床暫停正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證從業(yè)人員生命財(cái)產(chǎn)安全，規(guī)避資源的無(wú)端浪費(fèi)。另外，數(shù)控設(shè)備的智能化水平提高后，技術(shù)將更加精確和系統(tǒng)化，故障概率將降到最小，加工效果將得到提高。

3.4 采取五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)

長(zhǎng)期以來，大多數(shù)企業(yè)在加工一些復(fù)雜零件時(shí)采用五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)，可以很好的改善整體性生產(chǎn)能力，確保零部件的質(zhì)量。因此，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)才會(huì)獲得越來越多工廠及企業(yè)的信賴。然而值得關(guān)注的是，這種技術(shù)操作難度大，需要高科技人員來處理，如果有任何問題，都將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，在數(shù)控技術(shù)集成后，就能很好的控制并降低難度系數(shù)與成本，使得企業(yè)有著良好的發(fā)展前景。

4? 加工機(jī)械中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展走向和趨勢(shì)

4.1 數(shù)控編程和機(jī)械構(gòu)造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

為減小和簡(jiǎn)化機(jī)械架構(gòu)體積，常用的機(jī)械結(jié)構(gòu)均為機(jī)電一體化。數(shù)控卡盤、動(dòng)力刀架、萬(wàn)能旋轉(zhuǎn)銑頭和自動(dòng)換刀的應(yīng)用，能夠提升機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)水平，做到機(jī)電配置優(yōu)化及動(dòng)態(tài)性能逐漸提高。最常用的編程方法是數(shù)控設(shè)備的在線編程，可以有效地應(yīng)用藍(lán)圖編程和圓切割開展多方面的運(yùn)用。借助微型信息數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠?qū)⒐に嚺c幾何的數(shù)據(jù)信息的進(jìn)行同步的技術(shù)處理，進(jìn)而對(duì)編程工作有所幫助。

4.2 數(shù)據(jù)裝置的發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于數(shù)控設(shè)施而言，必須提升指令的迅速回應(yīng)能力與快速處置能力，目前，高速主軸元件已做到100000轉(zhuǎn)/分。對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)部件的加或減速能力有了進(jìn)一步的需求，達(dá)到了120米/分的速度。CPU的升級(jí)也促進(jìn)了快速處理技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。此外，由于電子化計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，軟件的功能與數(shù)據(jù)資源逐漸豐富且復(fù)雜化，數(shù)控系統(tǒng)也擁有了低成本的平臺(tái)，在PC平臺(tái)上應(yīng)用開放式數(shù)控系統(tǒng)可以大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還需深入分析原型、編程、標(biāo)準(zhǔn)等更多方面。

5? 結(jié)語(yǔ)

總而言之，現(xiàn)代機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用中有著至關(guān)重要的作用，有關(guān)數(shù)控技術(shù)的有效應(yīng)用已完全滲透于機(jī)械制造生產(chǎn)過程之中，數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用不但可以節(jié)約大部分的人力、物力及財(cái)力，還可以從根源上提高工業(yè)制造的實(shí)施效率，使其達(dá)到最大化的利用效果，并且相關(guān)的領(lǐng)域的從業(yè)人員也需要對(duì)數(shù)控技術(shù)進(jìn)行深入地研究，提升自身的知識(shí)水平，讓此項(xiàng)技術(shù)能夠更有效的在我國(guó)機(jī)械制造生產(chǎn)加工中發(fā)揮作用，以期能得到新突破與發(fā)展。

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