關(guān)于數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用探討

王勇 孫旭

摘 要：隨著世界工業(yè)化深度發(fā)展，我國機械制造行業(yè)也在不停地跟上潮流腳步，從而引導(dǎo)出了多元化多功能的機械產(chǎn)品。同時，國家相關(guān)部門和企業(yè)應(yīng)用自動化設(shè)備生產(chǎn)出了很多功能性的零部件，并為人們的生產(chǎn)生活和國家的發(fā)展需要提供了便捷和效益。然而，機械制造自動化行業(yè)在大規(guī)模發(fā)展的同時，大部分機械制造水平仍然處在較低程度，影響機械制造行業(yè)的進一步發(fā)展。本文通過描述我國現(xiàn)階段機械制造領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顟B(tài)，對數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用研究，為我國制造業(yè)發(fā)展提供充足的動力。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù);自動化;機械制造

引言

1952年，世界上第一臺數(shù)控機床在美國誕生，它的誕生開啟了機械制造自動化發(fā)展的大門，使程序控制成為機械制造控制管理的重要手段。自數(shù)控機床誕生以來，程序控制貫穿始終，成為自動化創(chuàng)新的源泉。程序員按照加工零件要求的幾何形狀、加工工藝及其他要求編制加工程序，再由數(shù)控系統(tǒng)讀入加工程序后控制機床加工，就實現(xiàn)了自動化加工的過程。隨著數(shù)控系統(tǒng)的更新與進步，數(shù)控系統(tǒng)的編碼功能獨立性越來越強。表現(xiàn)為自適應(yīng)性越來越高、操作越來越簡單、管理越來越現(xiàn)代化、故障診斷及監(jiān)控越來越智能化。數(shù)控系統(tǒng)編碼的獨立性則為機械制造自動化向智能化的轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)，也決定了未來機械制造智能化發(fā)展的方向。研究數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中應(yīng)用對機械制造從自動化向智能化轉(zhuǎn)型的發(fā)展有著重要的意義。

1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展要追溯到二十世紀(jì)的中葉，早在1948年，美國空軍為了加工直升機的螺旋槳葉輪葉片，因為直升機的葉輪葉片的形狀復(fù)雜，并且加工要求精度高，特委托帕森斯公司研制一臺這樣的設(shè)備。直到1952年，在帕森斯公司和美國麻省理工學(xué)院共同的研究下，才誕生出第一臺三坐標(biāo)數(shù)控銑床，而這臺數(shù)控機床數(shù)字控制系統(tǒng)是由電子管元件組成的。1959年，數(shù)控機床經(jīng)過改進，實現(xiàn)了自動換刀功能，并且控制裝置也通過改進，采用了晶體管元件及電路板。他被稱為加工中心，數(shù)控技術(shù)進入到第二階段的發(fā)展。1965年，數(shù)控機床采用了集成電路的控制方式，極大的提高了機床的穩(wěn)定性，并且占地面積減小，性價比也進一步提高，促使了數(shù)控加工設(shè)備的量產(chǎn)化發(fā)展。這是數(shù)控技術(shù)的第三階段。而第四階段出現(xiàn)在60年代末，數(shù)控系統(tǒng)可以通過一臺電腦控制幾臺或者數(shù)臺數(shù)控機床工作，形成一套整體的計算機控制系統(tǒng)。1974年，研制團隊成功把半導(dǎo)體儲存器以及微處理器應(yīng)用在數(shù)控裝置中。數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展進入第五階段。到二十世紀(jì)八十年代，數(shù)控系統(tǒng)得到進一步提高，它結(jié)合計算機的高速發(fā)展，把數(shù)控系統(tǒng)的人機交互做到更加的人性化，數(shù)控裝置也做的更加趨于小型化，自動化的程度也進一步提高，能夠做到自動檢測工件自動檢測刀具等功能。到二十一世紀(jì)以來，數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)了更多的實用功能，例如，PC+CNC智能控制系統(tǒng)，它通過使用PC機安裝NC軟件系統(tǒng)，控制數(shù)控系統(tǒng)的正常運行，這種方式簡單而且便于維護，而且能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制操作。給機械制造行業(yè)的不斷發(fā)展制作了更多的發(fā)展方向。

2數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用

2.1數(shù)控技術(shù)自動化運用于工業(yè)生產(chǎn)

在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中，確保產(chǎn)品生產(chǎn)安全質(zhì)量是首要考慮的因素。工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種自動化作業(yè)操作系統(tǒng)是以自動計算機操作為主要驅(qū)動控制源，再結(jié)合自動控制處理單元、驅(qū)動控制單元和其他執(zhí)行控制機構(gòu)共同發(fā)揮作用從而形成一個新的自動化操作體系，其主要功能運用于工業(yè)機器人在生產(chǎn)的加工流水線上和各種人類沒有勞動能力難以承受的惡劣工作環(huán)境下的加工作業(yè)，完成各種人類無法同時完成的各種復(fù)雜度較高的作業(yè)工作。它不僅使其能有效達到企業(yè)信息戰(zhàn)術(shù)技能和管理規(guī)范企業(yè)操作的基本要求，而且最主要的特點是使它能有效確保安全企業(yè)生產(chǎn)，提高企業(yè)工作效率，達到企業(yè)實現(xiàn)最終安全生產(chǎn)的主要目的。

2.2煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著煤炭資源全國告竭，我國的煤礦資源已經(jīng)進入深度開發(fā)階段。數(shù)控技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，成為煤炭老礦深度開采的重要技術(shù)支撐。在煤礦開采中，利用計算機數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)、可編程控制器、伺服系統(tǒng)等設(shè)計煤礦自動化生產(chǎn)與管理系統(tǒng)。系統(tǒng)控制自動開采設(shè)備的生產(chǎn)參數(shù)，開采設(shè)備在伺服系統(tǒng)的輔助下驅(qū)動開采設(shè)備自動執(zhí)行煤炭開采和運輸。為確保煤炭開采的安全性，礦下設(shè)備一律安裝信息采集裝置，并采用分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計獨立的數(shù)據(jù)庫存儲信息。生產(chǎn)線的各個子系統(tǒng)都配有獨立的數(shù)據(jù)庫和通信通道。在物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，可同時向管理平臺發(fā)送信息。總管理平臺可以同時向多個系統(tǒng)收發(fā)控制信息，控制礦下自動生產(chǎn)與管理。

2.3數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的運用研究

城市化水平的提高由當(dāng)前經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展所趨導(dǎo)。交通出行的首選工具汽車已經(jīng)成為人們出行等主要交通工具，隨著汽車數(shù)量的增加，汽車行業(yè)的競爭越來越激烈，汽車行業(yè)的非常規(guī)化競爭也出現(xiàn)了。這就需要企業(yè)在制造力和品質(zhì)上做文章，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在汽車工業(yè)過程中，市場對于汽車部件生產(chǎn)的速度要求也更加嚴(yán)格，這樣拉動了汽車生產(chǎn)效率的提高。現(xiàn)在的汽車生產(chǎn)線多采用高速控制機床及機器手臂工作組裝，提高汽車生產(chǎn)的速度和操作的靈活性，實現(xiàn)汽車生產(chǎn)行業(yè)的市場響應(yīng)機制。隨著高速控制機床的廣泛使用，促進現(xiàn)代化汽車工業(yè)生產(chǎn)線的形成，增強汽車生產(chǎn)的靈活性，不斷滿足產(chǎn)品的發(fā)展需求，從機械制造生產(chǎn)過程中的規(guī)模化生產(chǎn)向高效率、多品種生產(chǎn)的方向發(fā)展，實現(xiàn)復(fù)雜零件的制造和生產(chǎn)除此之外，模擬制造仿真技術(shù)、控制柔性技術(shù)和集成制造技術(shù)的運用促進了汽車工業(yè)的加速發(fā)展。

2.4在航空航天工業(yè)方面

說道航空航天，人們就會想到星星、月亮，這個在咱古時候就夢想到過的地方，如嫦娥奔月、牛郎織女等都體現(xiàn)了古人向往著走出地球。航空航天工業(yè)的發(fā)展讓人類有機會走出地球，探索地球以外的世界。而航空航天工業(yè)的發(fā)展離不開數(shù)控技術(shù)的支持，在航空航天工業(yè)中，每一個零件都要經(jīng)過嚴(yán)格的計算、設(shè)計、加工，加工精度要求非常高，一般我們老舊傳統(tǒng)的加工機床不能很好的滿足其要求的加工精度。而且在組裝方面人為手工的組裝、裝配不能有效的控制好力度的把握，為生產(chǎn)的產(chǎn)品留下很大的隱患。在航空航天領(lǐng)域里，近幾年世界上各大制造商為了減輕整體設(shè)備的重量，大多的零部件都采用了輕型的鋁制材料或鋁合金材料，其中大多數(shù)加工部件都是薄壁類大型零件，加工難度大、要求精度高，單靠人為的手動操作很難滿足其加工精度要求。只有應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的機械加工方法，才能更好的加工出高精度、高強度、而且安全可靠地加工部件。以此來滿足航空航天日益要求嚴(yán)格的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

結(jié)語

如上所述，我國機械制造業(yè)日趨智能自動化，不僅滿足了企業(yè)日常高速生產(chǎn)的要求，而且推動我國進出口需求的發(fā)展，雖然我國新時期的數(shù)控技術(shù)發(fā)展很快，但相對于其他工業(yè)發(fā)達國家還是有些滯后。各種技術(shù)和配套層面有各種問題，需要向其他國家請教經(jīng)驗。因此，我們需要努力發(fā)展和創(chuàng)新數(shù)控技術(shù)，加強企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化管理，使數(shù)控自動更好地融入制造生產(chǎn)，最終滿足國家的需要，提高綜合國力。總之，數(shù)控技術(shù)在自動化技術(shù)制造領(lǐng)域的作用巨大，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用直接能提高中國機械制造的水平，間接促進了中國國民經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻

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