基于數(shù)控技術(shù)的機(jī)械加工機(jī)床研究

陳琪

摘要：隨著當(dāng)前數(shù)控技術(shù)加工的持續(xù)發(fā)展，機(jī)械加工機(jī)床的應(yīng)用逐漸廣泛，數(shù)控技術(shù)在多個(gè)行業(yè)和層面得到了有效的應(yīng)用，由此對(duì)數(shù)控技術(shù)機(jī)械加工機(jī)床的研究有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。數(shù)控技術(shù)機(jī)械加工機(jī)床的研究，為數(shù)控程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)，編程效率的提高以及數(shù)控機(jī)床的合理使用奠定了良好的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)工藝原理和工藝特點(diǎn)的分析，明確了數(shù)控技術(shù)在數(shù)控機(jī)械加工中的有效應(yīng)用，為類似數(shù)控技術(shù)中的機(jī)械加工機(jī)床的研究提供了可供參考的經(jīng)驗(yàn)。

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

中圖分類號(hào)：TP29文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)26-6371-02

在數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程中，數(shù)控加工工藝考慮不細(xì)致以及在實(shí)際的編程和計(jì)算過(guò)程當(dāng)中的偏差將在很大程度上造成數(shù)控加工的偏差。在實(shí)際的數(shù)控工藝的編程過(guò)程中，數(shù)控加工的每一個(gè)細(xì)節(jié)都十分重要。若是數(shù)控設(shè)計(jì)的方案不夠合理，也將導(dǎo)致數(shù)控加工工作量的增加。甚至需要重新加工，導(dǎo)致了時(shí)間和工序的浪費(fèi)。數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)械加工中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)影響到零件加工程序的準(zhǔn)確和合理，同時(shí)也對(duì)所加工的零部件的質(zhì)量以及數(shù)控加工的效率造成了直接的影響。數(shù)控機(jī)床內(nèi)容較為具體，并且數(shù)控加工設(shè)計(jì)的工序較少，所需要的工裝數(shù)量與普通加工機(jī)床相比要少。由此也可了解到，數(shù)控加工工序的內(nèi)容較為復(fù)雜，其加工的工藝具有復(fù)合性的特點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，經(jīng)過(guò)數(shù)控加工后，加工的零部件完成了多種加工模式，實(shí)現(xiàn)了多道加工工序的有效集成，由此也有效提高了所加工零部件的精度以及加工的效率。

1數(shù)控技術(shù)的原理

1.1工作原理

由于數(shù)控技術(shù)裝置不僅配備了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，也具備與數(shù)控機(jī)床功能相匹配的接口單元和功能模塊結(jié)構(gòu)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作調(diào)控，從而對(duì)工作臺(tái)加以定位，進(jìn)而提高加工生產(chǎn)效率。此外，為了確保所編制的程序能正常運(yùn)行，還需要做好工件位置的固定處理，尤其是控制刀具相對(duì)于工件給定速度。采用輸入設(shè)備輸入各種數(shù)據(jù)信息，把各個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)分量傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電，保持機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)朝著編制好的路徑進(jìn)行路，這些都需要依靠裝置的插補(bǔ)功能。數(shù)控裝置本質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制的，在控制過(guò)程中只需將數(shù)據(jù)信號(hào)反饋到控制裝置里，通過(guò)中央處理器對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理分析，維持了各運(yùn)作部件有序的加工生產(chǎn)，數(shù)控系統(tǒng)按照零件輪廓線型的有限信息，這樣便能保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)指令的正常處理，最終實(shí)現(xiàn)精密加工處理。

1.2基本概念

所謂的數(shù)控技術(shù)，指的是通過(guò)采用數(shù)字信息，對(duì)機(jī)械加工和運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行控制，提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)作的自動(dòng)化效率，給現(xiàn)代機(jī)械加工帶來(lái)了極大的幫助。數(shù)控技術(shù)主要包括：傳感檢測(cè)技術(shù)、傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。工作過(guò)程中只需要預(yù)先編程，然后采用編輯好的程序指令對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制。由此可見(jiàn)，數(shù)控技術(shù)促進(jìn)了機(jī)械加工機(jī)床的發(fā)展，提高了機(jī)械加工的靈活性和設(shè)備的工作效率。目前，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為了先進(jìn)機(jī)械加工的主體，在先進(jìn)數(shù)控技術(shù)的背景下，數(shù)控系統(tǒng)的性能有了極大的提高，能夠更好地適應(yīng)不同機(jī)械加工產(chǎn)品的發(fā)展需求。

2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

2.1在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用

在機(jī)械加工領(lǐng)域發(fā)展過(guò)程中，機(jī)床設(shè)備控制技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，對(duì)于機(jī)械加工業(yè)的發(fā)展起著重要作用，是現(xiàn)代機(jī)電一體化的重要組成部分，在很大程度上提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率。數(shù)控計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令，通過(guò)控制機(jī)床中心系統(tǒng)作用于機(jī)床并執(zhí)行如冷卻泵的起停等各種順序動(dòng)作指令，從而使得機(jī)床能夠按所編的程序自動(dòng)加工出相應(yīng)的零件。數(shù)控技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的機(jī)械零件加工模式，把加工零件的幾何信息和工藝信息進(jìn)行數(shù)字化處理，并由單片機(jī)程序進(jìn)行指令控制，逐漸取代人工操作方法，極大地提高了機(jī)械加工的效率，將數(shù)控技術(shù)運(yùn)用在機(jī)械機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件加工的一體化操作。此外，將化加工生產(chǎn)計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的機(jī)械加工行業(yè)，給機(jī)械制造業(yè)創(chuàng)造多元化的控制功能，擴(kuò)大了機(jī)械加工領(lǐng)域，保證了各項(xiàng)裝置之間有序配合，無(wú)需在重新調(diào)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)位置，從而滿足了更加復(fù)雜的功能加工需求，實(shí)現(xiàn)多功能的生產(chǎn)加工要求。

2.2在工業(yè)中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，數(shù)控技術(shù)在很大程度上用于工業(yè)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)線，并且以計(jì)算機(jī)為實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序的編寫和程序代碼的編寫輸入等，從而保證了加工零部件的加工程序的順利進(jìn)行，數(shù)控技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要在于以機(jī)械化的作業(yè)方式代替了人工進(jìn)行相關(guān)程序的操作，完成難以完成甚至不可能完成的工作任務(wù)和程序。數(shù)控技術(shù)具有高精度的技術(shù)特點(diǎn)，在保證了相關(guān)機(jī)械設(shè)備的加工質(zhì)量的同時(shí)也在很大程度上提高了生產(chǎn)的效率，有效改善了操作人員的工作條件，節(jié)約了施工人力。尤其在產(chǎn)生錯(cuò)誤或者設(shè)備出現(xiàn)故障，則能維持工作人員的勞動(dòng)條件，維持了正常的加工秩序，保障了相關(guān)人員的安全。同時(shí)在數(shù)控機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生故障時(shí)，相關(guān)的傳感以及檢測(cè)系統(tǒng)都將把發(fā)生錯(cuò)誤的信息傳遞到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，同時(shí)停止機(jī)械的運(yùn)作，阻止數(shù)控機(jī)床的持續(xù)作業(yè)，從而保護(hù)機(jī)械設(shè)備。數(shù)控技術(shù)以及數(shù)控工藝主要通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，在實(shí)際的機(jī)床加工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行加工，將編制好的計(jì)算機(jī)程序安裝到計(jì)算上，并保證自動(dòng)化的生產(chǎn)模式，保證生產(chǎn)和加工的精度，并通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床的加工控制和管理。

2.3在機(jī)械加工系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

隨著機(jī)械加工技術(shù)和加工工藝的持續(xù)發(fā)展和研究，機(jī)械加工設(shè)備及其加工的控制系統(tǒng)也在相關(guān)技術(shù)的發(fā)展之下得到了持續(xù)的發(fā)展和升級(jí)，數(shù)控技術(shù)機(jī)械設(shè)備機(jī)殼的毛坯制造。由于相應(yīng)的機(jī)械加工設(shè)備控制系統(tǒng)也在不斷更新變化，使得各種機(jī)殼的毛坯制造商開始積極引進(jìn)先進(jìn)焊件。而采用數(shù)控氣割技術(shù)，能夠處理好諸多問(wèn)題，尤其是能夠輕易地解決傳統(tǒng)機(jī)械加工難以實(shí)現(xiàn)的單件下料問(wèn)題，只需保持壓縮接觸面積的均勻，就能夠很好地滿足密封功能的要求，從而有效地保證了產(chǎn)品內(nèi)外環(huán)凸凹曲面的加工精度，實(shí)現(xiàn)了毛坯料到成品過(guò)程的持續(xù)加工。此外，在機(jī)械浮動(dòng)油封的結(jié)構(gòu)里引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)，極大地提高了機(jī)械設(shè)備加工效率，由于現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)備通常與數(shù)控鏜銑床編程加工有機(jī)結(jié)合起來(lái)，只需通過(guò)事先編制好的齒形子程序，再進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械加工與結(jié)合角度偏置，從而維持了正常的產(chǎn)品質(zhì)量要求，更好地滿足各種精度要求，并能在生產(chǎn)加工效率上實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。

3數(shù)控機(jī)床增效的主要途徑

當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床加工設(shè)備以及相關(guān)的加工工藝中存在一定的問(wèn)題，缺乏合理的加工切削參數(shù)，缺乏數(shù)控機(jī)床加工工藝數(shù)據(jù)庫(kù)以及知識(shí)庫(kù)，其次缺乏數(shù)字化的制造以及管理系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床加工的這些設(shè)備致使數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中的準(zhǔn)備時(shí)間以及等待時(shí)間和故障調(diào)試的時(shí)間較長(zhǎng)，致使對(duì)整體的數(shù)控機(jī)床的加工效率產(chǎn)生了整體的影響。通過(guò)對(duì)當(dāng)前數(shù)控加工機(jī)床的加工現(xiàn)狀進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外數(shù)控加工技術(shù)的分析以及相關(guān)狀況的分析，研究出了數(shù)控機(jī)床增效的有效途徑。

3.1提高數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度

數(shù)控技術(shù)的機(jī)械化加工過(guò)程中，逐漸提高數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)化程度，是數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，減少加工所需要的時(shí)間，通過(guò)柔性制造單元，以及柔性生產(chǎn)線和復(fù)合的加工等數(shù)控加工技術(shù)，從而有效提高了加工零件在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中的連續(xù)性以及自動(dòng)化，有效縮短了加工過(guò)程中的輔助時(shí)間，提高了加工的效率。

3.2逐漸優(yōu)化加工過(guò)程

數(shù)控機(jī)床的加工還應(yīng)通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程的持續(xù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化液將有效減少加工的準(zhǔn)備時(shí)間，以配套的較為先進(jìn)的生產(chǎn)和管理方式、機(jī)械設(shè)備的管理以及刀具的自動(dòng)配送和機(jī)械零件的制造執(zhí)行系統(tǒng)等，有效提高了設(shè)備的完整性和開動(dòng)率，保證數(shù)控機(jī)床的高效管理和持續(xù)運(yùn)行。

3.3優(yōu)化加工設(shè)計(jì)以及加工工藝

實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床加工工藝的優(yōu)化，提高數(shù)控機(jī)床的加工效率，則應(yīng)通過(guò)縮減加工的時(shí)間完成，并且以保證加工零部件的質(zhì)量為基礎(chǔ)。通過(guò)使用高速或者高性能的數(shù)控機(jī)械機(jī)床或者較為先進(jìn)的刀具，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工機(jī)床的仿真模擬，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工程序的優(yōu)化控制，持續(xù)優(yōu)化數(shù)控機(jī)床加工設(shè)計(jì)和加工工藝的優(yōu)化，保證數(shù)控機(jī)床的加工性能，有效提高主軸的加工效率和數(shù)控機(jī)床的切削效率。

4數(shù)控技術(shù)的機(jī)械加工機(jī)床的發(fā)展前景

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，機(jī)械加工技術(shù)在很大程度上是國(guó)家科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，隨著數(shù)控技術(shù)發(fā)展速度的逐漸增快，數(shù)控技術(shù)逐漸成為了衡量國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)在于數(shù)控技術(shù)的集成程度逐漸提高，數(shù)控機(jī)床從一臺(tái)發(fā)展到多臺(tái)控制，實(shí)現(xiàn)了多樣化的發(fā)展和多元化的控制體制。數(shù)控技術(shù)的逐漸發(fā)展帶來(lái)了當(dāng)前我國(guó)數(shù)控機(jī)床在機(jī)械領(lǐng)域和工業(yè)行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域和多個(gè)方面都得到了有效的應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域中已經(jīng)得到了有效的應(yīng)用，隨著數(shù)控機(jī)械機(jī)床加工精度的逐漸提高，同時(shí)也推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的加工精度的逐漸提升，要保證機(jī)械加工機(jī)床的加工精度，數(shù)控機(jī)床要縮短加工周期，降低數(shù)控機(jī)床加工的成本，從而對(duì)多個(gè)方面都十分有利。不僅提升了數(shù)控機(jī)床軸的運(yùn)行速度，同時(shí)也使數(shù)控機(jī)床向著自動(dòng)化的程度發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)化逐漸成為了技術(shù)以及制造的關(guān)鍵和核心。

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