淺析數(shù)控車工及其監(jiān)測

李信剛

【摘 要】隨著經(jīng)濟與社會的發(fā)展，數(shù)控車工技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。數(shù)控車工已經(jīng)是我國現(xiàn)代化制造水平的核心標志。筆者對數(shù)控車工技術(shù)及其特點進行了淺要的分析，闡述了數(shù)控車工技術(shù)在我國現(xiàn)代制造業(yè)中的重要意義，并對數(shù)控車工工藝的監(jiān)測進行了重點研究，提出了一些車工監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題及解決對策。

【關(guān)鍵詞】車工；數(shù)控車床；監(jiān)測技術(shù)

0.前言

目前，我國及世界各國制造業(yè)廣泛應(yīng)用數(shù)控監(jiān)測技術(shù)，它在幫助提高制造能力與水平的同時，提升了本國適應(yīng)市場變動的能力及競爭力。雖然數(shù)控技術(shù)較成熟，但數(shù)控車工的監(jiān)測技術(shù)還需要不斷地探索和發(fā)展。通過大力發(fā)展車工監(jiān)測技術(shù)，提高數(shù)控車工的精確度，可以有效地提高先進制造技術(shù)水平，并加速經(jīng)濟的發(fā)展，使數(shù)控車工技術(shù)往高速、高精、高效化及柔性化方向發(fā)展。

1.數(shù)控車工監(jiān)測的重要意義

車工是用車床加工的一種方法。車床的種類很多。在各種車床中，普通車床是用途最廣的一種通用機床，它的傳動和構(gòu)造也很典型，幾乎所有形式的通用機床，都有其相應(yīng)的數(shù)控機床存在，兩類機床的要求有所不同。數(shù)控車床是目前使用較廣泛的數(shù)控機床。同時，數(shù)控車工技術(shù)是集自動化、柔性化、敏捷化與數(shù)字化制造等于一體的現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)與基礎(chǔ)技術(shù)，它可以高效化、優(yōu)質(zhì)化地加工產(chǎn)品零件，尤其是形狀復(fù)雜的零件。加強對數(shù)控車工的監(jiān)測，可以有效、快速地完成大量加工難度較大的曲面零件，并大大增加了零件加工的準確性及精確度。其中，對數(shù)控車工技術(shù)的監(jiān)測主要在于數(shù)控機床加工與數(shù)控編程監(jiān)測。它對我國的車工及經(jīng)濟有著重要的意義。

2.數(shù)控車工的一些監(jiān)測技術(shù)的分析

2.1關(guān)于車工的自適應(yīng)控制技術(shù)的監(jiān)測分析

數(shù)控車床加工過程中的自適應(yīng)控制技術(shù)主要由數(shù)控裝備自動化監(jiān)測對設(shè)備本身有影響的信息，自動性、連續(xù)性地調(diào)整系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，以便改善數(shù)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)。目前，我國的數(shù)控裝備自動化監(jiān)測水平一般，設(shè)備的先進度與監(jiān)測的精確度不是特別高，相比與發(fā)達國家的監(jiān)測自動化水平還有一段距離。其次，我國企業(yè)對設(shè)備的保持與維護欠缺妥當(dāng)，經(jīng)常維修，影響著設(shè)備的性能，間接影響著數(shù)控系統(tǒng)的運行。

2.2關(guān)于數(shù)控車工的專家技術(shù)的監(jiān)測分析

專家技術(shù)主要是將專家的經(jīng)驗與機床切削加工的一般規(guī)律與特殊規(guī)律輸入系統(tǒng)，并結(jié)合相關(guān)加工工藝的參數(shù)數(shù)據(jù)庫信息，建立智能化的專家系統(tǒng)，為數(shù)控系統(tǒng)提供優(yōu)化的切削參數(shù)。首先，對專家技術(shù)的監(jiān)測需要嚴格審查車床的規(guī)律。其次，參數(shù)數(shù)據(jù)庫必須要監(jiān)測，并對其進行數(shù)據(jù)庫的定期更新，使參加工藝的參數(shù)準確，另外，智能化的專家系統(tǒng)需要配以監(jiān)測子系統(tǒng)，幫助專家系統(tǒng)找出安全漏洞，提高系統(tǒng)的安全性，同時還可以有效地提高數(shù)控設(shè)備的編程效率，縮短生產(chǎn)準備的時間。

2.3關(guān)于數(shù)控車工的故障自診斷技術(shù)的監(jiān)測分析

故障自診斷技術(shù)為數(shù)控機械設(shè)備提供了維護決策信息集成系統(tǒng)及智能診斷系統(tǒng)，包括二次監(jiān)測功能、故障診斷功能、安全保障等功能。它是數(shù)控車工的監(jiān)測體系中不可或缺的重要部分。首先，二次監(jiān)測功能幫助查找數(shù)控機械設(shè)備潛在的故障，提高設(shè)備的自查能力，延長其壽命，縮小企業(yè)的成本。其次，故障診斷也是監(jiān)測的一方面，再者，安全保障是監(jiān)測的目的之一。其故障自診斷技術(shù)為數(shù)控車工的安全實施提高了保障。

3.關(guān)于加強數(shù)控車工監(jiān)測的一些建議

3.1對數(shù)控車工工藝與工裝監(jiān)測的建議

數(shù)控車床是一次裝夾，數(shù)控車工工藝中尤其應(yīng)當(dāng)注意切削用量及刀具的選擇。根據(jù)研究顯示這個過程常給數(shù)控車工帶來實施困境。筆者建議應(yīng)該加強對其的監(jiān)測。首先是切削用量的選擇。由于數(shù)控車工工藝中的金屬切削加工環(huán)節(jié)效率較高，其被加工材料、切削工具、切削條件是主要要素，它們與數(shù)控車床的加工時間、刀具壽命及加工治療水平息息相關(guān)。對其的監(jiān)測需要加強對切削條件的三大要素即切削速度、進給量、切身直接引起刀具的損傷的嚴格把關(guān)。而且，在進行切削用量及切削速度的選擇時，應(yīng)當(dāng)注重結(jié)合被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進給量、切深等要素進行選擇。其次是刀具的選擇。數(shù)控車工工藝中的刀具選擇較為重要，由于刀具的壽命與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、加工熱量、切削噪聲等相關(guān)。因此，在進行具體加工條件確定之前，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況進行判斷，因情制宜。例如粗車時，由于粗車時大背的吃刀量及進給量較大，應(yīng)當(dāng)選擇耐用度與強度較高的刀具，而精車時，由于精車的加工精度要求較高，應(yīng)當(dāng)選擇精度高、耐用度較好的刀具。另外，應(yīng)當(dāng)盡量采用機夾刀和機夾刀片。

3.2對其加工路線監(jiān)測環(huán)節(jié)的建議

加工路線主要是指數(shù)控機床在加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡與方向。首先，加工路線的設(shè)計。它需要結(jié)合實際情況，設(shè)計出切實可行的幾種方案，并設(shè)有專門的部門對加工路線的科學(xué)合理性進行分析審查。其次，加工路線的選擇。它應(yīng)當(dāng)盡量縮短加工路線，減少刀具的空行程時間，確保其加工精度與表面的粗糙度符合要求，可以預(yù)先進行小零件的測試已驗證加工路線的正確性。另外便是加工路線與加工余量。由于數(shù)控車工技術(shù)對于數(shù)控車床的要求較高，在數(shù)控車床未達到普及使用的情況下，應(yīng)當(dāng)將毛坯上多余的余量，尤其是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。在使用數(shù)控車工工藝技術(shù)時，必須注意數(shù)控車床程序安排的靈活性。

3.3對數(shù)控機床監(jiān)測的建議

數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)一個復(fù)雜的多方面的綜合監(jiān)測系統(tǒng)。它運用了數(shù)控機床結(jié)構(gòu)計算機、自動化控制、精密測量、機床制造及其配套技術(shù)的最新成果，它可以有效地解決當(dāng)前產(chǎn)品的多樣化及復(fù)雜化、產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期短、精度要求高的難題。數(shù)控機床主要由程序介質(zhì)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動與機床主體四大部分組成。

首先，程序介質(zhì)。程序介質(zhì)主要以指令的形式記載各項加工信息，包括零件的加工工藝過程、工藝參數(shù)與刀具運動等，并將相關(guān)信息輸入到數(shù)控裝置內(nèi)，由數(shù)控機床對零件進行切削加工控制。筆者建議運用電子信息以及計算機技術(shù)對信息進行安全性和完整性監(jiān)測。其次，數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)為數(shù)控機床的核心系統(tǒng)，同時配有相應(yīng)的監(jiān)測子系統(tǒng)。另外，伺服驅(qū)動由伺服電機與伺服驅(qū)動裝置組成。需要對數(shù)控裝置發(fā)出速度、位移指令控制執(zhí)行部件按進給速度進行精確地計算。除此之外，機床主體。目前，數(shù)控機床的動系統(tǒng)主要采用滾珠絲杠，其機床主體不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且剛性好。

3.4對數(shù)控車工及監(jiān)測人員的建議

數(shù)控車工亦指數(shù)控車床的操作人員。其職責(zé)重要，需要仔細研究和詳細了解各種車床的零件，部件，機構(gòu)和它們之間的相互關(guān)系。一是正確使用車床、車床的附件、其它工具以及排除故障，并熟悉車床各加油孔和一些零件的構(gòu)造和保養(yǎng)。二是熟悉圖紙和工藝，掌握有關(guān)車削工件的計算，了解常用金屬材料性能及熱處理知識。這能促進數(shù)控車工技術(shù)的準確實施。另外重要的是監(jiān)測人員。首先需要提高自身的責(zé)任感，公正公平地進行監(jiān)督管理。再者就是提高專業(yè)技能與素養(yǎng)，提高監(jiān)測能力。

4.結(jié)語

數(shù)控技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于世界各國的制造業(yè)。很多國家側(cè)重于提高制造能力與水平，忽略了其監(jiān)測能力的提高。要想穩(wěn)定地提高國家的市場適應(yīng)的能力及競爭力，長遠的發(fā)展，我國必須要加大對車工監(jiān)測技術(shù)的資金和研究投入，大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)和監(jiān)測技術(shù)，幫助減少工序、輔助時間進行復(fù)合加工，向多系列、高監(jiān)測性的控制化方向發(fā)展。發(fā)展智能監(jiān)測技術(shù)。基于數(shù)控車工的特點要求必須系統(tǒng)具備高強度的監(jiān)測能力。同時，它又是現(xiàn)代化制造業(yè)發(fā)展的方向，是走向未來世界的必備利器。 [科]

【參考文獻】

[1]惠飛，趙祥模，楊飛.油罐車在途狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其任務(wù)調(diào)度策略[J].長安大學(xué)報自然科學(xué)版，2011（4）：87-90.

[2]潘平.數(shù)控車狗狗技術(shù)應(yīng)用探討.中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（5）.