數(shù)控技術在機械制造中的應用

安超 段宏杰 李楷

摘 要：在機械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術已經(jīng)越來越受到重視。從第一臺數(shù)控機床開發(fā)成功到現(xiàn)在已有50多年的歷史。由傳統(tǒng)的封閉式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)今的開放式PC數(shù)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的計算機數(shù)控系統(tǒng)，由于采甩封閉的體系結(jié)構(gòu)，它的通用性、軟件移植性、功能擴展和維修都比較困難；開放式體系結(jié)構(gòu)的計算機數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的計算機數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)。開放式計算機數(shù)控系統(tǒng)，采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu)。顯示了優(yōu)良的性能，能適應各種計算機的軟件平臺，具有統(tǒng)一風格的用戶交互環(huán)境，操作、維護、更新?lián)Q代和軟件開發(fā)都比較方便，具有較高的性能價格

關鍵詞：機械制造；數(shù)控技術；應用

1 緒論

數(shù)控技術，英文名稱：Numerical Control （簡稱NC），即采用電腦程序控制機器的方法，按工作人員事先編好的程式對機械零件進行加工的過程。數(shù)控技術和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)。數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。在我國，數(shù)控技術與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，取得了相當大的進步。特別是在通用微機數(shù)控領域，以PC平臺為基礎的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務。

2 數(shù)控技術在機械加工中的特點

數(shù)控技術在機械加工中的應用能夠有效的提高加工精度、提高生產(chǎn)效率，同時還能夠方便生產(chǎn)過程的管理、降低勞動強度，實現(xiàn)自動化機械加工的目的。數(shù)控機床是典型的數(shù)控技術機械加工應用，通過可編程序的控制實現(xiàn)自動加工。利用數(shù)控技術在機械加工的應用能夠較好的解決復雜、精密、多變零件的加工。在現(xiàn)代機械加工中，數(shù)控技術應用已經(jīng)成為機械加工控制技術的重要發(fā)展方向。隨著電子技術、自動化技術、計算機技術在自動化機床等設備應用的不斷發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控加工技術以精度高、效率高的特點得到了廣泛的推廣與應用。另外，數(shù)控技術在一些加工的應用中還能夠使單機組成加工自動生產(chǎn)線，實現(xiàn)高效率、自動化、大批量的零件加工。促進機械加工成本的進一步降低。

數(shù)控技術是典型的機械、電子、自動控制、計算機和檢測技術密切結(jié)合的機電一體化高新技術。數(shù)控技術是實現(xiàn)制造過程自動化的基礎，是自動化柔性系統(tǒng)的核心，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的重要組成部分。數(shù)控技術把機械裝備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個新水平，使傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了極其深刻的變化。

數(shù)控加工技術不同于傳統(tǒng)的加工技術，其主要特點為：

（1）能高質(zhì)量地完成一般機床難以完成的復雜零件和曲面形狀的加工；

（2）能方便地改變加工工藝參數(shù)（如切削用量），因而利于換批加工和新產(chǎn)品的研制；

（3）可實現(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序加工，從而確保高質(zhì)量的加工精度同時又減少了輔助時間；

（4）采用模塊化標準工具，既減少了換刀和安裝時間，又提高了工具標準化程度和工具的管理水平；

（5）便于實現(xiàn)計算機輔助制造。隨著計算機技術的發(fā)展和微處理器的采用，數(shù)控技術得到了飛速發(fā)展和廣泛的應用。

3 數(shù)控技術在機械制造中的應用

在工業(yè)生產(chǎn)中的應用：在工業(yè)生產(chǎn)中的應用數(shù)控技術運用于工業(yè)生產(chǎn).確保安全生產(chǎn)。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)智能化操作系統(tǒng)一般是由控制單元、驅(qū)動單元和執(zhí)行機構(gòu)組成的，主要運用機器設備的生產(chǎn)線上，或者運用于復雜惡劣的勞動環(huán)境下，完成人類難以完成的工作。數(shù)控技術運用于上述領域能夠在滿足技能信息和操作規(guī)范要求的基礎上，提高工作效率，確保安全生產(chǎn)。數(shù)控技術運用于控制單元能夠?qū)崿F(xiàn)人機操作相分離的效果。該技術的運用。通過一系列的程序和操作要求，幫助人類完成預想的操作，同時同步檢測執(zhí)行動作。一旦出現(xiàn)錯誤或發(fā)乍故障，由傳感系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)反饋到控制單元，發(fā)出報警信號和相應的保護動作?？梢赃@么說，數(shù)控技術運用于工業(yè)生產(chǎn)，不僅能夠幫助人們節(jié)省勞動力，還能夠讓人們在實踐生產(chǎn)中提高安全系數(shù)。

數(shù)控技術在汽車工業(yè)中的應用：汽車工業(yè)近20年來發(fā)展尤為迅猛。在快速發(fā)展的過程中，汽車零部件的加工技術也在快速發(fā)展，數(shù)控技術的出現(xiàn)，更加快了復雜零部件快速制造的實現(xiàn)過程。將高速加工中心和其它高速數(shù)控機床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機床剛性自動線的生產(chǎn)效率，從而打破汽車生產(chǎn)中有關“經(jīng)濟規(guī)?！钡膫鹘y(tǒng)觀念，實現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。數(shù)控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等，在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的應用。21世紀的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)離不開數(shù)控加工技術的應用了。

在機床設備中的應用：在機械制造領域中，其主要核心是在于擁有較為先進的機械設備，面對當今高科技發(fā)展背景下對機電一體化的要求，相關的機械制造生產(chǎn)企業(yè)無必要擁有具備良好的控制能力的數(shù)字控制機床設施，能夠為數(shù)字控制技術提供較為先進的控制能力的核心在于先進的計算機控制技術，即在機床上對數(shù)控技術進行充分應用，這便是數(shù)控機床設備的產(chǎn)生，它通過相應的計算機控制軟件來完成了對主軸運轉(zhuǎn)變化的控制，使數(shù)控機床能夠自動的加工出質(zhì)量良好的機械零件。

4 結(jié)束語

高精尖數(shù)控技術的應用還需要時間進行推廣。針對我國數(shù)控加工現(xiàn)狀，數(shù)控技術行業(yè)領軍企業(yè)應加快自身技術水平的提高，促進我國數(shù)控加工技術整體水平的提高。同時通過加快人才培養(yǎng)與技術革新促進數(shù)控技術在現(xiàn)代機械加工中的應用，為我國數(shù)控加工技術推廣、發(fā)展奠定基礎。

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作者簡介

安超（1996-），鄭州大學，機械工程學院機械工程專業(yè)。