數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床中的應(yīng)用分析

趙亮+田恒

（1.上海優(yōu)尼斯工業(yè)設(shè)備銷售有限公司沈陽分公司；2.沈陽機(jī)床股份有限公司中捷立加分公司）

摘要：數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床中的應(yīng)用對于機(jī)械加工行業(yè)來說非常重要。這種結(jié)合能夠有效提高機(jī)械加工領(lǐng)域的生產(chǎn)力，能夠解放人力降低成本，對于行業(yè)的發(fā)展有著很大的好處。本文對數(shù)控技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用做簡要分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；機(jī)械加工機(jī)床；應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床中的應(yīng)用，最簡單、最常見的例子就是數(shù)控加工設(shè)備，譬如數(shù)控機(jī)床。數(shù)控設(shè)備有很多優(yōu)點，這些優(yōu)點已經(jīng)被社會所認(rèn)可，其加工精度高、加工效率高、精度穩(wěn)定性高的特點是人工所無法比擬的。數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用有利于工業(yè)的發(fā)展，對于各行各業(yè)也都有很大的促進(jìn)作用。在數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)之前，人工加工的工件不僅產(chǎn)量小，而且匹配度極低，相同的加工件之間很難達(dá)到可以互換的要求，越是復(fù)雜的設(shè)備越是如此。而數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)之后，高質(zhì)量的加工件相繼進(jìn)入市場，其帶來的相關(guān)行業(yè)的發(fā)展非常明顯。

一、數(shù)控技術(shù)原理

（一）數(shù)控含義

數(shù)控技術(shù)通過采集相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，通過計算機(jī)進(jìn)行控制。使機(jī)械設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動化運行。數(shù)控技術(shù)集多種技術(shù)于一體，通過對機(jī)械制造技術(shù)和機(jī)電技術(shù)以及信息技術(shù)的有效應(yīng)用來實現(xiàn)工作能力。數(shù)控技術(shù)的工作首先需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，分析所有的數(shù)據(jù)之后進(jìn)行編程工作。編程工作中要進(jìn)行指令的設(shè)定和數(shù)據(jù)的輸入，這里的數(shù)據(jù)主要指的就是標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的點坐標(biāo)。程序編程結(jié)束之后要將數(shù)據(jù)輸入PC當(dāng)中，使其通過固定的程序來控制機(jī)械部分進(jìn)行工作。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用有效的提高了工作效率，減輕了人力負(fù)擔(dān)和人力成本，同時最重要的一點就是提高了加工精度。人工操作時的誤差太大，即使是一個經(jīng)驗豐富的操作者也不可能在長時間工作時保持一定的加工精度，而且其加工效率也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于數(shù)控設(shè)備。

（二）數(shù)控原理和加工

數(shù)控技術(shù)通過PC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)化，通過各種接口和將各個功能模塊連接到一起，進(jìn)行各個模塊間的匹配和傳導(dǎo)。加工過程中需要先已經(jīng)編好的程序?qū)隤C之中，之后將材料固定在卡具之上進(jìn)行一次定位。材料定位完成之后需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定，這個步驟簡單來說就是在材料上確定一個點，使其做為坐標(biāo)系的原點，之后分別確定X軸、Y軸和Z軸。對于兩軸銑床來說這就是在確定坐標(biāo)系時需要確定的所有標(biāo)準(zhǔn)點，對于數(shù)控車床來說不存在Y軸的建立，只需建立X軸和Z軸。對于高等級的多軸機(jī)床，譬如五軸聯(lián)動加工中心來說，坐標(biāo)系的確立就更為繁瑣一些。坐標(biāo)軸確立之后便可以啟動機(jī)床進(jìn)行加工工作。利用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行加工工作時有很多地方需要注意，譬如編程時要注意插補(bǔ)問題，以及針對不同的材料要合理設(shè)定機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速。編程工作完成后，在導(dǎo)入PC之前必須要經(jīng)過模擬，確定無誤后方可導(dǎo)入。加工過程中，如果出現(xiàn)緊急問題，譬如主軸行走速度設(shè)置錯誤等，需要馬上采取急停措施，防止主軸由于受理過大或者震動過大導(dǎo)致的整體精度下降。數(shù)控設(shè)備的整體精度一旦下降就無可挽回，這是當(dāng)前技術(shù)還無法解決的問題。另外，主軸行走速度過快等問題在模擬軟件中是很容易被人為忽略的，因為無論主軸采用哪種行走速度，模擬軟件都會默認(rèn)能夠完成加工，不會提示程序錯誤，這也是很多數(shù)控設(shè)備的配套模擬軟件需要解決的一個重要問題。當(dāng)然不僅是國產(chǎn)軟件，及時是西門子這樣的機(jī)械行業(yè)巨頭也存在著這樣的問題。

二、實際應(yīng)用分析

（一）機(jī)床設(shè)備的應(yīng)用

現(xiàn)代機(jī)械加工與數(shù)控機(jī)床的結(jié)合應(yīng)用能實現(xiàn)機(jī)電一體化發(fā)展模式，現(xiàn)代化機(jī)械加工與數(shù)控技術(shù)的結(jié)合能讓加工的質(zhì)量和效率顯著提升。數(shù)控機(jī)床是通過計算機(jī)系統(tǒng)給機(jī)床的中心系統(tǒng)發(fā)出對應(yīng)控制指令，機(jī)床根據(jù)接受指令進(jìn)行操作，實現(xiàn)自動化加工。數(shù)控技術(shù)是結(jié)合目標(biāo)零件幾何信息和加工工藝信息開展數(shù)字化的對應(yīng)處理，控制程序要使用單片機(jī)控制，以期讓加工符合生產(chǎn)實際需求。機(jī)械加工機(jī)床上使用數(shù)控技術(shù)，能實現(xiàn)機(jī)電的一體化，也能讓機(jī)電制造行業(yè)的控制能力實現(xiàn)多元化發(fā)展，擴(kuò)大機(jī)械加工范圍后，能滿足復(fù)雜的零件加工需求，也能推動機(jī)械行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

（二）數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)，數(shù)控技術(shù)主要是以計算機(jī)為技術(shù)支撐被應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)線之上。數(shù)控技術(shù)是在計算機(jī)內(nèi)輸入加工信息，然后自動進(jìn)行相關(guān)程序的編制，用以代替人工的操作過程，這能將人力從復(fù)雜的勞動中徹底解放出來。機(jī)械化的操作，能降低人工勞動強(qiáng)度，也能避免人為操作的失誤，并能使用機(jī)械完成人工難以完成的工作。數(shù)控技術(shù)相較于人工技術(shù)有很多優(yōu)勢，如加工的精度好，質(zhì)量高，生產(chǎn)成本較小等特點。另外，若在加工期間機(jī)械設(shè)備發(fā)生意外或者故障時，傳感器能及時的將信息傳回到計算機(jī)內(nèi)，計算機(jī)馬上作出應(yīng)急處理，終止機(jī)械加工，控制故障狀況，讓人員的安全得到保障。

（三）機(jī)械加工系統(tǒng)應(yīng)用

機(jī)械加工設(shè)備需要隨著生產(chǎn)需求增大不斷地更新和換代，對應(yīng)的控制系統(tǒng)也要升級，使其能夠更加的人性化。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中最大的應(yīng)用就是使其實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，通過PC控制能讓整個加工效果達(dá)到最優(yōu)?，F(xiàn)代化的機(jī)械加工主要是借助于數(shù)控機(jī)床編程，在編程期間先要滿足自動化加工的需要，使產(chǎn)品能在精度和質(zhì)量上都達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)要求。

（四）數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床中的應(yīng)用方向分析

第一，實現(xiàn)自動化技術(shù)的無人生產(chǎn)。數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢是生產(chǎn)效率高，工作狀況好，雖然機(jī)械化和數(shù)控化兩者的結(jié)合，使機(jī)床的整體產(chǎn)量增大，人力資源耗費減少，但無人生產(chǎn)還未曾實現(xiàn)?；诖?，未來的數(shù)控機(jī)床發(fā)展中使用專家系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等進(jìn)行加工，是自動化加工能得以發(fā)展的前提。另外，智能化能帶來更加系統(tǒng)和全面的加工網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用以提升企業(yè)的信息集成效果。第二，從效率和質(zhì)量上優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)?，F(xiàn)代化的制造行業(yè)很看重效率和質(zhì)量。所以，數(shù)控系統(tǒng)中速度和精度是其要重點考慮的設(shè)計指標(biāo)，在未來一段時間內(nèi)數(shù)控機(jī)床的精度和速度依舊是我們要考慮的重點內(nèi)容。第三，數(shù)控系統(tǒng)的柔性化管理。數(shù)控系統(tǒng)的柔性化管理可以體現(xiàn)在兩個方面：第一，單一的某項數(shù)控系統(tǒng)需要較高的柔性，借助于模塊設(shè)計，能讓整個功能的覆蓋層面加大，也能將整個系統(tǒng)的功能效果強(qiáng)化；第二，同一個群控系統(tǒng)要適應(yīng)不同的生產(chǎn)流程，能動態(tài)化的調(diào)整所有的物料，整合信息，使信息具有動態(tài)化，讓生產(chǎn)能有序開展下去。

結(jié)語：機(jī)械制造行業(yè)是國家發(fā)展的關(guān)鍵行業(yè)，由于機(jī)械制造是工業(yè)的基礎(chǔ)。機(jī)械零件加工期間為讓其精度和質(zhì)量更優(yōu)，就要引進(jìn)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)，并結(jié)合數(shù)據(jù)和計算機(jī)指令讓其實施效果更佳。故此，本文主要探究數(shù)控機(jī)床的概念，以及數(shù)控機(jī)床能應(yīng)用的機(jī)械加工領(lǐng)域，并展望其為來發(fā)展方向。以提升數(shù)控基礎(chǔ)的技術(shù)可用性，在讓數(shù)控機(jī)床應(yīng)用效果更好，從而帶動我國的設(shè)備制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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