數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用及其發(fā)展前景

周文進(jìn)

摘要：我們國內(nèi)數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)中的運(yùn)用比較普遍，而且基本上現(xiàn)在已經(jīng)可以滿足精細(xì)化與智能化以及網(wǎng)絡(luò)化等等相關(guān)需求。而隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，在一定程度上推動了國內(nèi)生產(chǎn)制造行業(yè)的發(fā)展。但是，在數(shù)控加工技術(shù)需求量以及質(zhì)量要求不斷提升下，依然需要面臨很多嚴(yán)峻的問題，同時在數(shù)控領(lǐng)域中還存在許多亟需處理的問題。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；機(jī)械加工；機(jī)械制造；應(yīng)用及發(fā)展

1、數(shù)控技術(shù)特點(diǎn)及概念

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域簡稱為數(shù)控，顧名思義，其主要是通過數(shù)字控制的方式來實現(xiàn)自動化控制?，F(xiàn)階段，數(shù)控技術(shù)主要是對角度、位移等機(jī)械量進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)加工效率的提高。而在數(shù)控技術(shù)的生產(chǎn)過程中，其主要是依據(jù)數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算來進(jìn)行工作。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不僅僅對機(jī)械制造行業(yè)帶來了革命l生的改革，同時也促進(jìn)了我國國民經(jīng)濟(jì)的提升，其惠及行業(yè)包括汽車、工業(yè)、醫(yī)療器械等，對我國支柱型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、高精度、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、能實現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動、良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

2.1數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械生產(chǎn)制造中的運(yùn)用

煤炭工業(yè)的“黃金十年”促進(jìn)了我國煤礦機(jī)械的蓬勃發(fā)展，煤礦機(jī)械向大型化、智能化發(fā)展，外觀向工程機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)靠攏，用戶對整機(jī)可靠性要求越來越高，對零部件加工的精度、公差等級要求越來越高。

以煤礦掘進(jìn)機(jī)、煤礦用挖掘機(jī)為例，其主要架體、罩板大多為焊接件，以往加工方式主要采用人工劃線下料，焊接坡口采用人工氣割，不僅效率低下，下料的外形不光滑，線條不美觀；另外人工下料還存在加工余量不均勻的問題，甚至因加工余量不足，造成工件報廢。數(shù)控氣割下料設(shè)備的運(yùn)用，極大的解決了上述問題：數(shù)控氣割機(jī)加工出來的板料，尺寸誤差小，線條光滑，生產(chǎn)效率高；數(shù)控氣割設(shè)備還具有自動調(diào)控的切縫補(bǔ)償功能，其可以對零件毛坯的實際輪廓完成程序控制，就如同在數(shù)控機(jī)床中對銑刀半徑完成補(bǔ)償一樣，這時就能夠利用調(diào)節(jié)切縫相關(guān)補(bǔ)償數(shù)值準(zhǔn)確地控制毛坯零件合理的加工余量。

在切削加工中運(yùn)用，數(shù)控加工能夠完成形狀比較復(fù)雜與精度要求相對較高的零部件加工生產(chǎn)。采煤機(jī)的搖臂、掘進(jìn)機(jī)的截割臂、履帶行走部的支重輪中都普遍采用了浮動油封進(jìn)行密封，浮動油封的安裝槽是一個比較復(fù)雜的曲面，內(nèi)外環(huán)安裝槽的凹凸曲面的加工精度直接影響密封的可靠性，如果僅靠人工控制機(jī)床進(jìn)行加工，幾乎不可能成功。只有利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行編程加工，才能保證曲面的尺寸精度和粗糙度要求，滿足浮動油封的密封要求。

2.2數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人方面的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人通常就是指在工業(yè)生產(chǎn)中使用的一種能夠模擬人的動作，按照一定的流程盡心吧操作的自動化設(shè)備，這些自動化設(shè)備使用的最終目的就是為了提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，同時在生產(chǎn)的過程中也能保證生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，工業(yè)機(jī)器人實際上屬于工業(yè)設(shè)備的一種，工業(yè)機(jī)器人的使用可以很好的改進(jìn)生產(chǎn)條件，節(jié)省了生產(chǎn)時間的同時，也節(jié)約了勞動力成本，而如果從工業(yè)機(jī)器人的基本功能上來看，其可以完成基本的人力生產(chǎn)工作，同時還可以完成噴漆、焊接等一些復(fù)雜性和生產(chǎn)要求相對較高的工作，另外其還可以在一些人類無法觸及的極端環(huán)境下保證良好的工作狀態(tài)。

2.3數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)床設(shè)備上的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的最重要因素，具備控制能力的機(jī)床設(shè)備更是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。數(shù)控技術(shù)在機(jī)場設(shè)備上的應(yīng)用就是把計算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，用計算機(jī)技術(shù)對機(jī)床的加工實時控制，這就是數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是將加工過程中所需要的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字代碼表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用或通用計算機(jī)，計算機(jī)對輸入的信息進(jìn)行處理運(yùn)算，發(fā)出指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，加工出所需零件。

2.4智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)容的運(yùn)用

為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等等。

3、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的發(fā)展前景

3.1高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)

生產(chǎn)效率與產(chǎn)品的質(zhì)量的提高有賴于高精度、快速數(shù)控制造技術(shù)的發(fā)展，縮短生產(chǎn)制造周期，增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭能力。在汽車制造工業(yè)中，數(shù)控技術(shù)也便于進(jìn)行多品種汽車部件的加工制造；在航空航天領(lǐng)域，機(jī)械零部件制造產(chǎn)品主要為薄壁和薄筋，其材質(zhì)主要為鋁或鋁合金等輕質(zhì)材料，剛度很差，僅在高切削速度或者應(yīng)力比較小的情況，才可以進(jìn)行加工。才是數(shù)控設(shè)備高速、高精度的特點(diǎn)能夠發(fā)揮出良好的效果。

3.2數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣

在未來該技術(shù)的徹底開放化發(fā)展也將成為一種重要的趨勢。而且，在其應(yīng)用過程中，隨著計算機(jī)技術(shù)的推廣和快速發(fā)展，未來數(shù)控技術(shù)可能還會進(jìn)一步加快與電子技術(shù)平臺的整合，實現(xiàn)人工智能化操作，人機(jī)合一，進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)械加工生產(chǎn)的一體化，生產(chǎn)出種類更多，更加令人滿意的產(chǎn)品，這對于中國工業(yè)化的發(fā)展是極為有利的。

3.3智能化、網(wǎng)絡(luò)化將成為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

為智能化機(jī)械制造不僅能夠提升生產(chǎn)效率，也有效的保障了機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量，例如，制造自適應(yīng)控制系統(tǒng)，加工參數(shù)自動生成系統(tǒng)等；智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，簡化了編程與操作過程，自動編程系統(tǒng)與智能化操作界面的不斷完善也是智能化發(fā)展帶來的優(yōu)勢；此外智能故障診斷、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控等功能，也是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢。

4、結(jié)語

當(dāng)前，在現(xiàn)代化加工機(jī)械發(fā)展的過程中，傳統(tǒng)方式加工機(jī)械技術(shù)和手段已經(jīng)逐漸落后于時代潮流，也對現(xiàn)代化機(jī)械加工工作的效率和質(zhì)量有很大的影響。這就為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提供了契機(jī)，主要的目的是提高機(jī)械加工產(chǎn)品的水平和質(zhì)量，使現(xiàn)代化加工機(jī)械技術(shù)能夠普及發(fā)展，而且，在加工機(jī)械的各個環(huán)節(jié)內(nèi)都借助信息數(shù)字技術(shù)對其進(jìn)行管理和控制。數(shù)控技術(shù)能夠使計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、光機(jī)電、傳感檢測等技術(shù)都有很大發(fā)展，極大地提高現(xiàn)代加工機(jī)械工作的效率和質(zhì)量。