機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用探究

孫海濤

摘 要：數(shù)控技術(shù)是促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，數(shù)控技術(shù)的有效發(fā)展有利于促進(jìn)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高國(guó)家的綜合國(guó)力，影響到一個(gè)國(guó)家在國(guó)際上的戰(zhàn)略地位，因此各國(guó)家使用有效措施大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)的使用和發(fā)展。本文淺談機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的不同領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用，并針對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用淺談其發(fā)展前景，希望有助于相關(guān)學(xué)者參考，提高數(shù)控技術(shù)水平，更高效的促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；機(jī)械制造；現(xiàn)狀；應(yīng)用

隨著工商業(yè)發(fā)展、科學(xué)技術(shù)水平提高，機(jī)械制造業(yè)在世界各國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用和影響更加突出。而數(shù)控技術(shù)的創(chuàng)新、發(fā)展和實(shí)現(xiàn)有助于促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)智能化、自動(dòng)化發(fā)展，即提高數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平和研究成果就是促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，提高相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。因此為了促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，提高我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，增強(qiáng)國(guó)力，大力研究數(shù)控技術(shù)，使數(shù)控技術(shù)有效的適用于機(jī)械制造中勢(shì)在必行。

1 關(guān)于機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)械制造是一項(xiàng)系統(tǒng)、完整性工程，包括材料選擇、加工制造、產(chǎn)品裝配、產(chǎn)品調(diào)試、整體包裝和運(yùn)輸?shù)纫粋€(gè)完整的環(huán)節(jié)。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)在近年來(lái)發(fā)展迅速，生產(chǎn)規(guī)模和數(shù)量逐漸擴(kuò)大、生產(chǎn)速度也大幅提高，但是整體的技術(shù)水平仍舊落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家。因?yàn)樯a(chǎn)技術(shù)水平的低下，所以我國(guó)的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)缺乏高端線的產(chǎn)品，擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的獨(dú)立品牌較少，仍舊無(wú)法脫離國(guó)外技術(shù)。例如：海爾、聯(lián)想等品牌明確標(biāo)明為國(guó)產(chǎn)品牌，但其核心技術(shù)和相關(guān)零部件依舊無(wú)法拋棄國(guó)外進(jìn)口，一些壓縮機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)仍依賴于外國(guó)設(shè)備。因此提高機(jī)械制造水平，才是促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的根本途徑。

近幾年來(lái)，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)不斷發(fā)展，謀取從傳統(tǒng)化向自動(dòng)化、智能化發(fā)展，成為現(xiàn)代制造業(yè)，不斷通過(guò)具有較高精準(zhǔn)性和速度的機(jī)械設(shè)備完成自動(dòng)化加工過(guò)程。使用數(shù)控技術(shù)，能有助于機(jī)械制造的自動(dòng)化、智能化，同時(shí)提高加工生產(chǎn)的精準(zhǔn)性，減少人員操作過(guò)程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)和安全隱患，提高工作質(zhì)量和效率。數(shù)控技術(shù)可以使機(jī)械制造業(yè)不斷高質(zhì)量、大規(guī)模的生產(chǎn)建工，填補(bǔ)傳統(tǒng)制造業(yè)的不足。在生產(chǎn)低成本、高質(zhì)量、小批量、多類型的產(chǎn)品時(shí)，使用自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備更有助于完成生產(chǎn)目標(biāo)，滿足市場(chǎng)要求。

數(shù)控技術(shù)作為一種綜合性、涉及范圍較廣的技術(shù)，在制造過(guò)程中需要計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化操作、信息處理等多門學(xué)科的掌握，才能滿足數(shù)控技術(shù)高精度、高速度、高質(zhì)量、高安全性等各方面的訴求，才能有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造加工數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化，從而促進(jìn)制造業(yè)取得長(zhǎng)足進(jìn)步。

2 關(guān)于數(shù)控技術(shù)在不同機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用

2.1 工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，普遍應(yīng)用于食品生產(chǎn)和加工、造紙印刷等產(chǎn)業(yè)，同時(shí)在高危的生產(chǎn)環(huán)境下，數(shù)控技術(shù)的使用可以在更大程度上改善生產(chǎn)勞動(dòng)狀況、保障底層工作人員的生命安全。例如金屬冶煉和化工生產(chǎn)行業(yè)，數(shù)控技術(shù)的使用使生產(chǎn)操作機(jī)械化，減輕了工人勞動(dòng)量的同時(shí)，提高了生產(chǎn)效率，保障工人的基本安全，促進(jìn)了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，使用數(shù)控技術(shù)可以有效減少和及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障問(wèn)題，從而有效使用最佳的措施，解決問(wèn)題，保障生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，避免影響生產(chǎn)效率，減少經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 煤礦機(jī)械中的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用

采煤業(yè)對(duì)采煤機(jī)的要求較高，受開采環(huán)境的制約，采煤機(jī)的品種較多，通常是小批量生產(chǎn)，機(jī)殼毛坯多使用焊件，如果使用傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)無(wú)法解決單件下料問(wèn)題，使用數(shù)控技術(shù)能夠利用龍骨板程序下料，能夠優(yōu)化套料選用方案。數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中應(yīng)用不僅能夠使采煤機(jī)工作效率更高，還能夠?qū)ιa(chǎn)進(jìn)行精確控制，保證機(jī)械加工的效果，使采礦任務(wù)更快更好的完成，并且避免了人工操作的危險(xiǎn)，降低了煤礦生產(chǎn)事故的發(fā)生率，大幅度提高了煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 汽車工業(yè)中的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用

近年來(lái)我國(guó)的汽車工業(yè)發(fā)展速度極快，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用加快了汽車零部件制造的工作效率，為提高我國(guó)汽車工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力做出了重大貢獻(xiàn)。高速加工中心等各種高速數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，構(gòu)建了現(xiàn)代化的汽車工業(yè)生產(chǎn)線，不僅高效率，而且高柔性，滿足了產(chǎn)品更新的需求，將汽車工業(yè)從傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N的高效生產(chǎn)，為復(fù)雜零部件的快速制造提供了便利的條件，虛擬制造、柔性制造、集成制造等數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用更是極大的推動(dòng)了汽車工業(yè)的發(fā)展步伐。

2.4 機(jī)床設(shè)備中的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用

在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)床設(shè)備占據(jù)了舉重輕重的地位，應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的機(jī)床設(shè)備是機(jī)電一體化產(chǎn)品的關(guān)鍵組成部分。數(shù)控技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用，能夠利用計(jì)算機(jī)控制裝置使機(jī)床設(shè)備具備更好的控制能力，使數(shù)控機(jī)床能夠快速、精準(zhǔn)控制刀具與工件的位置、冷卻泵的操作、主軸變速等內(nèi)容，從而在提高機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)效率的同時(shí)保證并提高了加工精度，滿足了機(jī)床加工日益精細(xì)化、復(fù)雜化的要求。

3 關(guān)于數(shù)控技術(shù)的前景展望

3.1 數(shù)控裝置

數(shù)控裝置需要具備高速處理指令數(shù)據(jù)和快速反應(yīng)的能力，高速主軸單元的轉(zhuǎn)速目前已經(jīng)達(dá)到每分鐘100000r以上，對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件的速度和加減速能力的要求更高，目前其移動(dòng)速度已經(jīng)達(dá)到每分鐘120m以上，工作進(jìn)給速度達(dá)到每分鐘60m以上，而高速處理技術(shù)由于CPU的更新?lián)Q代已經(jīng)達(dá)到上千兆MHz，運(yùn)算速度大幅圖提高，在分辨率在0.01μm時(shí)仍然能夠達(dá)到較高的進(jìn)給與快速進(jìn)給速度。此外，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)軟件資源的豐富和功能的增強(qiáng)，為數(shù)控系統(tǒng)提供了成本低廉的平臺(tái)，在PC平臺(tái)上的開放性數(shù)控系統(tǒng)有著很高的可靠性，如今已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注和重視，然而其標(biāo)準(zhǔn)、編程、操作系統(tǒng)、樣機(jī)等方面還需要進(jìn)行深入的研究。

3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)與數(shù)控編程技術(shù)

為縮小機(jī)械結(jié)構(gòu)體積，如今通常選擇機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，并采用萬(wàn)能回轉(zhuǎn)銑頭、自動(dòng)交換刀具、動(dòng)力刀架、數(shù)控夾盤等提高機(jī)械自動(dòng)化程度，對(duì)伺服系統(tǒng)等的機(jī)電匹配進(jìn)行了優(yōu)化，提高動(dòng)態(tài)特性。在編程方面，通過(guò) CNC 裝置使在線編程成為主要的編程方式，能夠使用圓切削、宏程序設(shè)計(jì)、藍(lán)圖編程等程序編制功能，借助小型工藝數(shù)據(jù)庫(kù)可以同時(shí)處理幾何與工藝信息，使編程水平得到提高。

結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控技術(shù)不僅影響著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，還起到提升綜合國(guó)力的重要作用，因此盡管數(shù)控技術(shù)的研究面臨巨大的困難，但依舊是困難與機(jī)遇并行，我國(guó)仍在不斷進(jìn)行數(shù)控技術(shù)的研究。在目前情況下，我國(guó)的的數(shù)控技術(shù)發(fā)展水平仍處于落后階段，有待于發(fā)展，但我國(guó)的數(shù)控技術(shù)仍處于不斷進(jìn)步中，使用數(shù)控技術(shù)促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展，提高機(jī)械制造業(yè)質(zhì)量和效率，帶動(dòng)國(guó)民生產(chǎn)力發(fā)展水平，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

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