張保琦
(大慶油田裝備制造集團(tuán)研究院,黑龍江大慶 163000)
數(shù)控技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和機(jī)械自動(dòng)化控制的全新技術(shù)。數(shù)控技術(shù)讓機(jī)械加工以及制造技術(shù)有了全新的發(fā)展可能,融入數(shù)控技術(shù)的機(jī)械制造工藝,可以實(shí)現(xiàn)高精密和量化生產(chǎn)。近年來,我國(guó)機(jī)械制造企業(yè)逐漸提高了數(shù)控技術(shù)的研究力度,提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)質(zhì)量。
機(jī)械加工是根據(jù)產(chǎn)品種類以及預(yù)定制造方法,對(duì)工件所需材料的加工過程。我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)起步較晚,但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)機(jī)械加工行業(yè)生產(chǎn)能力的需求,我國(guó)加大了對(duì)機(jī)械加工工藝技術(shù)的研究力度以及對(duì)機(jī)械制造企業(yè)的扶持力度,近年來,我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)飛速發(fā)展,并取得了多項(xiàng)技術(shù)研究成果,機(jī)械加工行業(yè)的工藝水平以及生產(chǎn)能力都得到快速提升。但縱觀全球機(jī)械加工行業(yè),我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)尚未進(jìn)入一線水平,與美國(guó)以及歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家相比,在加工工藝以及技術(shù)水平上存在差距。我國(guó)機(jī)械加工企業(yè)多以中低檔初步加工部件產(chǎn)品為主,產(chǎn)品精密度較低,同時(shí)對(duì)國(guó)外的機(jī)械加工工藝有很強(qiáng)的依賴性。低精密度產(chǎn)品雖然利潤(rùn)低,但技術(shù)要求不高、生產(chǎn)線建設(shè)難度小,也容易形成規(guī)模化生產(chǎn),這對(duì)我國(guó)成立不久的機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展有很大幫助。但伴隨我國(guó)機(jī)械加工工藝以及技術(shù)的不斷突破,低精密度產(chǎn)品已經(jīng)不足以滿足機(jī)械加工企業(yè)的發(fā)展需求,企業(yè)對(duì)高利潤(rùn)、高精密度產(chǎn)品制造技術(shù)的需求十分迫切。在這樣的背景下,對(duì)機(jī)械加工工藝及技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)成為機(jī)械制造企業(yè)發(fā)展的剛性需求。
近年來,我國(guó)加強(qiáng)了對(duì)機(jī)械加工工藝技術(shù)的研究,工藝技術(shù)不斷突破,許多大型機(jī)械加工企業(yè)逐步建立了全自動(dòng)生產(chǎn)線,并引入自動(dòng)化技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)工序,企業(yè)具備了高精密度產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。其中,數(shù)控技術(shù)是我國(guó)機(jī)械加工企業(yè)工藝技術(shù)取得突破的關(guān)鍵。融入數(shù)控技術(shù)的生產(chǎn)線,可以提高生產(chǎn)精度,降低人為因素引起的操作失誤等問題,同時(shí)全新的自動(dòng)化生產(chǎn)線有了更為強(qiáng)大的生產(chǎn)效率。
計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)讓人類社會(huì)進(jìn)入了全新時(shí)代,數(shù)控技術(shù)是這個(gè)時(shí)代的全新技術(shù)產(chǎn)物,它的問世使機(jī)械制造行業(yè)進(jìn)入了高自動(dòng)化、高精密度生產(chǎn)的全新時(shí)代。數(shù)控技術(shù)可以對(duì)生產(chǎn)線的實(shí)際情況進(jìn)行全面監(jiān)督控制,使生產(chǎn)線的生產(chǎn)水平及生產(chǎn)精度有了全新的進(jìn)展。
煤炭是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的保障能源之一,伴隨國(guó)家發(fā)展對(duì)煤炭資源供應(yīng)的更高需求,采煤工藝有了巨大的升級(jí)。傳統(tǒng)人工采煤方式逐漸被機(jī)械化采煤工藝取代。滾筒式采煤機(jī)、螺旋鉆式采煤機(jī)、自動(dòng)液壓支架等機(jī)械設(shè)備的問世,標(biāo)志著我國(guó)機(jī)械采煤工藝正式位列世界領(lǐng)先水平。伴隨機(jī)械設(shè)備的逐步推廣,機(jī)械設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)過程中的弊端也逐步顯現(xiàn),其中對(duì)機(jī)械的控制存在人力的極限,也更容易受到人為因素的影響,同時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中各項(xiàng)參數(shù)的異常情況沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn),也造成了設(shè)備故障率的提升,以及設(shè)備使用壽命的降低。在采煤機(jī)械設(shè)備中融入數(shù)控技術(shù)可以有效解決上述問題。數(shù)控技術(shù)可以使機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)高精密度的自動(dòng)生產(chǎn)以及自我故障監(jiān)察等功能,可以有效提升設(shè)備生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)穩(wěn)定性。德國(guó)JBC 公司生產(chǎn)的自動(dòng)液壓支架設(shè)備就融入了先進(jìn)的數(shù)控技術(shù),該設(shè)備可以自動(dòng)判斷承載壓力,從而自動(dòng)調(diào)整支撐功率,避免人為操作的誤差,并降低能源消耗。
工業(yè)生產(chǎn)對(duì)機(jī)械設(shè)備有較高的依賴性,工業(yè)生產(chǎn)中常見的機(jī)械設(shè)備種類較多,不同的工業(yè)生產(chǎn)類型所需的機(jī)械設(shè)備也各不相同,但從設(shè)備的基礎(chǔ)功能可分為核心中控系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、操作系統(tǒng)三大類。傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝最高可以實(shí)現(xiàn)10 μm 精度的零件加工,但汽車制造以及航空航天領(lǐng)域?qū)α悴考牟牧弦约凹庸ぞ芏纫笾饾u上升,隨著我國(guó)航空航天技術(shù)飛速發(fā)展,航空設(shè)備材料取得了巨大的突破,多采用鋁合金、鈦合金、薄筋等超薄超輕材料,此類材料剛度較低,必須在高速切削技術(shù)和切削力度恰到好處的基礎(chǔ)上進(jìn)行加工,才可以確保零部件質(zhì)量。同時(shí)現(xiàn)階段我國(guó)在機(jī)翼設(shè)計(jì)中,主要采用鈦合金鏤空的設(shè)計(jì)方式,避免機(jī)體連接中出現(xiàn)大量的螺絲連接部分,避免增加飛機(jī)總重量,以及飛機(jī)故障率。上述技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都對(duì)機(jī)械加工的精密度有極高的需求,傳統(tǒng)的10 μm 精度機(jī)械加工生產(chǎn)線,已無法滿足上述機(jī)械零件的生產(chǎn)。而數(shù)據(jù)控制技術(shù)的融合應(yīng)用,數(shù)控機(jī)床的問世,使機(jī)械技工精度提升至3 μm,并繼續(xù)向更高精度領(lǐng)域發(fā)展,2015 年,我國(guó)正式推出了千微米精度的數(shù)控機(jī)床設(shè)備,該設(shè)備的MTB 數(shù)值最高可達(dá)8000 h。
隨著數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域的不斷融合,數(shù)控技術(shù)使機(jī)械加工行業(yè)有了全新的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床等設(shè)備的出現(xiàn),對(duì)汽車制造、精密儀器制造、航空航天、醫(yī)療器械制造等行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。數(shù)控技術(shù)與機(jī)械加工融合技術(shù)的未來發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下3 個(gè)方面。
伴隨信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,世界進(jìn)入了信息時(shí)代。在信息時(shí)代下,自動(dòng)化、智能化成為了時(shí)代的主題詞。人們工作生活的各個(gè)領(lǐng)域都向著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。在數(shù)控以及機(jī)械加工領(lǐng)域亦是如此。模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)以及自適應(yīng)控制等必將成為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向。
傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝中,主要工件、搬運(yùn)、上下料、設(shè)備安裝、換刀等工作均需要停產(chǎn)進(jìn)行,導(dǎo)致生產(chǎn)效率受限制,浪費(fèi)時(shí)間的同時(shí)也增加了生產(chǎn)成本。數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)未來發(fā)展方向不僅是機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展,也是生產(chǎn)線整體生產(chǎn)能力的發(fā)展,因此數(shù)控技術(shù)應(yīng)向著復(fù)合化、全面化的方向發(fā)展,實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)生產(chǎn),將上述工作融入了自動(dòng)控制范疇,實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)的自動(dòng)上下料、搬運(yùn)等工作。
隨著時(shí)代的發(fā)展,人們的環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng),低碳節(jié)能已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì),是所有行業(yè)都要重點(diǎn)關(guān)注問題。數(shù)控技術(shù)發(fā)展應(yīng)該跟上時(shí)代發(fā)展腳步,向著更加綠色節(jié)能的方向發(fā)展。除此之外,現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械加工制造以及現(xiàn)代化建設(shè)不可或缺的一項(xiàng)技術(shù),甚至可以說已經(jīng)成為綜合國(guó)力的重要組成部分,對(duì)我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用。
隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,數(shù)控技術(shù)在我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛與深入。機(jī)械加工行業(yè)要在當(dāng)前這個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)代獲得更進(jìn)一步的發(fā)展,滿足發(fā)展的需要,必須提升數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用意識(shí),并在應(yīng)用過程中進(jìn)行持續(xù)升級(jí),為自身的發(fā)展提供更有力的支持和保障,使工業(yè)技術(shù)水平得到進(jìn)一步發(fā)展。