機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用研究

陳志軍　耿一程

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和不斷進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，機(jī)械制造自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)促進(jìn)了我國(guó)綜合國(guó)力的提升和工業(yè)的積極發(fā)展。為了促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，有必要加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用。本文將分析數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;數(shù)控技術(shù);趨勢(shì);應(yīng)用

前言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在加工技術(shù)中的應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值也越來越顯著。數(shù)控技術(shù)是利用數(shù)字信息對(duì)加工和運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行控制的技術(shù)。是集傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器檢測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造基礎(chǔ)技術(shù)。它具有精度高、效率高、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)

1.數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

（1）隨著數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，其在機(jī)械制造中的作用更加突出。從數(shù)控銑床到鉆床、線切割機(jī)、車床鏜床、磨床，再到加工中心、車削中心、數(shù)控機(jī)床、板材加工中心、數(shù)控彎管機(jī)，直接推動(dòng)了CAD技術(shù)的工程發(fā)展，產(chǎn)生了CAPP技術(shù)。在微電子技術(shù)的影響下，數(shù)控技術(shù)得到了不斷的提高。數(shù)控機(jī)床逐漸實(shí)現(xiàn)了工件與刀具的自動(dòng)交換。同時(shí)，在數(shù)控機(jī)床中設(shè)置了托盤機(jī)構(gòu)，形成柔性制造單元，可以對(duì)數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、傳送帶、自動(dòng)導(dǎo)向車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)控制，形成柔性制造線。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，數(shù)控技術(shù)的研究主要集中在鉆具和機(jī)械自動(dòng)化的科研和生產(chǎn)上。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的影響下，企業(yè)內(nèi)部相對(duì)獨(dú)立的制造過程逐漸形成一個(gè)完整的制造系統(tǒng)，優(yōu)化了機(jī)械制造的整體動(dòng)態(tài)。

（2）數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造工程中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，基本涵蓋了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，如工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)床設(shè)備、煤礦機(jī)械、宇航工業(yè)以及汽車工業(yè)等領(lǐng)域。

首先，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床技術(shù)已廣泛應(yīng)用于造紙、食品加工、印刷等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是在復(fù)雜、危險(xiǎn)的環(huán)境中，數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。 例如，農(nóng)藥加工，金屬冶煉和其他環(huán)境。 加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用，有利于改善生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，保障生產(chǎn)人員的人身安全，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)線機(jī)械化的實(shí)現(xiàn)，大大降低勞動(dòng)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率和質(zhì)量。 在生產(chǎn)過程中，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的作用下，數(shù)控技術(shù)有效地控制著加工過程，使每個(gè)生產(chǎn)過程都按照規(guī)定的程序進(jìn)行，采用傳感器檢測(cè)系統(tǒng)，同步檢測(cè)生產(chǎn)過程，及時(shí)識(shí)別錯(cuò)誤，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況，制定科學(xué)有效的處理措施，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

其次，數(shù)控機(jī)床技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用。采煤工業(yè)對(duì)采煤機(jī)有很高的要求。 由于環(huán)境的巨大影響，采煤機(jī)品種繁多。一般來說，它們是小批量生產(chǎn)的。并采用數(shù)控機(jī)床技術(shù)，通過龍骨板方案進(jìn)行沖裁，從而優(yōu)化排料的選擇。加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)在煤礦行業(yè)的應(yīng)用，有助于提高煤礦開采效率，準(zhǔn)確控制生產(chǎn)過程，提高機(jī)械加工質(zhì)量，從而更好地完成開采任務(wù)，同時(shí)也避免了人工作業(yè)的危險(xiǎn)，大大降低了煤礦事故的發(fā)生率，有助于提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

第三，數(shù)控機(jī)床技術(shù)在汽車工業(yè)的應(yīng)用。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床技術(shù)已應(yīng)用于汽車工業(yè)領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用大大提高了汽車零部件的制造效率，增強(qiáng)了汽車工業(yè)的整體實(shí)力。隨著高速加工中心等高速數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的深入，現(xiàn)代汽車工業(yè)生產(chǎn)線逐步形成，提高了生產(chǎn)效率和靈活性，充分滿足了產(chǎn)品生產(chǎn)和更新的要求，擴(kuò)大了汽車工業(yè)的發(fā)展規(guī)模，為提高復(fù)雜鋼琴零件的制造效率創(chuàng)造了有利條件。隨著柔性制造、集成制造、虛擬制造等先進(jìn)技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，直接推動(dòng)了汽車工業(yè)的快速發(fā)展。

最后，數(shù)控機(jī)床技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用。在機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)床設(shè)備占有重要地位，數(shù)控技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用是機(jī)電一體化的重要組成部分。加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來控制裝置，提升機(jī)床的機(jī)床控制能力，使數(shù)控機(jī)床能夠準(zhǔn)確、快速地控制主軸轉(zhuǎn)速、刀具和工件的位置，以及冷卻泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高機(jī)床設(shè)備的工作效率，提高機(jī)床的加工精度，充分滿足機(jī)床設(shè)備精細(xì)復(fù)雜的要求。

2.機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)

（1）普通加工中心向高速加工中心轉(zhuǎn)化

由于普通加工中心的生產(chǎn)節(jié)拍較低，進(jìn)入21世紀(jì)后，高速加工中心逐步取代了普通加工中心，而成為新時(shí)期汽車行業(yè)技術(shù)裝備中的佼佼者。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，通過技術(shù)成本的降低，高速加工中心很快成為汽車行業(yè)技術(shù)裝備中的“價(jià)廉物美”的搶手貨。此外，高速加工中心還具有投資周期短，投資成本低，見效快的特點(diǎn)。

（2）數(shù)控系統(tǒng)由多模塊插裝式結(jié)構(gòu)向單模塊集成式轉(zhuǎn)化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)也在發(fā)生深刻的變化，已由原來的多模塊插裝式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為單模塊集成化結(jié)構(gòu)。數(shù)控系統(tǒng)支持多種存儲(chǔ)介質(zhì)，支持多種通訊，人機(jī)界面越來越人性化，功能也越來越強(qiáng)大。數(shù)控技術(shù)的飛躍發(fā)展為數(shù)控機(jī)床的發(fā)展不斷注入新鮮活力。

（3）單機(jī)生產(chǎn)方式向多機(jī)聯(lián)網(wǎng)方式轉(zhuǎn)化

隨著數(shù)控技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，單機(jī)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)化為多機(jī)聯(lián)網(wǎng)方式已成為現(xiàn)實(shí)。這種網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)，使得機(jī)床與機(jī)床之間、機(jī)床與管理終端之間可相互通信，一套完整的機(jī)床管理體系建立起來。

（4）機(jī)械結(jié)構(gòu)變化

為適應(yīng)數(shù)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大的變化。為縮小體積，減少占地面積，更多地采用機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)。為了提高自動(dòng)化程度，而采用自動(dòng)交換刀具，自動(dòng)交換工件，主軸立、臥自動(dòng)轉(zhuǎn)換，工作臺(tái)立、臥自動(dòng)轉(zhuǎn)換，主軸帶C軸控制，萬能回轉(zhuǎn)銑頭，以及“數(shù)控夾盤”，“數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，“動(dòng)力刀架”和“數(shù)控夾具”等。為了提高數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性，伺服系統(tǒng)和機(jī)床主機(jī)進(jìn)行很好的機(jī)電匹配。同時(shí)主機(jī)也借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行模塊化、優(yōu)化設(shè)計(jì)。

總結(jié)：

綜上所述，數(shù)控技術(shù)目前在機(jī)械制造中得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)具有高科技含量、高精確度等特征。在社會(huì)發(fā)展中，數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)械制造的發(fā)展有著重要影響，因此，需要加強(qiáng)對(duì)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的重視，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展?jié)M足社會(huì)要求。

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