現(xiàn)代機械加工中數(shù)控技術(shù)的應用探究

賈忠秋 李曙升 石鑫 張小宇

摘要：伴隨現(xiàn)代化工業(yè)制造領域的迅速發(fā)展，制造業(yè)之中的各類技術(shù)也在持續(xù)創(chuàng)新與發(fā)展，也正是由于各類技術(shù)的有效應用將我國的制造水平推向了世界水平。同時，也由于制造業(yè)發(fā)展帶動了工業(yè)制造領域的不斷革新，數(shù)控技術(shù)作為現(xiàn)階段我國機械制造領域的一種重要技術(shù)，對工業(yè)的發(fā)展也有著重要的作用。文章從數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代化工業(yè)制造領域的必要性著手，展開有關數(shù)控技術(shù)在各領域中的應用探討及其所展現(xiàn)的應用效果，為我國的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提出嶄新思路。

Abstract： With the rapid development of modern industrial manufacturing field， all kinds of technologies in the manufacturing industry are also constantly innovating and developing， and it is precisely because of the effective application of various technologies that China's manufacturing level has been pushed to the world level. At the same time， because the development of manufacturing industry has led to continuous innovation in the field of industrial manufacturing， CNC technology， as an important technology in the field of machinery manufacturing in China at present， also plays an important role in the development of industry. Starting with the necessity of CNC technology in the field of modern industrial system， this paper discusses the application of CNC technology in various fields and its application effect， and puts forward a new idea for the development of CNC technology in China.

關鍵詞：機械加工;數(shù)控技術(shù);數(shù)控機床

Key words： machining;numerical control technology;CNC machine tools

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0168-02

0? 引言

數(shù)控技術(shù)不僅推動了社會與經(jīng)濟的個性發(fā)展，還對人們的生活質(zhì)量有著很大的幫助。目前數(shù)控技術(shù)雖然對于現(xiàn)代化機械加工領域有著至關重要的作用，但由于我國的數(shù)控技術(shù)仍屬于發(fā)展中狀態(tài)，需要政府與國家的大力支持，頒布相關的標準與政策，并加大有關項目的資金支持，加快人才培養(yǎng)計劃，多培育專業(yè)型人才。另外還要相關從業(yè)人員多提升自身專業(yè)知識，加大崗位技能的知識儲備，為能將數(shù)控技術(shù)在更多的領域運用中打造堅實的基礎。

1? 現(xiàn)代機械加工中數(shù)控技術(shù)的應用必要性

1.1 提升產(chǎn)品的精度

數(shù)控技術(shù)在機械加工中的應用能夠持續(xù)提升生產(chǎn)線產(chǎn)品的精度。與原有機械制造方法相比較，數(shù)控技術(shù)在機械加工中的有效應用，不但能夠大大提升所制造出的產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以解決技術(shù)人員專業(yè)知識匱乏的問題。數(shù)控系統(tǒng)通過設置數(shù)據(jù)參數(shù)，能夠更科學合理地對機床的各組件進行調(diào)試，進而可以改善現(xiàn)代機械的加工技術(shù)水平、提升作業(yè)效率[1]。

1.2 實現(xiàn)自動化管理

實現(xiàn)現(xiàn)代化機械與人力控制相分離的目標，最直接的途徑就是做好數(shù)控機床內(nèi)部控制工作。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)達到與其他一些數(shù)字化功能的特點和優(yōu)勢緊密結(jié)合，就能科學有效地控制現(xiàn)代加工機械設備和與之相對應的過程，借助相關設備和數(shù)控技術(shù)，實現(xiàn)完善加工機械管理和控制體系[2]。

1.3 工業(yè)的技術(shù)支撐

由原有制造業(yè)到現(xiàn)代制造業(yè)，信息化改造的一個重要途徑就是通過先進的數(shù)控加工技術(shù)，使數(shù)控加工技術(shù)得到廣泛而正確的應用。經(jīng)研究得出，當前我國高端數(shù)控技術(shù)主要適用于高新技術(shù)和工業(yè)領域，對推動高新技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展也具有重大意義和積極作用，對工業(yè)逐步走向全球化和現(xiàn)代化具有重大的基礎和推動意義[3]。

1.4 提升我國國防力量

我國現(xiàn)代國防建設的重要戰(zhàn)略目標之一是盡快實現(xiàn)國防軍備的大規(guī)模及現(xiàn)代化生產(chǎn)，數(shù)控技術(shù)對于軍用裝備的研發(fā)和推廣有著很大的優(yōu)勢，且有利于不斷設計制造各種新型現(xiàn)代軍用設備，是提升各類軍用設備生產(chǎn)質(zhì)量和科學生產(chǎn)技術(shù)水平的重要任務，推動各種現(xiàn)代國防工業(yè)裝備大規(guī)模的生產(chǎn)。它不僅可以增強我國綜合國力及國際競爭力，還對促進我國國防軍事化的發(fā)展有著重要作用[4]。

2? 數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代機械加工領域的應用

2.1 在數(shù)控機床制造中的應用

在我國的加工制造業(yè)中，要生產(chǎn)各種機械產(chǎn)品，首先要考慮機床設備。機床設備指的是能夠被廣泛應用在制造加工中機械設備，其顯著的特點是工藝性低、制造速度緩慢等。數(shù)控技術(shù)是先進車床設備與高新技術(shù)的結(jié)合，可以有效改善原始機床設備的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品精度，還能有利于企業(yè)取得更多的經(jīng)濟與社會效益。在我國傳統(tǒng)車床零件和設備的加工和操作中，需要將其零件手動移到車床上進行手動操作和加工，然后始終把重點放在整個車床上[5]。其零件加工完成后還要將其取下，這樣一來回使得生產(chǎn)速度和與生產(chǎn)數(shù)量受到限制。伴隨著各種數(shù)控機床的加入，各種設備的生產(chǎn)都將變?yōu)樽詣踊刂?，并且通過數(shù)字化管理與實時監(jiān)控，可提前進行數(shù)量預設，這對于解放企業(yè)勞動力有很大程度的幫助。

2.2 在煤礦機械制造中的應用

我國各行各業(yè)的發(fā)展生產(chǎn)離不開煤炭工業(yè)的支撐，難以獨立存在，并且，由于煤炭礦山資源的持續(xù)開采，我國煤機工業(yè)在新時期取得了長遠發(fā)展，然而，因資源開采方法缺乏科學性與合理性，使得我國煤炭開采條件日益嚴峻。為應對這種情況，在這種環(huán)境下，煤礦設備的種類越來越豐富，設備升級的速度也很快。然而傳統(tǒng)采煤機只能做到小范圍內(nèi)的采煤和生產(chǎn)。為有效地解決此類題，需運用新型數(shù)控技術(shù)，實現(xiàn)煤礦的高效采掘與生產(chǎn)，同時，加入數(shù)控技術(shù)可以實現(xiàn)煤炭的自動加工，而且操作起來也不難，這種工作方式可以更有效地利用有限的工作時間，保證煤炭資源的質(zhì)量[6]。

2.3 在汽車工業(yè)制造中的應用

受社會經(jīng)濟水平快速發(fā)展的影響，我國的汽車保有量正處于逐步遞增的趨勢。然而，在汽車工業(yè)制造之中，存在著許多零碎的零件，加工過程極具復雜性，引進最新的數(shù)控技術(shù)能夠全面提升汽車工業(yè)制造的零件自動化生產(chǎn)加工技術(shù)水平，進而實現(xiàn)批量制造，這樣一來在縮減支出成本的同時，還可以提升零件的細節(jié)與精確程度，使得可以成批量產(chǎn)并且朝著逐漸大眾化方向發(fā)展[7]。

2.4 在軍備設備制造中的應用

軍事裝備與以往的機械裝備不同，它對質(zhì)量和外觀有著特殊需求。在以前的軍事裝備制造領域，采用一些舊式制造技術(shù)。伴隨時間推移和軍事訓練作戰(zhàn)實際要求的變化，舊式的制造工藝早已無法符合軍事裝備制造的相關要求。之后隨著數(shù)控技術(shù)在軍事裝備制造的應用，很好的促進機械加工技術(shù)與軍事裝備制造業(yè)的進一步融合，數(shù)控技術(shù)則是實現(xiàn)軍用裝備制造業(yè)的模塊化管理。

3? 提升數(shù)控技術(shù)應用效果的方法

3.1 建立數(shù)控平臺

提高數(shù)控技術(shù)應用效果的基礎是建立一個數(shù)控平臺，能減少人工成本、材料成本和財務成本的支出，使得提升工作的效率。除此之外，企業(yè)應依據(jù)產(chǎn)品特點、企業(yè)自身的經(jīng)濟情況來設立一個數(shù)控平臺，以確保數(shù)控平臺可以完全符合企業(yè)的相關需求，從而發(fā)揮本身擁有的作用，不要盲目復制其他公司數(shù)控平臺建模。此外，相關數(shù)控平臺的建設過程之中，能夠漸漸嘗試與其他公司開展合作，并進行持續(xù)交流與溝通，增強公司的綜合能力[8]。

3.2 加強技術(shù)研究

就當前的社會環(huán)境而言，大多數(shù)企業(yè)往往都會決定從國外直接購買及相應的計算拼過從國外購買技術(shù)成果，這大大增加了企業(yè)自身的經(jīng)營成本。因此，企業(yè)需盡可能做到自主型創(chuàng)新并將其投入到專業(yè)的技術(shù)研究中，還需依據(jù)自身情況設立對應的研究系統(tǒng)，增大資金投入。另外，有關部門需給予相應的重視，通過出臺政策保護現(xiàn)階段技術(shù)成果，特別在技術(shù)的自主創(chuàng)新層面，對有突出貢獻的人才及企業(yè)提供獎勵。

3.3 優(yōu)化智能技術(shù)

新形勢下，信息技術(shù)的發(fā)展逐漸加快，智能化方向?qū)⒊蔀槲磥砀餍袠I(yè)領域的發(fā)展趨勢。在企業(yè)的實際操作中，運用信息技術(shù)可以保證信息數(shù)據(jù)達到數(shù)字化，存儲在系統(tǒng)中，并且可以隨用隨掉，使得操作控制的便利性有所改善。這樣才能提高監(jiān)測工作的最佳效用，多方面掌握整個過程，詳細了解每處細節(jié)。如果在實際操作時發(fā)現(xiàn)錯誤碼，數(shù)控設備可在第一時間察覺，并下達自動化指令，立即切斷所有操作，使得數(shù)控機床暫停正常運轉(zhuǎn)，保證從業(yè)人員生命財產(chǎn)安全，規(guī)避資源的無端浪費。另外，數(shù)控設備的智能化水平提高后，技術(shù)將更加精確和系統(tǒng)化，故障概率將降到最小，加工效果將得到提高。

3.4 采取五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)

長期以來，大多數(shù)企業(yè)在加工一些復雜零件時采用五軸聯(lián)動技術(shù)，可以很好的改善整體性生產(chǎn)能力，確保零部件的質(zhì)量。因此，五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)才會獲得越來越多工廠及企業(yè)的信賴。然而值得關注的是，這種技術(shù)操作難度大，需要高科技人員來處理，如果有任何問題，都將會產(chǎn)生錯誤，在數(shù)控技術(shù)集成后，就能很好的控制并降低難度系數(shù)與成本，使得企業(yè)有著良好的發(fā)展前景。

4? 加工機械中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展走向和趨勢

4.1 數(shù)控編程和機械構(gòu)造技術(shù)的發(fā)展趨勢

為減小和簡化機械架構(gòu)體積，常用的機械結(jié)構(gòu)均為機電一體化。數(shù)控卡盤、動力刀架、萬能旋轉(zhuǎn)銑頭和自動換刀的應用，能夠提升機械自動化技術(shù)水平，做到機電配置優(yōu)化及動態(tài)性能逐漸提高。最常用的編程方法是數(shù)控設備的在線編程，可以有效地應用藍圖編程和圓切割開展多方面的運用。借助微型信息數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)⒐に嚺c幾何的數(shù)據(jù)信息的進行同步的技術(shù)處理，進而對編程工作有所幫助。

4.2 數(shù)據(jù)裝置的發(fā)展趨勢

對于數(shù)控設施而言，必須提升指令的迅速回應能力與快速處置能力，目前，高速主軸元件已做到100000轉(zhuǎn)/分。對運轉(zhuǎn)部件的加或減速能力有了進一步的需求，達到了120米/分的速度。CPU的升級也促進了快速處理技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。此外，由于電子化計算機科學技術(shù)的日益進步，軟件的功能與數(shù)據(jù)資源逐漸豐富且復雜化，數(shù)控系統(tǒng)也擁有了低成本的平臺，在PC平臺上應用開放式數(shù)控系統(tǒng)可以大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還需深入分析原型、編程、標準等更多方面。

5? 結(jié)語

總而言之，現(xiàn)代機械加工中數(shù)控技術(shù)的應用中有著至關重要的作用，有關數(shù)控技術(shù)的有效應用已完全滲透于機械制造生產(chǎn)過程之中，數(shù)控技術(shù)的廣泛應用不但可以節(jié)約大部分的人力、物力及財力，還可以從根源上提高工業(yè)制造的實施效率，使其達到最大化的利用效果，并且相關的領域的從業(yè)人員也需要對數(shù)控技術(shù)進行深入地研究，提升自身的知識水平，讓此項技術(shù)能夠更有效的在我國機械制造生產(chǎn)加工中發(fā)揮作用，以期能得到新突破與發(fā)展。

參考文獻：

[1]王海軍.淺談數(shù)控加工在機械加工技術(shù)中的具體應用[J].內(nèi)燃機與配件，2018（16）：98-99.

[2]盛湘.淺談數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代機械化制造中的應用及發(fā)展前景[J].科技資訊，2018（21）：88，90.

[3]于春雨.論數(shù)控技術(shù)在我國機械制造行業(yè)應用[J].科技經(jīng)濟市場，2018（2）：54-56.

[4]韓樑.現(xiàn)代機械加工中數(shù)控技術(shù)的應用研究[J].中國金屬通報，2019（4）：183，185.

[5]王福巧.現(xiàn)代機械加工中數(shù)控技術(shù)的應用探究[J].中國新通信，2018（6）：237-238.

[6]邵雨露.現(xiàn)代機械加工中數(shù)控技術(shù)的應用研究[J].中國設備工程，2017（13）：164-165.

[7]曹彧.現(xiàn)代機械加工中數(shù)控技術(shù)的應用研究[J].橡塑技術(shù)與裝備，2017（24）：59-60，84.

[8]趙旭.論現(xiàn)代機械加工中數(shù)控技術(shù)的應用[J].福建質(zhì)量管理，2018（8）：161-162.