基于數控技術的機械加工機床研究

劉宏秋

（北方重工礦山冶金設備公司設計所，遼寧 沈陽 110141）

隨著機械制造行業的發展，機械加工的技術也越來越廣泛，利用數控技術已經成為不可阻擋的趨勢。數控用技術是機械制造業自動化生產的一種模式，其利用更加先進的工藝與設計來完成產品的生產制造，其中數控技術就是機械加工自動化的重要技術。既能保證產品的質量，隨著計算機技術的不斷發展，傳統的機械加工技術已經不能滿足現在的生產速度。數控技術需要結合計算機，又能提升制造加工效率。按事先存儲的控制程序來執行對設備的控制功能，計算機技術是數控技術的核心，其對于數控技加工的編程與設計都發揮了重要的作用。

1 數控技術的原理

1.1 基本概念

數控技術是用數字信息，給現代機械加工帶來了很大的幫助，對機械加工和運動過程進行控制的技術。數控技術不僅包含了傳統的機械制造技術、傳感檢測技術和網絡通信技術、計算機技術、光機電技術，而且它還擁有屬于自己的先進技術，預先編程后利用編程好的控制程序實現對設備的控制功能，數控技術還促使了CAD、工程化方向發展。數控技術主要是采用計算機控制，數控技術是電子計算機技術、數字控制技術、數控工藝和數控程序編制、軟件的開發與應用等多項技術的綜合，這樣就增強了機械加工的靈活性并且提高了設備的工作效率。之后由于微電子技術的迅速發展，也就是說數控技術已經成為了先進機械加工的主體。數控系統的性能有了極大的提高、功能也不斷的豐富，在先進數控技術的背景下，機械加工的不同領域也得到了不同的發展需求。

1.2 工作原理

CNC裝置不僅配備了計算機的結構外，硬件和軟件是CNC裝置的主要構成，這些是支撐CNC裝置正常運行的基礎條件，也具備與數控機床功能相匹配的功能模塊結構和接口單元。可利用計算機對其進行操作調控，從而達到高效率的加工生產。則除了要對工作臺加以定位之外，也需要做好工件位置的固定處理，保證了所編制的程序能正常執行。最為關鍵的是控制刀具相對于工件給定速度沿著指定的路徑運動，CNC裝置的工作原理是利用輸入設備輸入機床加工所需的各種數據信息保持切削運動朝著編制好的路徑進行。把各個坐標軸的移動分量傳輸到對應的驅動電路，經過轉換、放大，驅動伺服電機，這些都要靠CNC裝置的插補功能。帶動坐標軸運動，CNC裝置本質上屬于計算機控制的數控裝置，然后將數據信號反饋到控制裝置里，這樣便能保證各項數據指令的正常處理，維持了有序的加工生產秩序。數控系統按照零件輪廓線型的有限信息，對刀具的各個加工點詳細計算，最后實現了精密加工處理的要求。

2 數控技術在機械制造中應用

2.1 工業中應用

在工業生產中，數控技術主要運用在機器設備的生產線上。通過計算機可以讓生產設備按照寫入的程序或編入的程序碼，從而實現生產加工的有序進行。數控技術在工業生產中主要是替代工作人員完成人工不能完成的工作任務。由于數控技術的高精度特點數控技術與計算機技術是密不可分的，則能夠在有助于提高生產效率的同時還能保證生產的質量，實現低成本高效率。這樣有助于改善工作人員的勞動條件，極大地節省了勞動力。如果出現錯誤或者故障的時候，維持正常的生產加工秩序，保障工作人員的人身安全，傳感系統和檢測系統則會把發生的錯誤故障信息傳送給計算機系統，并且會自動停止相應的工作，起到保護的作用。數控技術的操作主要是由計算機系統進行控制的，嚴格按照設計圖紙上的要求完成生產加工，只要把編好的程序安裝在計算機系統中，自動化生產模式讓產品的精度更加準確，其通過計算機技術實現各種加工控制要求。

2.2 機床設備應用

機床設備控制技術是機械加工中非常重要的技術，進一步提高機床的生產效率，是現代機電一體化的重要組成部分。數控計算機便會發出控制指令來控制機床的執行，以及冷卻泵的起停等各種順序動作編排在計算機數控上，使得機床自動加工出所需要的零件。數控技術為機械加工帶來了很多良好的機床，也就是運用數控技術對機床進行加工控制，把加工零件的幾何信息和工藝信息進行數字化處理，逐漸取代人工操作方法，然后在數據機床上實現有序的加工引導，以及進給速度等都用數字化的代碼表示。機械設備是實現自動化生產的主要功能，對所有的操作步驟和刀具與工件間的相對位移，將數控技術運用在機械機床上可實現一體化加工生產。計算機數控技術能夠給機械制造業創造多元化的控制功能，保證了各項裝置之間有序配合，編數控機床加工的最大優勢在于，其只需改變相應的程序指令則能自動加工，從而滿足了更加復雜的功能加工需求。程人員只需在加工前將相應的代碼傳輸到系統中，然后按照加工需要來編制程序，無需在重新調動機床工作臺位置。讓機床設備按照理想的程序指令操作，這樣才能實現多功能的生產加工要求。

2.3 機械加工系統應用

伴隨著先進機械設備的研制，相應的設備控制系統也在更新變化。各種機殼的毛坯制造開始積極引進焊件，采用數控氣割之后能處理好諸多問題。只有保持壓縮接觸面積的均勻才能達到密封功能的要求，傳統機械加工難以實現單件的下料問題，保證了產品從毛坯料到成品過程的持續加工，內外環凸凹曲面的加工精度對密封性有很大的影響。數控系統運用于切削加工能滿足多方面的加工需要，對機械浮動油封的結構里引進該系統，維持了正常的產品質量要求。現代的機械設備多數結合了數控鏜銑床編程加工，先編制了相應的齒形子程序，再結合角度偏置或坐標旋轉編程功能對剩余的齒形加工，則需保持內環的凸曲面與外環的凹曲面的密封圈各處壓縮量相等。采用數控機床編程加工之后能滿足各種精度要求，對于機械減速機構而言，經過這樣的優化過程滿足了加工要求。其行星架等分孔的等分精度對整機的傳動精度和使用壽命都會造成影響，還能在生產加工效率上實現改進。

2.4 數控技術的發展前景

隨著科學技術的發展，機械加工技術是衡量一個國家的科技發展水平的重要標志，數控技術發展的速度也越來越快，更是國際間的科技競爭重點。隨著數控系統集成度的增強，數控機床實現多臺集中控制，數控機床的發展越來越快。現如今我國的數控技術在機械領域中得到了廣泛的應用，其在機械領域中的作用已不容置疑，數控機床本身的精度和加工件的精度越來越高，它不僅推動了機械行業的發展，而精度的保持性要好。數控機床要縮短周期和降低成本，這既有利于制造商又有利于客戶。數控機床各軸運行的速度將大大加快。數控機床的柔性化將向自動化程度更高的方向發展，數控化技術是先進制造技術的核心。

結論

機械制造行業中，要強調創新，引進數控技術對企業的生產加工效率，對未來機械制造行業積極引進數控技術，強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業和設備制造業可持續發展奠定基礎。

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