數(shù)控技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用及其發(fā)展前景

摘要：近些年來，數(shù)控技術(shù)普遍運用在機械加工中，充分運用自動化技術(shù)和信息化技術(shù)完成機械生產(chǎn)。和以往的機械加工生產(chǎn)工藝相比較而言，數(shù)控技術(shù)在實踐運用時取得了一定的成果，也被推廣到其他領(lǐng)域中。文章主要對數(shù)控技術(shù)在機械加工生產(chǎn)中的運用和發(fā)展前景進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；機械加工；生產(chǎn)制造；信息數(shù)字化；發(fā)展前景 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TH16 文章編號：1009-2374（2015）05-0062-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0363

以往的機械加工生產(chǎn)比較重視設(shè)備的配合與組裝能力，應(yīng)用以往的物理機械基礎(chǔ)理論完成加工操作。而在數(shù)字化技術(shù)快速發(fā)展形勢下，已經(jīng)在機械加工生產(chǎn)中融合了數(shù)字化技術(shù)，也打破了以往的機械加工生產(chǎn)方式，其中數(shù)控技術(shù)在機械加工生產(chǎn)中的運用實現(xiàn)了機械加工制造的歷史性改革。應(yīng)用數(shù)字化信息技術(shù)對機床的運動以及加工過程完成各個方面的管理和控制，應(yīng)用數(shù)控設(shè)備和可編程設(shè)備等多個系統(tǒng)完成一系列系統(tǒng)化的操作，進(jìn)而在一定程度上提升機械加工生產(chǎn)精度，滿足技術(shù)有關(guān)需求。

1 數(shù)控技術(shù)優(yōu)勢

因為輸入信息數(shù)據(jù)、存儲以及處理等相關(guān)功能可以通過編輯軟件實現(xiàn)，先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)在很大程度上提升了機械加工生產(chǎn)的靈活性，提升了裝置生產(chǎn)效率。同時，數(shù)控加工技術(shù)還可以提升產(chǎn)品的質(zhì)量。普通機床無法對比較復(fù)雜的零部件進(jìn)行加工，而通過改變數(shù)控有關(guān)技術(shù)工藝參數(shù)，就可以完成加工，因此比較便于實現(xiàn)換批加工與研發(fā)新產(chǎn)品。另外，數(shù)控技術(shù)還可以在一次裝夾工作后，實現(xiàn)許多道工序加工，不僅確保了產(chǎn)品的質(zhì)量以及加工精度，還在一定程度上節(jié)省了時間。運用模塊化的規(guī)范工具，不但節(jié)省了換刀與安裝時間，加強了工具自身的標(biāo)準(zhǔn)化強度以及工具整體管理水平，還比較利于完成計算機的輔助生產(chǎn)制造。

2 數(shù)控技術(shù)在機械加工生產(chǎn)中的運用

2.1 數(shù)控技術(shù)在機床中的運用

機械裝置作為機械生產(chǎn)制造中的關(guān)鍵要素，具備良好控制能力的機床裝置為機電一體化產(chǎn)品中主要構(gòu)成部分。而數(shù)控加工技術(shù)在機床裝置中的運用主要是將計算機控制設(shè)備連接在機床中，然后通過計算機技術(shù)實現(xiàn)機床加工生產(chǎn)的實時控制，即數(shù)控機床。其主要是把加工生產(chǎn)時需求的所有操作以及工藝程序等利用數(shù)字代碼進(jìn)行表示，然后利用控制介質(zhì)把有關(guān)數(shù)字信息錄入到專用或是通用的計算機中，這時利用計算機對所錄入的數(shù)據(jù)信息完成處理和計算，最后發(fā)出指令有效控制機床中的伺服系統(tǒng)或是其他相關(guān)執(zhí)行元件，生產(chǎn)制造需求的零

部件。

2.2 數(shù)控技術(shù)在工業(yè)中的運用

工業(yè)機器人與以往的數(shù)控系統(tǒng)相同，都是由控制單元和驅(qū)動單元以及執(zhí)行單元構(gòu)成。其一般運用在生產(chǎn)線中，例如裝配和焊接以及噴氣等多個方面。或是應(yīng)用在比較復(fù)雜的環(huán)境中，實現(xiàn)人類無法進(jìn)行的工作，例如進(jìn)行深水作業(yè)與太空作業(yè)等方面。其還能夠模擬人類的手或是腕等相關(guān)動作利用程序?qū)崿F(xiàn)部件的有效搬運與抓取等很多動作。數(shù)控技術(shù)的運用在一定程度上改進(jìn)了勞動條件，確保生產(chǎn)制造質(zhì)量與人身安全，特別是汽車的大批量轉(zhuǎn)配與噴氣等多個方面發(fā)揮了重要作用。另外在進(jìn)行實踐操作時，控制單元主要利用計算機系統(tǒng)，其就類似于人類的中樞神經(jīng)，可以指揮機器人依據(jù)相關(guān)程序向?qū)?yīng)的驅(qū)動單元輸送指令，進(jìn)行預(yù)想的操作，另外還可以進(jìn)行同步檢測，若是發(fā)生異常或是出現(xiàn)故障，可以通過傳感系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)反映在控制單元中，從而發(fā)出報警信號，然后做出對應(yīng)的有效保護動作。除此之外，執(zhí)行機構(gòu)主要由伺服系統(tǒng)以及機械部件構(gòu)成。其中動力部分會向執(zhí)行機構(gòu)提供相應(yīng)的動力，從而使執(zhí)行機構(gòu)可以在驅(qū)動元件的相應(yīng)作用之下進(jìn)行有關(guān)操作。

2.3 數(shù)控技術(shù)在采煤機生產(chǎn)制造中的運用

現(xiàn)階段，采煤機的開發(fā)速度得到明顯提升，且品種比較多，但都是小批量生產(chǎn)，所有的機殼毛坯生產(chǎn)制造主要利用焊件，以往的機械加工生產(chǎn)無法完成單件下料，利用數(shù)控氣割取代傳統(tǒng)的仿形法，利用龍骨板工藝程序?qū)Σ擅簷C的葉片和滾筒等進(jìn)行下料，是一項比較優(yōu)化的方案。

運用此種方案充分發(fā)揮出了切割速度較快與質(zhì)量較好等特點，部分零件焊接坡口能夠直接割出，從而在一定程度上提升了加工生產(chǎn)效率。另外，數(shù)控氣割機器設(shè)置了可以自動調(diào)控的切縫補償設(shè)備，其可以對部件的現(xiàn)實輪廓完成程序控制，就如同在數(shù)控機床中對銑刀半徑完成補償一樣，這時就能夠利用調(diào)節(jié)切縫相關(guān)補償數(shù)值準(zhǔn)確地控制毛坯部件合理的加工余量。比如說，采煤機中擺線齒輪的銷軌輪，該切槽相對比較深，而且加工的余量也比較大，一般銑床的加工余量都存在不均勻問題。但是數(shù)控銑床能夠有效處理此種問題，還具備相對比較準(zhǔn)確的控制特點。在氣割過后完成安全退火，有效地改進(jìn)的部件自身組織與韌性，不僅在一定程度上提升了部件的整體質(zhì)量，還減小了能源的消耗。另外在切削加工中運用，能夠完成形狀比較復(fù)雜與精度要求相對較高的零部件加工生產(chǎn)。只有壓縮接觸的面積不均勻，才可以滿足相關(guān)密封功能要求，對此內(nèi)外環(huán)的凸凹曲面在加工精度方面嚴(yán)重影響著密封性的可靠程度。但是利用數(shù)控機床中的編程系統(tǒng)進(jìn)行加工，不僅可以確保曲面的精度，還能夠滿足浮動油封運用相關(guān)需求。

3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展前景

國內(nèi)的數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展已近五十年了，其中在經(jīng)過規(guī)劃之后已經(jīng)確定了數(shù)控加工技術(shù)的相關(guān)發(fā)展基礎(chǔ)，可以熟練掌握先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)，比如說數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)以及配套件技術(shù)等，而且其中許多技術(shù)可以向著商品化趨勢發(fā)展，一些技術(shù)已實現(xiàn)了商品化和產(chǎn)業(yè)化，并且奠定了一定的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，具備創(chuàng)建數(shù)控研究和開發(fā)等團隊的資歷。可是國內(nèi)的數(shù)控加工技術(shù)依然存在許多問題，尤其是在技術(shù)水平方面，和世界上先進(jìn)水平存在較大的差距，同時也缺少高精尖的技術(shù)。另外，產(chǎn)業(yè)化在市場中占據(jù)的份額比較少，并未形成規(guī)模生產(chǎn)，可靠性比較低，同時我國的數(shù)控系統(tǒng)并未創(chuàng)造真正意義上的品牌效應(yīng)。

基于上述狀況，必須以國家安全戰(zhàn)略的角度注重數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)問題。對社會安全角度而言，制造產(chǎn)業(yè)作為國內(nèi)就業(yè)人口比較多的行業(yè)，其發(fā)展不但能夠在一定程度上提升人們的生活質(zhì)量水平，還能夠有效緩解國內(nèi)的就業(yè)壓力，從而保證社會的安全與穩(wěn)定。對國防的安全角度而言，西方的發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將高精尖的數(shù)控技術(shù)歸入到國家戰(zhàn)略物資，并且針對我國實施了禁運與限制。對此，一定要綜合考慮我國的基本國情，以國情作為實際出發(fā)點，將國家的戰(zhàn)略有關(guān)需求與社會經(jīng)濟帶來的市場需求作為導(dǎo)向，從而有效提升我國機械生產(chǎn)制造裝備行業(yè)的綜合競爭能力以及產(chǎn)業(yè)化的總體水平，利用系統(tǒng)的方式選取可以在21世紀(jì)作為我國機械生產(chǎn)制造裝備行業(yè)升級的重要技術(shù)，同時選擇支持產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，選擇多種配套技術(shù)當(dāng)作數(shù)控技術(shù)研究的重點內(nèi)容，推動機械生產(chǎn)制造裝備行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，從而提升我國的綜合國力。

4 結(jié)語

總而言之，國內(nèi)數(shù)控加工技術(shù)在機械生產(chǎn)中的運用比較普遍，而且基本上已經(jīng)可以滿足精細(xì)化與智能化以及網(wǎng)絡(luò)化等相關(guān)需求。而隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，在一定程度上推動了國內(nèi)生產(chǎn)制造行業(yè)的發(fā)展。可是，在數(shù)控加工技術(shù)需求量以及質(zhì)量要求不斷提升下，依然要面臨許多嚴(yán)峻問題，同時在數(shù)控領(lǐng)域中還存在許多亟需處理的問題。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）