數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用策略

摘 要：在機(jī)械制造過程中數(shù)控技術(shù)發(fā)揮著很大的影響力，在一定程度上很大的促進(jìn)了國家工業(yè)發(fā)展的速度，對我國綜合實(shí)力地提升也起到一定的推進(jìn)作用。當(dāng)前，衡量一個(gè)國家技術(shù)水平與戰(zhàn)略地位的關(guān)鍵在于機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)自動化水平的高低，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用也是發(fā)展的必然趨勢，更是國家實(shí)現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)大國的必要保障。基于此，開展基于數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用的探究，尋求有效的應(yīng)用策略，提高其使用效率，增強(qiáng)我國的工業(yè)發(fā)展水平。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；機(jī)械制造；應(yīng)用策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.258

0 引言

數(shù)控技術(shù)屬于一種高新科學(xué)技術(shù)，它主要是借助計(jì)算機(jī)程序?qū)C(jī)器進(jìn)行有效控制，從而完成產(chǎn)品制造的過程。隨著我國綜合實(shí)力地不斷提升，科技領(lǐng)域的發(fā)展也步入了嶄新的階段，數(shù)控技術(shù)不管是在應(yīng)用功效方面或是技術(shù)工作效率等層面上都較之前發(fā)生了顯著地變化，大大提高了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)械制造領(lǐng)域中，通過數(shù)控技術(shù)的有效應(yīng)用一方面可滿足機(jī)械制造生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面也能顯著增強(qiáng)生產(chǎn)效率，為安全生產(chǎn)提供可靠的保障。因此，開展對數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用的探究，以使其有效性得以最大限度的發(fā)揮出來。

1 我國機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

所謂機(jī)械制造主要指的是從事相關(guān)機(jī)械設(shè)備與儀器生產(chǎn)的部門，通過購買一些原材料，對其進(jìn)行一系列地加工、檢測、包裝后所形成的產(chǎn)品。機(jī)械制造一方面為人們的生產(chǎn)與生活帶來了一定的便捷之處，另一方面從一個(gè)國家的機(jī)械制造水平層面也能間接地反映出某一國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及工業(yè)化技術(shù)水平地高低。相比于其他發(fā)達(dá)國家來說，我國的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平有限，再加之基本國情的制約，我國機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模雖已在國際排名前列，但所生產(chǎn)出產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)技術(shù)含量仍與發(fā)達(dá)國家有很大的差距。所以，我們應(yīng)正視在機(jī)械制造生產(chǎn)中所存在的問題，不斷研發(fā)新的工藝流程，積極探索新技術(shù)，提高機(jī)械制造生產(chǎn)效率，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。此外我國還應(yīng)逐步縮短與機(jī)械制造行業(yè)的國際標(biāo)準(zhǔn)之間的差距，不管是在機(jī)械零部件的生產(chǎn)方面或是技術(shù)上都應(yīng)進(jìn)行自主設(shè)計(jì)與研發(fā)，盡可能地?cái)[脫對發(fā)達(dá)國家的依附。近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)地不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)得到了廣泛地應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，大大提高了機(jī)械制造的工藝水準(zhǔn)。

2 機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)發(fā)揮的優(yōu)勢

2.1 實(shí)現(xiàn)虛擬制造

在數(shù)控技術(shù)的眾多領(lǐng)域中，虛擬制造技術(shù)是其中應(yīng)用較為廣泛的一種技術(shù)。虛擬制造技術(shù)也被稱作“擬實(shí)制造”技術(shù)，它的工作原理是借助一些高科技技術(shù)的結(jié)合比如信息技術(shù)、仿真技術(shù)等，對現(xiàn)實(shí)活動中的信息以及相關(guān)人物進(jìn)行模擬，對機(jī)械制造的整個(gè)階段進(jìn)行仿真，采取多種方式對制造過程中存在的問題進(jìn)行暴露，進(jìn)而采取行之有效的方式加以預(yù)防，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。隨著科技地不斷發(fā)展，數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化很大的滿足生產(chǎn)線、制造企業(yè)對信息集成的需求，為機(jī)械制造行業(yè)地發(fā)展起到一定的推動作用。

2.2 提升機(jī)械制造的精度與效率

在機(jī)械制造過程中，借助計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)地應(yīng)用，一方面可盡可能地縮短機(jī)械制造時(shí)間，優(yōu)化機(jī)械制造的工藝流程，另一方面還可通過計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)階段進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械制造加工整個(gè)階段的自動化控制。通過工藝過程的集成，操作人員只需一次裝卡即可完成某一零件的全部加工環(huán)節(jié)，裝卡次數(shù)的減少，大大增強(qiáng)了加工的精確度，生產(chǎn)效率也得到了顯著地提升。此外，通過計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)地有效應(yīng)用，也為企業(yè)節(jié)省了一定的成本支出。

2.3 優(yōu)化機(jī)械制造機(jī)床的控制能力

在機(jī)械制造領(lǐng)域中，通過數(shù)控技術(shù)地有效應(yīng)用，不僅可對加工工序進(jìn)行優(yōu)化控制，而且還能通過代碼來實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的控制。通過在機(jī)械加工機(jī)床中安裝計(jì)算機(jī)控制裝置，可通過相應(yīng)地代碼實(shí)現(xiàn)對機(jī)床地控制，操作者通過設(shè)置相關(guān)程序，按照數(shù)控指令進(jìn)行操作，人員無需到現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控，即可自動加工生產(chǎn)制造出所需要的機(jī)械零件。此外，機(jī)械制造中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，提高了裝置的集成度，無需過多地零部件，即可進(jìn)行生產(chǎn)，大大節(jié)省材料，而且所需要的接線量也較少，能夠有效避免事故發(fā)生現(xiàn)象，方便運(yùn)維人員維修保養(yǎng)工作的開展。

3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的實(shí)例應(yīng)用

3.1 應(yīng)用實(shí)例

建筑機(jī)械有多種類型，比如挖掘機(jī)械、壓實(shí)機(jī)械、路面機(jī)械等，這些機(jī)械在建筑施工中起著舉足輕重的作用，這些大型建筑機(jī)械都是由眾多的零部件組裝而成的，若其中任何一個(gè)部件出現(xiàn)問題，都會影響機(jī)械地使用性能。隨著技術(shù)地不斷革新，產(chǎn)品零部件地更新速度也在不斷加快，種類也變得比較多，即便對于普通的機(jī)床，在組裝中也需要大量的零部件，這無疑會加大成本支出，在零部件地組裝中也會耗費(fèi)大量的時(shí)間。現(xiàn)以混凝土攪拌機(jī)制造為例加以說明，分析數(shù)控技術(shù)在建筑機(jī)械制造中的應(yīng)用前景。

3.2 建立數(shù)控

模型攪拌樁的組成零部件較多，比如傳動系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等。對零部件的幾何形狀與尺寸等進(jìn)行分析，以使設(shè)計(jì)人員了解零部件加工中所需要注意的事項(xiàng)以及加工要求，進(jìn)而制定出切實(shí)可行的加工方案，為加工工作的順利開展提供一定的技術(shù)支撐。此外，還應(yīng)將數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)際功能以及機(jī)床本身的能力得以最大限度地發(fā)揮出來，根據(jù)實(shí)際情況選擇有效的對刀點(diǎn)以及切入方式，避免換位等過程中耗費(fèi)大量地時(shí)間。操作人員在使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程前，要按照零件的幾何特性，構(gòu)建出零部件的坐標(biāo)系，進(jìn)而根據(jù)零件圖紙的要求，明確具體的加工線路，在所確立的工件坐標(biāo)系中，準(zhǔn)確計(jì)算出刀具的運(yùn)動軌跡。

3.3 編制數(shù)控程序

一般而言，數(shù)控機(jī)床程序編制主要采取如下三種方式：一是手工編程；二是自動編程；三是CAD/CAM。在進(jìn)行數(shù)控技術(shù)編程過程中，通常采取結(jié)構(gòu)文本、順序功能圖以及相關(guān)指令表有效控制程序流程圖。借助模塊化設(shè)計(jì)原理，對控制系統(tǒng)功能進(jìn)行模塊化細(xì)分，可將不同功能的程序劃分在不同模塊中進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在數(shù)控技術(shù)程序中，通過劃分出公用程序模塊、坐標(biāo)軸控制模塊等，構(gòu)建完成的零部件庫，實(shí)現(xiàn)機(jī)械圖的準(zhǔn)確輸出。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于混凝土攪拌機(jī)制造過程中，攪拌機(jī)床體內(nèi)的程序不僅可采取手動運(yùn)行，按照現(xiàn)場實(shí)際情況對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理，提高數(shù)控技術(shù)控制運(yùn)行地靈活性，為操作人員提供一定的方便；而且還能進(jìn)行自動運(yùn)行，自動運(yùn)行能夠根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)地操作，采用可編程的集中邏輯編輯器實(shí)現(xiàn)自動控制與有效監(jiān)控，及時(shí)對加工中所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測與分析，一旦出現(xiàn)問題，工作人員可及時(shí)采取相應(yīng)地措施在系統(tǒng)中進(jìn)行修改，提高產(chǎn)品的合格率。此外，在將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于程序設(shè)計(jì)中，為了避免系統(tǒng)發(fā)生操作失誤等現(xiàn)象，影響整個(gè)數(shù)據(jù)信息，在設(shè)計(jì)初始化程序時(shí)可采取計(jì)算器歸零、輸出量復(fù)位等操作，降低失誤。

3.4 實(shí)踐加工機(jī)械零件

某零件制造廠需加工一個(gè)圓弧等分孔群，如圖1所示，以O(shè)為圓的中心坐標(biāo)，從A度起始角以后每隔B度鉆一個(gè)孔，合計(jì)孔數(shù)量為H個(gè)，孔深記為Z，對圓弧等分孔進(jìn)行宏程序加工，輸入?yún)?shù)，調(diào)用語句G65、Pxxxx、XYZRFIABH。其中xxxx表示的是宏程序的程序編號；X、Y代表的是圓中心坐標(biāo)，Z表示孔的深度；R代表鉆孔固定循環(huán)點(diǎn)坐標(biāo)；F表示切削進(jìn)刀的速率；I的含義是圓的半徑大小；A為鉆孔起始角度；B為增量角度；H為孔數(shù)量。圓心坐標(biāo)為（100，50），由于圓的半徑為100，因此在對零部件進(jìn)行數(shù)控加工中，只需調(diào)用G65、Pxxxx、X100、Y、50、Z-50、R30、F、500、I、100、A15、B45、H8，即可對零件進(jìn)行數(shù)控加工。

通過對某建筑機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)所獲取的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知，在零部件加工過程中使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，不僅可提高零部件加工的精確性，尺寸、規(guī)格等方面精度較高，而且生產(chǎn)效率也較傳統(tǒng)地生產(chǎn)提高很多，尤其是對于一些構(gòu)造較為復(fù)雜的零部件，采取此方法可收到顯著地效果。

4 結(jié)語

綜上所述，處在科技發(fā)展日益迅速的今天，機(jī)械制造技術(shù)不單單只是衡量一個(gè)國家的科學(xué)發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)，更是國與國之間進(jìn)行科技競爭的重要武器。我國正處在社會主義轉(zhuǎn)型期，制造技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比較還處于劣勢地位。近年來，數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，給我國的機(jī)械制造行業(yè)帶來了新的發(fā)展契機(jī)，我國應(yīng)抓住這一機(jī)遇，充分發(fā)揮數(shù)控技術(shù)地有效性，逐步縮小與發(fā)達(dá)國家之間的距離。此外，我國還應(yīng)重視相關(guān)技術(shù)人員的培養(yǎng)，提高技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)，使其能更好地勝任工作，為我國現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展奉獻(xiàn)自己的智慧與才華。

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作者簡介：李長明（1973-），男，山東濟(jì)南人，博士在讀，電氣工程師，主要從事機(jī)電一體化專業(yè)研究。