機械數控加工技術水平提升路徑研究

石階安

（無錫立信高等職業技術學校，江蘇無錫 214000）

0 引言

科技的進步讓制造業采用了大量的數字化、機械化的先進技術，機械數控加工技術作為近年來被廣泛運用的技術之一，受到了許多企業的廣泛關注，也被運用到企業的生產作業中。但是由于技術水平和管理方法的原因，許多企業在實際運用的過程中或多或少存在不同程度的問題，進而影響到了生產制造的效率，所以優化和解決此類問題就成為了許多企業的當務之急。

1 機械數控加工技術的概念

機械數控加工技術的應用極大的推動了現代化生產制造業的發展，在不斷的完善和革新中，數控加工技術成為現代制造技術的基礎，并逐步取代了傳統的普通機械加工方法，使得制造業企業的生產效率有了極大提升。總體來看，數控加工技術是融合了傳統機械加工方式、計算機技術、數字信息技術、檢測傳感、光機電技術等[1]，通過技術的糅合創新來不斷優化和完善傳統的加工工藝和自動化技術。我國工業和制造領域中所采用的機械數控加工技術，一般可以理解為將機械加工技術進行數字信息化處理，再結合相關的技術軟件來進行操控，這樣就可以滿足更加精細化和復雜化的設計需要，這是傳統手工和普通機械加工方式所難以做到的，因此機械數控加工技術是更加先進的技術方法。從目前的科技發展來看，機械數控加工技術還有很大的優化和革新空間，如全流程自動化、智能化的加工技術可以進一步減少人工的作業量和成本支出，同時也能極大提升生產效率和質量。

數控加工技術在未來有著非常光明的發展前景，我國的數控加工技術起步時間較晚，與國外的先進技術存在差距，總體的應用和管理技術還有不少的缺陷和問題，這些都是亟需解決的問題。所以要想大力發展相關的技術，需要引進和培養大量的技術人才，針對性地完善技術，才能促進數控加工技術的進步。

2 發展機械數控加工技術需要重點關注的問題

2.1 程序編寫設計

機械數控加工技術在一定程度上結合了計算機程序設計，所以在器械設備運行之前，相關技術人員需要利用計算機軟件對運行的程度方案進行設計編排，而程序方案的設計編排水平會在一定程度上影響到設備的運行效率。所以對程序計算，相關技術人員應該注意以下2 個方面：①工作開展前對數控機床設備進行充分了解，具體掌握設備的特點，熟悉機械的運行操作方法和相關的程序編寫命令，從而減少程序設計時的失誤率，同時還要不斷優化編程方法來提高效率；②優化程序的模擬技術，增強程序的自動執行和優化功能，以減少人工調試所花費的時間和資源，同時能夠盡量減少機床走空刀問題。

2.2 機床的使用維護

國內絕大多數制造業企業已經開始廣泛運用機械數控技術，而一些引入設備和技術較早的企業，數控機床已經使用了一些年，會出現設備老化和磨損的問題，而且在人為的技術因素和外界環境影響下，這類問題會逐步加加。所以在日常的生產制造過程中，企業就需要針對性地優化資源配置，合理分配機床來執行生產加工任務，而不能只是追求生產效率。對于磨損嚴重、加工精度嚴重下降的機床可以用來生產粗制零件，如果還不能滿足生產要求，企業應該盡早對其進行報廢處理，引入新的設備。否則由于機床的問題而導致生產加工的零件達不到應有的質量標準，會影響企業的生產效率。

3 機械數控加工技術水平提升路徑

3.1 加強人才隊伍的培養和建設

進入新世紀以來，國家確定了“科學技術是第一生產力，人才也是推動建設發展的基礎動力”，因此，在未來的發展中，企業就必須要重視人才的引進和培養。企業需要從完善自身的人力資源管理做起，通過制定科學合理的用人制度來為企業培養更多的技術人才。目前，制造業的競爭激烈，人才和技術就是拉大企業之間差距的重要因素，可為企業的長期發展提供可靠的支撐。機械數控加工技術對技術人員的專業能力有較高的要求，因此，企業需要將技術人員的培養放在長期的戰略發展方案中。

（1）加強內部技術人員的“傳幫帶”，經驗豐富的老員工需要在工作期間多多指導和鍛煉新員工。企業還可以設置相應的獎勵制度，如果新員工在老員工的帶領下可以更快地發揮出自身作用、勝任工作任務，負責指導培訓的老員工會獲得一定比例的工資獎金。

（2）定期組織技術人員的交流研討會，分析工作過程中的問題和缺陷，并制定方案及時解決處理。

（3）制定合理的技術人員晉升通道來滿足員工對未來發展的期望，這樣才能最大限度減少人才流失，保證企業的發展穩定。

3.2 科學選用適合的工具模型

要優化機械數控加工技術，就必須要考慮優化機床設備，合理地選擇加工機床和作業流程。因此，企業在設計準備階段，要根據不同的機械數控設備的精度來合理規劃方案和階段性的選擇適合的作業刀具。合理的機床選擇和設計不僅可以有效地改善機械CNC，而且相應的加工機械的作業效率和準確度也會有所提升。因為不同的工具模型在使用方法、性能結構和材料質量方面都有較大的差異，所以在加工作業前期就必須合理安排好工具模型，以減小不同工具模型對CNC 加工技藝的影響[2]。比如根據工具的材料工藝來看，一般可以將工具分為3 種類型，如高速鋼、硬質合金、陶瓷等材料類型。因此在工具模型的選擇上，要更加合理的規劃安排，如陶瓷類工具加工質量較高、耐磨性較好，平頭性工具切割效率高，將不同的工具模型運用到不同的加工階段中，可以大幅提升加工制造的質量和效率。

3.3 引入先進的數控加工技術

要想順應市場形勢的發展，保證自身擁有足夠的競爭力，企業就需要不斷引入和革新自身的數控加工技術，這是保證企業可以長期發展的根本。在技術引進和學習方面，企業可以考慮以下3 個方面：

（1）可以將三維建模技術引入到零件設計加工當中。目前許多復雜零件的加工工藝并不是一個線性的加工流程，而是通過多線性的決策和計劃方案構成的，整體的加工流程因此較為復雜。其中首要的任務環節就是設計零件的構造，以往的技術方案設計多數都是技術人員人工手繪的圖紙，耗時耗力，也只能呈現二維的圖像。而在計算機技術被廣泛應用和開發以后，利用3D建模技術可以快速地模擬出零件的幾何構造，通過輸入相關的參數、導入計算機之后，就可以精確模擬、設計和修改，極大地提升了設計加工時的效率。同時模型的創建比例的好壞也在很大程度上影響到后期加工時刀具切割加工的軌跡好壞。所以對于3D 建模技術的優化應用，技術人員應該從曲面生成、曲線加工、裁剪、編輯、過渡等內容進行深入研究應用[3]。

（2）深入優化刀具路徑軌跡的生成技術。從技術層面來理解，刀具路徑軌跡的含義是指運用計算機模擬技術所提供的三維立體建模和數據作為模擬的分析對象，通過運用計算機的模擬算法來篩選計算各種加工方法、走刀方式、刀具類型等，通過對這些切削參數的計算分析來制定最優的刀具路徑，從而作為實際加工時的設計圖紙。在計算機模擬技術尚未深入應用到該領域時，零件加工往往需要不斷的改進試錯，增加了加工成本。而企業如果能夠充分的將計算機模擬技術運用到刀具路徑軌跡的生成研究中，就可以直接降低改進試錯時所消耗的大量時間以及資金成本。刀具路徑軌跡在加工工藝中是極為關鍵的環節，會直接影響到后期的加工效率和質量以及方案的最終可行性。所以企業在優化數控加工技術時，必須要引入和升級相關的技術手段。

（3）優化加工后處理器技術。后處理器技術是將計算機自動編程后所保留的刀軌數據轉換成為機床所能應用的NC 代碼，這是作為CAM 計算機編程軟件與加工機床之間的溝通橋梁。企業為了提升兩者之間的信息轉換、傳輸的效率和準確性，可以引入當前較為先進的后置處理器。如擁有獨立接口的后置處理器，這種處理器的特點在于它具有CAD 與CAM 等主流數控系統的接口[4]，而且后置的一系列功能都十分齊全，可以高效地對數控加工過程進行仿真模擬，還可以實時對其進行優化調整，應用價值極高。其缺點是價格相對比較昂貴，資金充裕的企業可以優先考慮引入。此外，還有通用性的后置處理器。但是由于當前市場中加工機床的種類形式較多，許多機床在操作系統、結構組成上都有較大的區別，因此這種通用性的后置處理器也只是勉強適用于一部分的加工機床，而目前也尚未有研究機構研發出可以適用于所有數控機床的后置處理器。因此，這種通用性后置處理器還是具有一定性價比的。

4 結語

在目前制造業內部競爭十分激烈的情況下，制造業企業必須為自身的生存發展謀求更多的動力和保障，不斷引入和革新機械數控加工技術，不但有助于提升企業的生產加工效率，為企業未來的發展奠定基礎，也順應了時代發展和國家相關政策規劃。未來的工業科技的發展趨勢必然是以自動化、智能化為主流趨勢，企業為了增強自身的核心競爭力，就必須搶占先機，積極引入新型技術來不斷穩固自身的實力，這樣才能保證企業長期的生存發展。