淺析數控技術(shù)在機械加工中的應用
時(shí)間:2017-11-03引言
機械加工技術(shù)的提升為機械制造業(yè)提供了更為廣闊的發(fā)展空間,而機械制造中最關(guān)鍵的數控技術(shù)與國家經(jīng)濟的發(fā)展和綜合國力的提升有著(zhù)密切的聯(lián)系,數控技術(shù)的應用程度彰顯著(zhù)一個(gè)國家的科技水平和現代化步伐。數控技術(shù)運用自身的數字化功能,比如數控深孔鉆可以有效控制機械加工的設備和過(guò)程,并采用數控設備、數控編控等技術(shù)使得機械加工更加地系統化,大大提高了機械加工的準確度和技術(shù)性,減少了機械加工誤差,保證了機械加工的質(zhì)量。
一、數控技術(shù)的基本概念與特點(diǎn)
數字控制技術(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)數控技術(shù),是指采用數字化的技術(shù)對生產(chǎn)運作過(guò)程中的工作進(jìn)行自動(dòng)化控制的一門(mén)技術(shù),追求對整個(gè)生產(chǎn)運作過(guò)程中全方位、智能化的控制,所控制的對象一般包括速度、角度和位置等。數控技術(shù)包含傳統的機械制造技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感檢測技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、光機電技術(shù)等,主要是采用計算機控制,預先編程后利用編程好的控制程序實(shí)現對設備的控制功能,以此增強機械加工的靈活性并且提高設備的工作效率。數控加工技術(shù)不同于傳統的加工技術(shù),數控技術(shù)具有以下一些特點(diǎn):(1)能高質(zhì)最地完成一般機床難以完成的復雜零件和曲面形狀的加工;(2)能方便地改變加工工藝參數(如切削用量),因而利于換批加工和新產(chǎn)品的研制;(3)可實(shí)現一次裝夾工件完成多道工序加工,從而確保高質(zhì)量的加工精度同時(shí)又減少了輔助時(shí)間;(4)采用模塊化標準工具,既減少了換刀和安裝時(shí)間,又提高了工具標準化程度和工具的管理水平;(5)便于實(shí)現計算機輔助制造。
由于微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,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(jìn)數控技術(shù)的背景下,機械加工的不同領(lǐng)域也得到了不同的發(fā)展需求。數控技術(shù)綜合了電子計算機技術(shù)、數字控制技術(shù)、數控工藝和數控程序編制、軟件的開(kāi)發(fā)與應用等多項技術(shù),具有高速度、高效率、高精度、高可靠性即時(shí)智能控制等優(yōu)勢,已經(jīng)成為了先進(jìn)機械加工的主體。
二、數控技術(shù)在我國機械加工中的應用
我國的機械加工數控技術(shù)起步較晚,始終處于低檔技術(shù)快速膨脹,而高檔技術(shù)依靠進(jìn)口的局面,造成了我國數控加工技術(shù)受制于人。通過(guò)對我國數控技術(shù)應用文獻與歷史的調查分析這與我國數控設備企業(yè)粗放型管理密切相關(guān)。由于,數控設備生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設計、質(zhì)量以及精度、性能等方面的落后使得國內數控技術(shù)中端發(fā)展極為緩慢,影響了我國數控技術(shù)的高精度發(fā)展。另外,我國數控技術(shù)應用與集成能力較低也影響了數控技術(shù)的推廣。目前,我國數控機械加工領(lǐng)域的培訓工作尚處于初級階段,所培訓的人員僅為基本操作人員。高級數控編程、應用、設計人員則相對缺乏。這一情況也制約了我國數控技術(shù)應用的發(fā)展。目前,我國數控技術(shù)在以下幾個(gè)機械加工領(lǐng)域得到初步應用:
?。ㄒ唬悼丶夹g(shù)在工業(yè)中的應用
工業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)機器人和傳統的數控系統都是由控制單元、驅動(dòng)單元和執行機構組成。在工業(yè)生產(chǎn)中,數控技術(shù)主要運用在機器設備的生產(chǎn)線(xiàn)上(如輕工業(yè)的食品加工制造、造紙印刷等)和復雜的惡劣勞動(dòng)環(huán)境下(如重工業(yè)的金屬冶煉、化肥加工、農藥加工、資源的開(kāi)采)??偟膩?lái)說(shuō),數控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應用有助于改善工作人員的勞動(dòng)條件,保障工作人員的人身安全,節省勞動(dòng)力。尤其,數控技術(shù)的高精度特點(diǎn)能夠在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)還能保證生產(chǎn)的質(zhì)量,實(shí)現低成本高效率。數控技術(shù)的操作主要是由計算機系統進(jìn)行控制的,只要把編好的程序安裝在計算機系統中,發(fā)出指令它便能自動(dòng)工作。如果出現錯誤或者故障的時(shí)候,傳感系統和檢測系統則會(huì )把發(fā)生的錯誤故障信息傳送給計算機系統,同時(shí)發(fā)出報警的信號,并且會(huì )自動(dòng)停止相應的工作,起到保護的作用。
?。ǘ悼丶夹g(shù)在機床設備中的應用
在機械加工領(lǐng)域發(fā)展過(guò)程中,機床設備控制技術(shù)是一項非常重要的技術(shù),是現代機電一體化的重要組成部分,很大程度地提高了機床的生產(chǎn)效率。數控計算機發(fā)出的控制指令,通過(guò)控制機床中心系統作用于機床并執行如冷卻泵的起停等各種順序動(dòng)作指令,從而使得機床能夠按所編的程序自動(dòng)加工出相應的零件。數控技術(shù)徹底改變了傳統的機械零件加工模式,把加工零件的幾何信息和工藝信息進(jìn)行數字化處理,并由單片機程序進(jìn)行指令控制,逐漸取代人工操作方法,極大地提高了機械加工的效率,將數控技術(shù)運用在機械機床上可實(shí)現機械零件加工的一體化操作。此外,將計算機數控技術(shù)應用到傳統的機械加工行業(yè),給機械制造業(yè)創(chuàng )造多元化的控制功能,擴大了機械加工領(lǐng)域,保證了各項裝置之間有序配合,無(wú)需在重新調動(dòng)機床工作臺位置,從而滿(mǎn)足了更加復雜的功能加工需求,實(shí)現多功能的生產(chǎn)加工要求。
?。ㄈ悼丶夹g(shù)在機械加工系統當中的應用
隨著(zhù)機械加工技術(shù)和加工工藝的不斷發(fā)展,機械加工設備及其加工的控制系統也在相關(guān)技術(shù)的發(fā)展之下得到發(fā)展和升級。由于相應的機械加工設備控制系統在不斷更新變化,各種機殼的毛坯制造商開(kāi)始積極引進(jìn)先進(jìn)焊件。而采用數控氣割技術(shù),能夠處理好諸多問(wèn)題,尤其是能夠輕易地解決傳統機械加工難以實(shí)現的單件下料問(wèn)題,只需保持壓縮接觸面積的均勻,就能夠很好地滿(mǎn)足密封功能的要求,進(jìn)而有效地保證了產(chǎn)品內外環(huán)凸凹曲面的加工精度,實(shí)現了毛坯料到成品過(guò)程的持續加工。此外,在機械浮動(dòng)油封的結構里引進(jìn)數控系統,極大地提高了機械設備加工效率,由于現代的機械設備通常與數控鏜銑床編程加工有機結合起來(lái),只需通過(guò)事先編制好的齒形子程序,再進(jìn)行相應的機械加工與結合角度偏置,從而維持了正常的產(chǎn)品質(zhì)量要求,更好地滿(mǎn)足各種精度要求,并能在生產(chǎn)加工效率上實(shí)現改進(jìn)。
三、加快我國機械加工中數控技術(shù)應用的發(fā)展策略
?。ㄒ唬┙悼丶夹g(shù)專(zhuān)業(yè)平臺
我國應從數控技術(shù)專(zhuān)業(yè)平臺化建設入手,實(shí)現數控技術(shù)專(zhuān)業(yè)化平臺標準的完善。通過(guò)數控專(zhuān)業(yè)化平臺標準完善促進(jìn)我國數控加工設備生產(chǎn)的低成本化,提高我國數控設備的市場(chǎng)競爭力。另外,通過(guò)專(zhuān)業(yè)化平臺標準的完善還有助于各企業(yè)間的聯(lián)合,實(shí)現國際市場(chǎng)競爭水平的提高。標準化專(zhuān)業(yè)平臺建設也為我國高端數控技術(shù)的研究與發(fā)展奠定了基礎,為我國數控技術(shù)的推廣與應用奠定了基礎。
?。ǘ┘涌鞌悼丶夹g(shù)應用專(zhuān)項人才培養
針對我國數控專(zhuān)業(yè)基礎人才與高級數控人員緊缺的現狀,我國應進(jìn)一步完善數控加工技術(shù)的培訓體系,以基礎性應用培養與高校專(zhuān)業(yè)應用教學(xué)等多方面的完善實(shí)現數控加工研究與應用人才的培養。通過(guò)對數控技術(shù)研究與應用人才培養體系的完善,為我國數控加工技術(shù)、設備的研究與生產(chǎn)、機械加工中數控技術(shù)的應用奠定基礎。
?。ㄈ┙⑼晟聘叨藬悼丶夹g(shù)自主創(chuàng )新體系
我國高端數控技術(shù)存在依靠進(jìn)口、價(jià)格高、推廣難的問(wèn)題,因此,我國還應加快高端數控技術(shù)自主創(chuàng )新體系的建立與完善。鼓勵數控技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)企業(yè)進(jìn)行高端數控技術(shù)創(chuàng )新,促進(jìn)我國中高端數控技術(shù)的快速發(fā)展。另外,還應完善相應的政策與法規,保護自主創(chuàng )新企業(yè)的經(jīng)濟利益。通過(guò)自主創(chuàng )新體系的完善為我國數控技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)企業(yè)提供基礎的保障,促進(jìn)我國數控技術(shù)企業(yè)的研究與發(fā)展。
結束語(yǔ):
數控技術(shù)高精度、高效率、高質(zhì)量的特點(diǎn)不僅有效地保證了產(chǎn)品加工質(zhì)量,提高了生產(chǎn)效率,同時(shí)也為工人改善了生產(chǎn)環(huán)境,為企業(yè)節省了人力資源。我國機械加工領(lǐng)域中數控技術(shù)的應用尚處于起步階段,我國應該加大對數控技術(shù)的投入與研究,以促進(jìn)我國中高端數控技術(shù)在機械加工制造領(lǐng)域的快速發(fā)展。