淺談數(shù)控技術(shù)對于機(jī)械制造的現(xiàn)實(shí)意義

董曉冬 張 巖

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110027）

目前，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械制造中的關(guān)鍵性成分，而且越來越受到國家社會(huì)的重視。在日益更新?lián)Q代的科技新產(chǎn)品的壓力下，傳統(tǒng)機(jī)械制造水平已經(jīng)很難滿足發(fā)展的需要，加上以計(jì)算機(jī)為代表的現(xiàn)代科技業(yè)的發(fā)展，另外，在競爭激烈的市場經(jīng)濟(jì)壓力下都使機(jī)械制造業(yè)開始加大對技術(shù)的改革創(chuàng)新管理，以滿足多樣化的現(xiàn)代產(chǎn)品的發(fā)展和適應(yīng)其換代的高速度。隨著多品種小批量式產(chǎn)品的大量生產(chǎn)，外加各個(gè)企業(yè)單位對成本和交貨的質(zhì)量要求越來越高，使得現(xiàn)代制造技術(shù)必須具備高柔性。為了增強(qiáng)有關(guān)機(jī)械制造業(yè)的高程度適應(yīng)外界影響的能力，并滿足市場變化的需要，就必然引進(jìn)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，充分利用其靈活性，盡可能多地將數(shù)控運(yùn)用在機(jī)械制造業(yè)中，最終，提高機(jī)械設(shè)備的整體功能和效率，并促進(jìn)設(shè)備的可靠性，使產(chǎn)品的質(zhì)量上升到新的高度，適應(yīng)激烈競爭的現(xiàn)代市場。

1 數(shù)控技術(shù)特點(diǎn)

所謂的數(shù)控技術(shù)就是通過有關(guān)的數(shù)字信息來控制機(jī)械加工過程和機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程的技術(shù)。它有著高效率的特性，同時(shí)還具有高精度和高柔性自動(dòng)化的特點(diǎn)，因?yàn)閿?shù)控技術(shù)是綜合運(yùn)用傳統(tǒng)制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)，以及傳感檢測和網(wǎng)絡(luò)通信、光機(jī)電等技術(shù)，在這些技術(shù)的綜合利用基礎(chǔ)上形成新的現(xiàn)代制造業(yè)技術(shù)。

我國現(xiàn)在使用的數(shù)控技術(shù)多數(shù)是采用計(jì)算機(jī)控制，在預(yù)先編程完成后再通過空城程序的運(yùn)用來實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的功能。由于早期使用的純硬件電路已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要，而計(jì)算機(jī)軟件又代替了這一存有缺陷的舊裝置，通過計(jì)算機(jī)軟件對數(shù)控裝置做輔助，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理，判斷和運(yùn)算功能都可以經(jīng)當(dāng)前能夠編輯的軟件完成，最終提高機(jī)械制造整體的靈活性，并大大提高相關(guān)設(shè)備進(jìn)行工作的效率。

2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的使用

2.1 工業(yè)生產(chǎn)方面

在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)機(jī)器人起到傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的作用，因?yàn)樗愃朴趥鹘y(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)，也是由驅(qū)動(dòng)單元和控制單元以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)形成。這一工業(yè)機(jī)器人的數(shù)控技術(shù)主要在設(shè)備生產(chǎn)線工作中使用，或是在復(fù)雜又惡劣的嚴(yán)峻勞動(dòng)環(huán)境狀態(tài)下運(yùn)用，以完成人類很難進(jìn)行的任務(wù)，并且有效的對人類勞動(dòng)的條件進(jìn)行改善，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量的保證和人身安全的保證。

實(shí)際運(yùn)行操作中，在控制單元的指揮下，機(jī)器人能夠按照預(yù)先編寫的內(nèi)核程序來促使驅(qū)動(dòng)單元做出相關(guān)指令，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期操作。而控制單元的組成元素重要的就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在進(jìn)行運(yùn)行操作過程中，控制單元能夠進(jìn)行同步的檢測活動(dòng)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的作用下，將所發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤或者是故障問題經(jīng)過傳感系統(tǒng)以及檢測系統(tǒng)最終高效地反饋到相關(guān)的控制單元，并作出及時(shí)的報(bào)警信號(hào)，給出相應(yīng)保護(hù)反應(yīng)。要想完成這些作業(yè)，就要保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)的高效性，而機(jī)械構(gòu)件和伺服系統(tǒng)共同組成了執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在保證動(dòng)力部分提高動(dòng)力的前提下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以通過驅(qū)動(dòng)元件來完成規(guī)定的操作。

2.2 煤礦機(jī)械方面

隨著采礦業(yè)的發(fā)展，對采煤機(jī)的要求越來越高。因此，現(xiàn)代的采煤機(jī)一般開發(fā)的速度非常快，并且品種繁多，生產(chǎn)又是小批量式的。這種發(fā)展現(xiàn)狀使各種毛坯制造工作逐漸增加焊件的數(shù)量，而傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法已經(jīng)不能適應(yīng)這種發(fā)展趨勢，無法解決單件下料等問題，這樣就引入了數(shù)據(jù)氣割技術(shù)，以此代替原來的仿形方法，實(shí)現(xiàn)套料的優(yōu)化選擇方案。這樣在數(shù)據(jù)氣割的使用中就能充分發(fā)揮其高速度的切割功能，以及保證可靠生產(chǎn)質(zhì)量的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的大幅度提高。另外，在數(shù)控氣割設(shè)備中存在著切縫補(bǔ)償裝置，這一裝置能夠自動(dòng)可調(diào)，并可以實(shí)現(xiàn)對構(gòu)件實(shí)際輪廓程序控制，最終通過對切縫補(bǔ)償值的調(diào)節(jié)來加大毛坯件加工余量的精確度。

2.3 汽車工業(yè)方面

汽車工業(yè)近20年來發(fā)展尤為迅猛，在快速發(fā)展的過程中，汽車零部件的加工技術(shù)也在快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，更加快了復(fù)雜零部件快速制造的實(shí)現(xiàn)過程。將高速加工中心和其它高速數(shù)控機(jī)床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機(jī)床剛性自動(dòng)線的生產(chǎn)效率，從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)?！钡膫鹘y(tǒng)觀念，實(shí)現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。數(shù)控加工技術(shù)中的快速成形制造技術(shù)在復(fù)雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實(shí)現(xiàn)，不僅如此，數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)等等，在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的應(yīng)用。21世紀(jì)的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)離不開數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用了。

2.4 機(jī)床設(shè)備方面

機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的重中之重，面對現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的需求，具備了控制能力的機(jī)床設(shè)備是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了良好的機(jī)床控制能力，即把計(jì)算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，也就是用數(shù)控技術(shù)對機(jī)床的加工實(shí)施控制，這樣的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床。它是以代碼實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動(dòng)作數(shù)字碼記錄在控制介質(zhì)上，從而發(fā)出控制指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需零件。

3 數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步情況

從第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床開發(fā)成功到現(xiàn)在已有50多年的歷史，由傳統(tǒng)的封閉式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)今的開放式PC數(shù)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，由于采用封閉的體系結(jié)構(gòu)，它的通用性、軟件移植性、功能擴(kuò)展和維修都比較困難；開放式體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)。開放式計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu)，顯示了優(yōu)良的性能，能適應(yīng)各種計(jì)算機(jī)的軟件平臺(tái)，具有統(tǒng)一風(fēng)格的用戶交互環(huán)境，操作、維護(hù)、更新?lián)Q代和軟件開發(fā)都比較方便，具有較高的性能價(jià)格比，已成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的方向。

結(jié)語

機(jī)械制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。PC機(jī)進(jìn)入數(shù)控領(lǐng)域，極大的促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也為我國在數(shù)控生產(chǎn)領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國家提供了機(jī)遇。跟上發(fā)展先進(jìn)數(shù)控制造技術(shù)的世界潮流，將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實(shí)施，盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時(shí)，數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展孕育產(chǎn)生大量的數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才，進(jìn)而推動(dòng)我國現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)進(jìn)一步走向繁榮。

[1]林樾.機(jī)械制造技術(shù)中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技致富向?qū)В?012.

[2]陳中輝.分析數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的有效運(yùn)用[J].科技致富向?qū)В?013.

[3]馮紅艷.分析機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2010，17（1）.