數(shù)控機(jī)床技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)探析

王德健++俞貴玲

摘 要：科技的快速發(fā)展對(duì)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)特點(diǎn)要求越來越嚴(yán)密，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)話題。針對(duì)制造行業(yè)來講，數(shù)控機(jī)床屬于不可缺少的一種關(guān)鍵性設(shè)備，其會(huì)對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。本文闡述了數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀并分析了將來的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；新技術(shù)；趨勢(shì)

0 引言

在世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快的影響下，各個(gè)國(guó)家間呈現(xiàn)出越來越激烈的競(jìng)爭(zhēng)，并且這為企業(yè)的良好發(fā)展提供了契機(jī)，尤其是制造行業(yè)應(yīng)當(dāng)把握住機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。應(yīng)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)促進(jìn)了制造行業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床技術(shù)的特點(diǎn)是質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高，因此能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來理想的經(jīng)濟(jì)效益。

1 數(shù)控機(jī)床的組成部分和特點(diǎn)

通常而言，數(shù)控機(jī)床的組成部分是：（1）主機(jī)，其屬于數(shù)控機(jī)床的主體，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件是主軸、立柱、機(jī)床身等，其作用是為了對(duì)機(jī)械部件進(jìn)行切削加工；（2）數(shù)控設(shè)備，其屬于數(shù)控機(jī)床的核心部分，主要有軟件和硬件（紙帶閱讀機(jī)、鍵盒、CRT顯示器、印刷電路板），用以將數(shù)字化零件程序輸入，且存儲(chǔ)輸入信息、插補(bǔ)運(yùn)算、變換數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行一系列的控制；（3）驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其屬于數(shù)控機(jī)床執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)部分，主要有進(jìn)給電機(jī)、主軸電機(jī)、進(jìn)給單元，以及驅(qū)動(dòng)單元組成?；跀?shù)控設(shè)備的控制，借助電液伺服系統(tǒng)或電氣完成進(jìn)給與主軸驅(qū)動(dòng)。在幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)的情況下，能夠加工空間曲線、平面曲線、直線，定位；（4）輔助設(shè)備，其指的是數(shù)控機(jī)床的一部分配件，確保數(shù)控機(jī)床的監(jiān)測(cè)、照明、潤(rùn)滑、排屑、冷卻等，這主要有監(jiān)控檢測(cè)設(shè)備、刀具設(shè)備、數(shù)控分度頭、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、交換工作臺(tái)、排屑設(shè)備、氣動(dòng)設(shè)備，液壓設(shè)備等等；（5）編程和其它的一些附屬裝置，其主要作用是存儲(chǔ)和編制零件程序。

在數(shù)控單元當(dāng)中包括數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控與操作部分，其屬于數(shù)控機(jī)床的核心。相比較于普通的機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是：（1）生產(chǎn)效率高（通常是普通機(jī)床的幾倍）、機(jī)床的剛性大，精度高；（2）加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定；（3）機(jī)床的自動(dòng)化能力強(qiáng)、能夠使工人的勞動(dòng)強(qiáng)度減輕；（4）能夠?qū)嵤┒嘧鴺?biāo)聯(lián)動(dòng)，可以對(duì)復(fù)雜形狀的零件進(jìn)行加工；（5）在改變加工零件的情況下，通常僅僅要求對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行改變，如此能夠使生產(chǎn)準(zhǔn)備的時(shí)間減少；（6）需要操作工作者和維修工作者都具備較高的素質(zhì)。

2 數(shù)控機(jī)床新技術(shù)的特性

（1）在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用新型智能化的機(jī)器人。在最初的階段，智能機(jī)器人的工作主要是裝卸搬運(yùn)，在日益進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)影響下，新型的智能機(jī)器人業(yè)已具備視覺與觸覺的功能，可以憑借感官完成一些人工方面的事項(xiàng)。應(yīng)用一些智能機(jī)器人不但使大量的物力和人力節(jié)省，而且也使大量的費(fèi)用減少。

（2）復(fù)合加工技術(shù)的應(yīng)用。復(fù)合加工業(yè)已由初期的鉆、車等加工步驟向加工齒面、削磨內(nèi)外圓，以及表面助理轉(zhuǎn)變。

（3）直驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用。功率和扭矩較大的直線點(diǎn)擊重點(diǎn)用在重載機(jī)床與高速機(jī)床，這不但使高定位精度和快速度實(shí)現(xiàn)，而且力矩電機(jī)會(huì)代替普通的機(jī)械傳動(dòng)。在國(guó)際機(jī)械制造領(lǐng)域當(dāng)中，業(yè)已出現(xiàn)相似的成功例子，接下來的發(fā)展就是推廣與普及。

（4）應(yīng)用綠色機(jī)床技術(shù)。學(xué)術(shù)界很長(zhǎng)一段時(shí)間以來探究的重點(diǎn)就是綠色機(jī)床。在注重?cái)?shù)控機(jī)床高精度和高速度的過程中也應(yīng)當(dāng)重視它的環(huán)保性。機(jī)床的環(huán)保會(huì)對(duì)人們的健康產(chǎn)生直接性的影響，怎樣節(jié)能減排以及確保工作者身體健康以及提高工作效率，這是綠色機(jī)床的根本所在。

3 數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）高精度。各個(gè)工業(yè)大國(guó)都十分注重提升數(shù)控機(jī)床的加工精度，通常來講，數(shù)控機(jī)床的加工精度涵蓋數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的幾何精度和數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的加工精度。在提高數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定性以及應(yīng)用補(bǔ)償技術(shù)和輔助策略的基礎(chǔ)上能夠大大地提高數(shù)控機(jī)床的精度。

（2）高穩(wěn)定性。針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床的制造商來講，其非常重視的一個(gè)問題是數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性，如果一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性能非常高，就會(huì)使數(shù)控機(jī)床的事故率大大地降低，這不但有利于制造工作的順利進(jìn)行，而且有利于生產(chǎn)效率的大大提升。為此，衡量數(shù)控機(jī)床質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)是數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性。

（3）高效性。具體來講，高效性是指大大地提高數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行速度，這一是能夠確保產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的提升，二是能夠使投入的費(fèi)用降低，在生產(chǎn)的過程中普遍性地應(yīng)用零件的高速加工。

（4）智能化。針對(duì)各種領(lǐng)域的生產(chǎn)過程而言，一致的理想是智能化。應(yīng)用一種模擬網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控與數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，憑借電子計(jì)算機(jī)編制本來人工操作的運(yùn)行程序?yàn)橐环N既定的模式，且以機(jī)器控制代替人力控制的方法就是智能化加工。通常而言，應(yīng)用智能化重點(diǎn)包括智能維修、智能分析，以及智能監(jiān)控。

（5）網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化又稱“e-制造”，是把數(shù)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制，在計(jì)算機(jī)上操作使用，虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造等高端技術(shù)也越來越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代機(jī)床發(fā)展的重要趨勢(shì)。

4 結(jié)論

總之，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)于制造業(yè)的重要性不言而喻， 其對(duì)一國(guó)經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、綜合實(shí)力和國(guó)際地位的推動(dòng)作用是十分突出的。針對(duì)制造領(lǐng)域的重要性來講，數(shù)控加工技術(shù)舉足輕重。其有利于國(guó)家綜合實(shí)力、國(guó)防經(jīng)濟(jì)，以及國(guó)際地位的提升，當(dāng)前形勢(shì)下，一個(gè)非常顯著的問題是我國(guó)的制造領(lǐng)域的發(fā)展不夠先進(jìn)，依舊滯后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，這就要求進(jìn)一步地探究數(shù)控加工這種機(jī)械制造技術(shù)。在對(duì)新型技術(shù)引進(jìn)的過程中也應(yīng)當(dāng)不斷地創(chuàng)新，進(jìn)而不再依賴于發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)控技術(shù)，自主研發(fā)有著國(guó)際先進(jìn)能力的數(shù)控機(jī)床技術(shù)，從而使我國(guó)逐步地轉(zhuǎn)變成為世界性的制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮[J].世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001（03）.

[2]楊建武.國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2008（12）.

[3]王君，丁飛彪.淺談綠色機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技與企業(yè)，2013（04）.

[4]陸大瑋，樓上游.數(shù)控機(jī)床開放性的分析與研究[J].機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2008（11）.

[5]劉飛，王秋蓮.機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)的特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)機(jī)械工程，2013，24（11）.

作者簡(jiǎn)介：王德?。?985-），男，山東滕州人，助理工程師。endprint