機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用探究

黎飛云

（吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 吉安 343000）

機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用探究

黎飛云

（吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 吉安 343000）

通過(guò)對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可提升機(jī)械制造的效率，保障制造質(zhì)量，在機(jī)械制造與發(fā)展過(guò)程中具有至關(guān)重要的作用與價(jià)值。只有不斷加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造當(dāng)中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用研究，方可促使機(jī)械制造取得不斷進(jìn)步與發(fā)展。文章就基于對(duì)機(jī)械制造業(yè)實(shí)際發(fā)展情況的分析，討論了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)，希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)機(jī)械制造的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用提供一些參考。

機(jī)械制造；數(shù)控技術(shù)；應(yīng)用

隨著相關(guān)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位價(jià)值與作用日漸增強(qiáng)，而數(shù)控技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化的關(guān)鍵條件，增強(qiáng)對(duì)數(shù)控技術(shù)的研究與應(yīng)用將直接促進(jìn)制造業(yè)的快速發(fā)展，并促使有關(guān)技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展得以更好的發(fā)展。因而，就機(jī)械制造當(dāng)中對(duì)于數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用展開(kāi)有關(guān)探討，對(duì)于我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)發(fā)展而言意義重大，文章將就機(jī)械制造業(yè)的行業(yè)現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上，重點(diǎn)就數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的具體應(yīng)用展開(kāi)深入的分析與探討。

1 機(jī)械制造行業(yè)現(xiàn)狀

機(jī)械制造包括了產(chǎn)品由選材、加工、裝配、調(diào)試、包裝及運(yùn)輸?shù)纫徽麄€(gè)過(guò)程。近些年來(lái)我國(guó)的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)取得了巨大的發(fā)展與進(jìn)步，生產(chǎn)能力也大幅度提升，規(guī)模日漸增大，但是在技術(shù)方面與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距，因此提升我國(guó)的機(jī)械制造水平已經(jīng)成為了機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的唯一途徑。當(dāng)前，現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)由傳統(tǒng)的制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為了集自動(dòng)化與機(jī)械化于一體的現(xiàn)代型制造產(chǎn)業(yè)，憑借機(jī)械采取高精度、高難度、高速度的復(fù)雜加工操作，并通過(guò)對(duì)主控制器的操控來(lái)實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的全自動(dòng)化。機(jī)械自動(dòng)化不但可確保加工精度滿(mǎn)足于相關(guān)要求，同時(shí)還可規(guī)避人工操作所帶來(lái)的重大危險(xiǎn)，提升加工效率，促使機(jī)械制造業(yè)能夠大規(guī)模、高質(zhì)量的進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)制造業(yè)所存在的缺陷與不足，特別是生產(chǎn)多種類(lèi)、高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品之時(shí)，只有利用自動(dòng)化的機(jī)械制造方可滿(mǎn)足于市場(chǎng)需要。

數(shù)控技術(shù)中牽涉有計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制、現(xiàn)代機(jī)械制造、微電子、信息處理、測(cè)量等多種現(xiàn)代學(xué)科，是一門(mén)綜合性極強(qiáng)的技術(shù)門(mén)類(lèi)，通過(guò)應(yīng)用數(shù)控技術(shù)可實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的高精度、高效率以及安全化等多方面的需求，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、集成化的核心基礎(chǔ)，對(duì)于機(jī)械制造的發(fā)展意義重大，因此在機(jī)械制造當(dāng)中有著十分廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景。

2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的具體應(yīng)用

（1）在機(jī)械制造中的應(yīng)用。自20世紀(jì)50年代計(jì)算機(jī)技術(shù)被應(yīng)用到機(jī)械制造領(lǐng)域中以后，機(jī)械制造當(dāng)中的數(shù)控技術(shù)便取得了十分快速且深入的發(fā)展，由數(shù)控銑床到數(shù)控車(chē)床、鉆床、鏜床、線(xiàn)切割機(jī)床到數(shù)控彎管機(jī)、板材加工中心、數(shù)控沖床等多個(gè)方面，直接推動(dòng)了CAD等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，促使CAPP技術(shù)也得以出現(xiàn)。

在微電子技術(shù)的驅(qū)動(dòng)之下，數(shù)控技術(shù)也取得了極大的提升與豐富，不但實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床自動(dòng)交換刀具、工件，同時(shí)也在數(shù)控機(jī)床間加設(shè)托盤(pán)站構(gòu)成了柔性制造區(qū)間，達(dá)到了對(duì)于數(shù)控機(jī)床、傳送帶工業(yè)機(jī)器人等制造系統(tǒng)的建立，確定了柔性制造線(xiàn)。伴隨著相關(guān)網(wǎng)絡(luò)、信息以及自動(dòng)化等技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)之上，促使傳統(tǒng)企業(yè)內(nèi)部各環(huán)節(jié)原本互相獨(dú)立的制造流程，憑借計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，建立起了一個(gè)相對(duì)較為完備的集成制造系統(tǒng)，促成了機(jī)械制造整體的動(dòng)態(tài)最優(yōu)化。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造當(dāng)中所發(fā)揮出的價(jià)值作用遠(yuǎn)不止上述內(nèi)容，但是僅憑這幾點(diǎn)便可較為準(zhǔn)確的了解到數(shù)控技術(shù)對(duì)于機(jī)械制造所產(chǎn)生的影響，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造之中的具體應(yīng)用將促使現(xiàn)代機(jī)械制造也在強(qiáng)大的數(shù)控技術(shù)支持

下取得不斷的突破發(fā)展。

（2）在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用。煤礦開(kāi)采行業(yè)對(duì)于采煤設(shè)備的性能要求相對(duì)較高，受到煤礦開(kāi)采環(huán)境的制約影響，采煤機(jī)設(shè)備的種類(lèi)相對(duì)較多，而其中絕大多數(shù)均為小批量生產(chǎn)，機(jī)殼毛坯大多采用焊件生產(chǎn)，若采用傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)難以改善目前單件下料問(wèn)題，應(yīng)用數(shù)控技術(shù)便可借助于龍骨板程序來(lái)下料，可實(shí)現(xiàn)對(duì)套料選用方案的優(yōu)化。數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械當(dāng)中的應(yīng)用不但可提升采煤機(jī)工作效率，還可促使生產(chǎn)過(guò)程能夠被有效的控制，確保機(jī)械加工效果，促使采礦任務(wù)可更快更好地完成，同時(shí)亦可規(guī)避由于人工誤操作所帶來(lái)的巨大危險(xiǎn)性，能夠顯著降低煤礦生產(chǎn)安全事故的發(fā)生幾率，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益全面得以提升。

（3）在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用。近些年來(lái)我國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)也取得了極大的發(fā)展與進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了汽車(chē)零部件制造工作效率的全面提升，為推動(dòng)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)力作出了重大貢獻(xiàn)。通過(guò)對(duì)高速加工中心等各類(lèi)高速數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，建立起了現(xiàn)代化的汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)，不但實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的高效化，同時(shí)還具備高柔性的優(yōu)秀特質(zhì)，能夠滿(mǎn)足于產(chǎn)品及時(shí)更新的市場(chǎng)需求，促使企業(yè)工業(yè)可由傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模轉(zhuǎn)變成為多個(gè)種類(lèi)的高效化生產(chǎn)，并給予復(fù)雜零部件的快速制造創(chuàng)造出巨大的便利性條件，通過(guò)對(duì)于虛擬制造、柔性制造、集成制造等數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用能夠更加快速地促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）數(shù)控裝置。在數(shù)控裝置當(dāng)中需同時(shí)具備對(duì)各項(xiàng)指令的高速處理能力及對(duì)數(shù)據(jù)信息的快速反應(yīng)能力，當(dāng)前高速主軸單元轉(zhuǎn)速已經(jīng)超過(guò)100000r/min，而在運(yùn)動(dòng)部件的加減速性能要求則更為嚴(yán)苛，當(dāng)前其移動(dòng)速度已經(jīng)超過(guò)120m/min，工作進(jìn)給速度超過(guò)60m/min，同時(shí)高速處理技術(shù)因?yàn)镃PU的更新迭代已經(jīng)達(dá)到千兆MHz，運(yùn)行速度也大幅度提升，在分辨率處于0.01μm之時(shí)仍舊可達(dá)到較快的進(jìn)給速度。另外，鑒于個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)的軟件資源已經(jīng)十分豐富，功能也十分強(qiáng)大，使數(shù)控系統(tǒng)的成本也愈發(fā)低廉，在PC平臺(tái)之上的開(kāi)放性數(shù)控系統(tǒng)具備極高的可靠性，目前已經(jīng)越來(lái)越被人們所重視，但是在標(biāo)準(zhǔn)、編程、操作系統(tǒng)、樣機(jī)等多個(gè)方面仍需開(kāi)展進(jìn)一步的研究。

（2）機(jī)械結(jié)構(gòu)與數(shù)控編程技術(shù)。為了減小機(jī)械結(jié)構(gòu)體積，目前大多會(huì)選用機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用萬(wàn)能回轉(zhuǎn)銑頭、自動(dòng)交換刀具、動(dòng)力刀架、數(shù)控夾盤(pán)等來(lái)提升機(jī)械自動(dòng)化程度，針對(duì)伺服系統(tǒng)的機(jī)電匹配也可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，提升動(dòng)態(tài)特性。

在編程當(dāng)中，利用CNC裝置促使在線(xiàn)編程成為了主要的編程方式，可利用圓切削、宏程序設(shè)計(jì)、藍(lán)圖編程等相關(guān)程序編制功能，利用小型工藝數(shù)據(jù)庫(kù)便可對(duì)幾何及工藝信息做到同時(shí)處置，促使編程水平得以全面提升。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在機(jī)械制造過(guò)程中數(shù)控技術(shù)的地位價(jià)值至關(guān)重要，其不但促進(jìn)了機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，同時(shí)也促使我國(guó)的綜合國(guó)力得以顯著提升。伴隨著相關(guān)科技的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也迎來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，相信在不久的將來(lái)我國(guó)的數(shù)控技術(shù)必將會(huì)追上并超越西方發(fā)達(dá)國(guó)家，并將為我國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)以及人民生活水平的提升做出更加重大的貢獻(xiàn)。

圖1 激光在線(xiàn)測(cè)量原理

系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，選擇合適的發(fā)射端光源是其中的關(guān)鍵。發(fā)射端光源的選擇要求具備良好的方向性，較小的發(fā)散角和較小的光斑。激光作為一類(lèi)光源，十分符合測(cè)量工作的需要，一般在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，出于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)尺寸和功耗等因素的考慮，半導(dǎo)體激光二極管一般作為首選。較之傳統(tǒng)激光二極管，這類(lèi)二極管具備很多優(yōu)點(diǎn)，諸如較長(zhǎng)的壽命、較高的效率，但這類(lèi)二極管線(xiàn)性差，輸出功率過(guò)小，因此，這類(lèi)二極管更多的出現(xiàn)在自動(dòng)控制技術(shù)中。在激光打印機(jī)、光通訊等小功率設(shè)備中有著極為廣泛的應(yīng)用。

光電二極管（PD）是光電接收端的主要接收器，PD是一類(lèi)半導(dǎo)體器件，是由一個(gè)PN結(jié)組成的具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體器件。與普通二極管比較，設(shè)計(jì)光電二極管的過(guò)程中，需要盡可能的增大它PN結(jié)的面積，進(jìn)而方便入射光的接收。由于光電二極管的工作狀態(tài)為反向電壓，有光照時(shí)，光電流能夠迅速增大至幾十微安；相反的，其暗電流則十分微弱。光電二極管的工作原理主要是依據(jù)光強(qiáng)度的變化而發(fā)生變化，反向電流的強(qiáng)度與光強(qiáng)度呈正比關(guān)系，因此，光強(qiáng)度的改變必然引起PD電流的變化，進(jìn)而幫助該接收器完成光電信號(hào)的轉(zhuǎn)化。光電二極管有多種類(lèi)型，其中最為主要的有APD（雪崩光電二極管），普通的PD二極管和PIN光電二極管。

［1］袁明輝，郭天太.光電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景［J］.應(yīng)用科技，2009，（6）：77.

［2］楊燕，邢潔.各種光電傳感器的不同應(yīng)用方式［J］.可編程控制器與工廠自動(dòng)化，2009，（6）：44-48.

［3］劉靖，張國(guó)平，黃重慶，等.基于Matlab的激光光束特性分析［J］.岳陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，14（4）：67-70.

Research on Numerical Control Technology Application in M echanical M anufacturing

LI Fei-yun
（Ji'an Vocational and Technical College，Ji'an，Jiangxi 343000，China）

The application of numerical control technology can improve the efficiency of themachinerymanufacturing and ensuremanufacturing quality，which playsa vital role and value in the process ofmachinerymanufacturing and development.Only by constantly strengthening the numerical control technology application research ofmechanicalmanufacturing can prompt continuous progress and developmentofmachinerymanufacturing.The paperanalyzes actual developmentofmachinerymanufacturing，discusses the application and development trend ofnumericalcontrol technology，hoping to provide some

for relatedmachinerymanufactureofnumericalcontrol technology application.

mechanicalmanufacturing；numericalcontrol technology；application

TG659

A

2095-980X（2016）11-0024-02

2016-10-17

黎飛云（1964-），男，湖南瀏陽(yáng)人，大學(xué)本科，助理講師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。