試述數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造中的運(yùn)用

鄭永昌

【摘 要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)操控技術(shù)為中心的現(xiàn)代信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中，而隨著行業(yè)內(nèi)部之間競爭越來越激烈，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也越來越快，為了更好地從生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量上進(jìn)行把控，增強(qiáng)自身競爭力，在市場中屹立不倒，企業(yè)有必要在生產(chǎn)過程中更充分地利用數(shù)控技術(shù)，使企業(yè)機(jī)械設(shè)備效率與質(zhì)量提升到一個(gè)新的階段，適應(yīng)市場的需要。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù)；機(jī)械制造；特點(diǎn)優(yōu)勢；應(yīng)用方向

前言：

自我國第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生以來，機(jī)械加工就成為各領(lǐng)域生產(chǎn)主體，在經(jīng)過數(shù)控機(jī)床不斷改造與創(chuàng)新發(fā)展上，數(shù)控技術(shù)取得了顯著發(fā)展成績。數(shù)字、文字以及符號(hào)組成的數(shù)字指令是控制方法。數(shù)字控制機(jī)床使用數(shù)字編程更加精準(zhǔn)、高效、及時(shí)，能確定機(jī)械能量走向，二進(jìn)制數(shù)字運(yùn)算方法能將誤差減少，使用數(shù)控機(jī)床替代過去的硬件組裝控制使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理更加精細(xì)。

一、數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢

數(shù)控技術(shù)是在生產(chǎn)過程中利用數(shù)字化的信號(hào)來完成對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行監(jiān)控，是完全依賴于計(jì)算程序?qū)崿F(xiàn)這個(gè)過程的，可以說數(shù)控技術(shù)是將機(jī)械、電子、信息技術(shù)等集于一身的流程化生產(chǎn)方式，與過去傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比，在自動(dòng)化、精細(xì)化、柔性、生產(chǎn)效率等方面更具有優(yōu)勢，呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）能夠快捷有效地進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)的修改，為生產(chǎn)中的創(chuàng)新提供了可能。（2）能夠更好地按照生產(chǎn)要求進(jìn)行產(chǎn)品加工，生產(chǎn)更精確。（3）在生產(chǎn)中使用的工具都趨于標(biāo)準(zhǔn)化，加速了機(jī)械生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。（4）能快速實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜的零部件的加工，生產(chǎn)效率更快。

二、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用方向

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，不但能夠?qū)C(jī)械生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行合理安排，還能在確保生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

（一）應(yīng)用到工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中

數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)工業(yè)機(jī)器人的控制上。在工業(yè)生產(chǎn)中涉及很多復(fù)雜惡劣的作業(yè)環(huán)境，并不適合人類工作，為了保障生產(chǎn)的正常開展與工作人員的生命安全，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。工業(yè)機(jī)器人的工作也是經(jīng)過由控制程序、驅(qū)動(dòng)程序、執(zhí)行程序組成的數(shù)控系統(tǒng)完成操作的，根據(jù)事先寫入的程序命令完成預(yù)設(shè)的作業(yè)程序。

（二）應(yīng)用到煤礦機(jī)械生產(chǎn)中

在我國，煤礦生產(chǎn)大多屬于私人，生產(chǎn)規(guī)模小，相應(yīng)的采煤機(jī)的生產(chǎn)開發(fā)也呈現(xiàn)小批量的特點(diǎn)。在生產(chǎn)過程中，越來越多的出現(xiàn)利用毛坯進(jìn)行精細(xì)加工的現(xiàn)象，傳統(tǒng)的作業(yè)手法難以滿足這種趨勢。而數(shù)控技術(shù)的引入能夠利用程序控制對(duì)毛坯進(jìn)行加工，在確保質(zhì)量的同時(shí)直接快速地進(jìn)行切割，不僅作業(yè)精細(xì)度高，而且生產(chǎn)效率大大提升。

（三）應(yīng)用到汽車工業(yè)生產(chǎn)中

在社會(huì)不斷進(jìn)步的同時(shí)，人們無論是生產(chǎn)還是生活，對(duì)汽車的需求越來越大，汽車工業(yè)迎來快速發(fā)展時(shí)期，相應(yīng)地對(duì)汽車零部件的生產(chǎn)加工業(yè)也提出了更多的要求。而數(shù)控技術(shù)中不斷涌現(xiàn)的快速成型技術(shù)、柔性生產(chǎn)技術(shù)、繼承制造技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)與投入使用，使汽車工業(yè)生產(chǎn)中定制化生產(chǎn)成為可能，而且對(duì)企業(yè)后續(xù)產(chǎn)品的更新?lián)Q代來說，節(jié)省了大量的成本，符合汽車工業(yè)發(fā)展的需要。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為汽車工業(yè)不可缺少的重要部分。

（四）應(yīng)用到機(jī)床設(shè)備控制匯總中

機(jī)械設(shè)備在機(jī)械制造的過程中起著舉足輕重的作用，尤其是具有控制能力的機(jī)床設(shè)備。而機(jī)床設(shè)備控制能力的實(shí)現(xiàn)都是依賴于數(shù)控技術(shù)，因此通常來說機(jī)床設(shè)備也叫數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床通過代碼寫入的過程將加工過程中涉及的每一項(xiàng)操作和順序都記錄下來，后續(xù)通過命令的發(fā)出來完成斯通的控制，使機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

（五）在宇航工業(yè)中的應(yīng)用

在宇航工業(yè)中，很多零部件都要滿足特定條件。剛度不好的材質(zhì)需要利用小切削力，這樣做能夠確保達(dá)到宇航工業(yè)的需求。宇航工業(yè)對(duì)柔性和精度有自身的需求，傳統(tǒng)制造技術(shù)無法達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)?？墒牵瑪?shù)控技術(shù)能夠較好的切割鋁、鋁合金等材質(zhì)，有利于節(jié)約能源和資源。

三、數(shù)控技術(shù)未來發(fā)展趨勢

（一）高速化、高精度化的技術(shù)趨勢

現(xiàn)代制造技術(shù)的核心與重點(diǎn)體現(xiàn)在高效率與高質(zhì)量上，高速度與高精度作為非常重要的兩大技術(shù)指標(biāo)將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率產(chǎn)生影響。未來朝著高速、高精度加工方向發(fā)展將使現(xiàn)代制造效率提高，還能使產(chǎn)品提升到更高檔次上使生產(chǎn)周期大大縮短，將市場競爭力增強(qiáng)。

（二）柔性化趨勢

柔性化主要指兩個(gè)方面，一方面柔性體現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)本身，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用的模塊化設(shè)計(jì)使功能覆蓋更全面、領(lǐng)域更廣、可剪性更強(qiáng)，使用戶各方面需求得到滿足；另一方面是指群控系統(tǒng)柔性，同一個(gè)群控系統(tǒng)按照不同生產(chǎn)流程使物流信息得到動(dòng)態(tài)化調(diào)整真正實(shí)現(xiàn)群控效果，使系統(tǒng)滿足更多客戶需求。

（三）開放化趨勢

數(shù)控系統(tǒng)開放化也是數(shù)控系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢之一，過去使用的數(shù)控系統(tǒng)是封閉性數(shù)控系統(tǒng)，其中有諸多弊端，比如，兼容性差、技術(shù)改造升級(jí)困難等。在統(tǒng)一運(yùn)行平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)開放化的數(shù)控系統(tǒng)，能夠在適當(dāng)增加或者裁剪上使結(jié)構(gòu)更加系統(tǒng)、可靠，在面向廠家或者終端用戶上滿足對(duì)方需求。

（四）多軸化

在未來的數(shù)控機(jī)床發(fā)展中，一機(jī)多能是數(shù)據(jù)系統(tǒng)追尋的效果，如果實(shí)現(xiàn)這一效果將能使設(shè)備利用率提高，此前，數(shù)控系統(tǒng)正朝著多系統(tǒng)、多功能控制層面發(fā)展。多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)加工、零部件在同一數(shù)控機(jī)床上完成裝夾以后在自動(dòng)換刀、主軸頭旋轉(zhuǎn)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)操作上更加順暢，能完成更多、更有序的復(fù)合加工操作，將表面光潔度大大提高。集成化是數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，可使用IC器件、NC系統(tǒng)完成立體化的安裝與操作，從而將空間利用率與可靠性提高。信號(hào)傳輸使用光纜，減少銅纜線的使用次數(shù)，無纜線連接能夠?qū)C系統(tǒng)內(nèi)部連接的電纜數(shù)目減少。

（五）智能化、網(wǎng)絡(luò)化趨勢

智能化、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控應(yīng)用是機(jī)械加工的主導(dǎo)，也是未來數(shù)控技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，因?yàn)閿?shù)控技術(shù)是建立在信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來的，由此，網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備將成為以后機(jī)械加工與制造的主導(dǎo)。網(wǎng)絡(luò)化能夠滿足機(jī)械加工生產(chǎn)需求，還能滿足制造系統(tǒng)信息集成需求，更是虛擬化、敏捷化的關(guān)鍵要素。數(shù)控技術(shù)在不斷發(fā)展與進(jìn)步下能夠朝著自適應(yīng)控制、模糊控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、前饋控制等方向發(fā)展。在數(shù)控裝備網(wǎng)絡(luò)化下能使生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)滿足信息集成需求，作為模式制造的基本單元。

四、結(jié)束語

綜上所述，作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性行業(yè)，機(jī)械制造行業(yè)占據(jù)的重要性是不言而喻的。不僅僅是工業(yè)的重要基礎(chǔ)，還是現(xiàn)代化發(fā)展的前驅(qū)。同國外發(fā)達(dá)國家進(jìn)行對(duì)比，中國的機(jī)械制造水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)的落在后面。特別是核心技術(shù)水平，更是不能和發(fā)達(dá)國家相媲美。最近幾年，雖然說數(shù)控技術(shù)已經(jīng)得到全面進(jìn)步，然而并沒有獲得質(zhì)的飛躍，僅僅停留在發(fā)展的層面，無法和發(fā)達(dá)國家一比高下。就中國現(xiàn)實(shí)狀況而言，中國工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展加快，數(shù)控技術(shù)將會(huì)引領(lǐng)未來發(fā)展走向，必然會(huì)不斷提升技術(shù)水平，還會(huì)太高中國的戰(zhàn)略地位。

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