試述數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用

鄭永昌

/廣西建工集團第二安裝建設有限公司

試述數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用

鄭永昌

/廣西建工集團第二安裝建設有限公司

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以計算機操控技術(shù)為中心的現(xiàn)代信息技術(shù)被廣泛應用于機械制造業(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)量上進行把控，增強自身競爭力，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)機械設備效率與質(zhì)量提升到一個新的階段，適應市場的需要。

數(shù)控技術(shù)；機械制造；特點優(yōu)勢；應用方向

前言：

自我國第一臺數(shù)控機床產(chǎn)生以來，機械加工就成為各領域生產(chǎn)主體，在經(jīng)過數(shù)控機床不斷改造與創(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、文字以及符號組成的數(shù)字指令是控制方法。數(shù)字控制機床使用數(shù)字編程更加精準、高效、及時，能確定機械能量走向，二進制數(shù)字運算方法能將誤差減少，使用數(shù)控機床替代過去的硬件組裝控制使數(shù)據(jù)存儲與處理更加精細。

一、數(shù)控技術(shù)的特點與優(yōu)勢

數(shù)控技術(shù)是在生產(chǎn)過程中利用數(shù)字化的信號來完成對設備的自動化運行監(jiān)控，是完全依賴于計算程序?qū)崿F(xiàn)這個過程的，可以說數(shù)控技術(shù)是將機械、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，在自動化、精細化、柔性、生產(chǎn)效率等方面更具有優(yōu)勢，呈現(xiàn)以下幾個特點：（1）能夠快捷有效地進行生產(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準化，加速了機械生產(chǎn)標準化進程。（4）能快速實現(xiàn)對復雜的零部件的加工，生產(chǎn)效率更快。

二、數(shù)控技術(shù)在機械制造業(yè)的應用方向

數(shù)控技術(shù)在機械制造業(yè)中得到廣泛應用，不但能夠?qū)C械生產(chǎn)任務進行合理安排，還能在確保生產(chǎn)安全的基礎上實現(xiàn)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

（一）應用到工業(yè)機械生產(chǎn)中

數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機械生產(chǎn)中的應用主要體現(xiàn)在對工業(yè)機器人的控制上。在工業(yè)生產(chǎn)中涉及很多復雜惡劣的作業(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)機器人應運而生。工業(yè)機器人的工作也是經(jīng)過由控制程序、驅(qū)動程序、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設的作業(yè)程序。

（二）應用到煤礦機械生產(chǎn)中

在我國，煤礦生產(chǎn)大多屬于私人，生產(chǎn)規(guī)模小，相應的采煤機的生產(chǎn)開發(fā)也呈現(xiàn)小批量的特點。在生產(chǎn)過程中，越來越多的出現(xiàn)利用毛坯進行精細加工的現(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毛坯進行加工，在確保質(zhì)量的同時直接快速地進行切割，不僅作業(yè)精細度高，而且生產(chǎn)效率大大提升。

（三）應用到汽車工業(yè)生產(chǎn)中

在社會不斷進步的同時，人們無論是生產(chǎn)還是生活，對汽車的需求越來越大，汽車工業(yè)迎來快速發(fā)展時期，相應地對汽車零部件的生產(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）應用到機床設備控制匯總中

機械設備在機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床設備。而機床設備控制能力的實現(xiàn)都是依賴于數(shù)控技術(shù)，因此通常來說機床設備也叫數(shù)控機床。數(shù)控機床通過代碼寫入的過程將加工過程中涉及的每一項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，使機床實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

（五）在宇航工業(yè)中的應用

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，這樣做能夠確保達到宇航工業(yè)的需求。宇航工業(yè)對柔性和精度有自身的需求，傳統(tǒng)制造技術(shù)無法達到這一標準?？墒?，數(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)指標將對產(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。

（二）柔性化趨勢

柔性化主要指兩個方面，一方面柔性體現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)本身，數(shù)控系統(tǒng)應用的模塊化設計使功能覆蓋更全面、領域更廣、可剪性更強，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，同一個群控系統(tǒng)按照不同生產(chǎn)流程使物流信息得到動態(tài)化調(diào)整真正實現(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)改造升級困難等。在統(tǒng)一運行平臺上可實現(xiàn)開放化的數(shù)控系統(tǒng)，能夠在適當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方需求。

（四）多軸化

在未來的數(shù)控機床發(fā)展中，一機多能是數(shù)據(jù)系統(tǒng)追尋的效果，如果實現(xiàn)這一效果將能使設備利用率提高，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)動機加工、零部件在同一數(shù)控機床上完成裝夾以后在自動換刀、主軸頭旋轉(zhuǎn)、工作臺旋轉(zhuǎn)操作上更加順暢，能完成更多、更有序的復合加工操作，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)絡化趨勢

智能化、網(wǎng)絡化數(shù)控應用是機械加工的主導，也是未來數(shù)控技術(shù)發(fā)展的一個重要方向，因為數(shù)控技術(shù)是建立在信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展起來的，由此，網(wǎng)絡化數(shù)控裝備將成為以后機械加工與制造的主導。網(wǎng)絡化能夠滿足機械加工生產(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)展與進步下能夠朝著自適應控制、模糊控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡控制、前饋控制等方向發(fā)展。在數(shù)控裝備網(wǎng)絡化下能使生產(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，作為一項基礎性行業(yè)，機械制造行業(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，還是現(xiàn)代化發(fā)展的前驅(qū)。同國外發(fā)達國家進行對比，中國的機械制造水平遠遠的落在后面。特別是核心技術(shù)水平，更是不能和發(fā)達國家相媲美。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)達國家一比高下。就中國現(xiàn)實狀況而言，中國工業(yè)化進程發(fā)展加快，數(shù)控技術(shù)將會引領未來發(fā)展走向，必然會不斷提升技術(shù)水平，還會太高中國的戰(zhàn)略地位。

[1]楊雯俐.分析數(shù)控技術(shù)在機械制造中的有效運用[J].科技風，2015（14）.

[2]張靜雙.在機械制造領域數(shù)控技術(shù)的應用探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（10）.

[3]席思濤.數(shù)控技術(shù)及其在機械制造中的應用研究[J].無線互聯(lián)科技，2014（8）.

[4]李晶瑩，紀洪濤.節(jié)能設計理念在機械制造和自動化設計中的分析[J].建材與裝飾，2016（03）.

[5]張英祥.機械制造與自動化中節(jié)能設計理念的應用研究[J].自動化與儀器儀表，2016（03）.