柔性制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用分析

孫釗　周東

摘 要：自從進(jìn)入21世紀(jì)，我國制造水平得到了大幅度提升，進(jìn)而為制造裝備的發(fā)展提供了更多機(jī)會，與此同時，市場競爭壓力也得到了進(jìn)一步提升。本文根據(jù)以往工作經(jīng)驗，對柔性制造技術(shù)的整體設(shè)計情況進(jìn)行總結(jié)，并從在數(shù)控機(jī)床自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用、在計算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用、在數(shù)控包裝中的應(yīng)用、在數(shù)控鈑金中的應(yīng)用四方面，論述了柔性制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的具體應(yīng)用形式。

關(guān)鍵詞：柔性制造技術(shù)；數(shù)控機(jī)床；數(shù)控包裝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.035

0 前言

在信息化技術(shù)的推動下，以數(shù)控機(jī)床為核心的制造技術(shù)得到了高效發(fā)展，并逐漸將傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式代替，實現(xiàn)了企業(yè)的數(shù)字化發(fā)展。數(shù)控機(jī)床以柔性自動化性能聞名于世，配合其穩(wěn)定的精度和多樣化功能，受到了社會各界人士的廣泛關(guān)注。因此，數(shù)控技術(shù)成為了現(xiàn)代化制造領(lǐng)域中的核心技術(shù)之一，再加上信息技術(shù)的深化，數(shù)據(jù)機(jī)床的生產(chǎn)效率得到了進(jìn)一步提升。

1 柔性制造系統(tǒng)

首先是柔性制造單元，簡稱FMC，該結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)為人們生產(chǎn)和生活提供了巨大便利，它主要由1到2臺加工中心、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等結(jié)構(gòu)組成，在各種產(chǎn)品的加工過程中展示出較強(qiáng)的靈活性。FMC的整體規(guī)模較小，主要以小型化發(fā)展的為主要趨勢，最基本的特點為柔性化和自動化，并逐漸在數(shù)控機(jī)床加工中得到了普及應(yīng)用。其次是柔性制造系統(tǒng)，簡稱FMS，一般來說，該結(jié)構(gòu)包含4臺或更多的自動數(shù)控機(jī)床加工中心，并利用集中控制系統(tǒng)及物料搬運(yùn)體系進(jìn)行連接，可在整個系統(tǒng)不停止運(yùn)行的情況下實施小批量生產(chǎn)。最后是柔性制造線，簡稱FML，該結(jié)構(gòu)始終處于一種或多種非柔性自動線生產(chǎn)，并與FMS生產(chǎn)相結(jié)合，組成全新結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)線。在加工設(shè)備的選擇上，主要以通用型加工中心、CNC機(jī)床組成。也可以采用專用機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)工作，在搬運(yùn)系統(tǒng)柔性的要求上，F(xiàn)ML要低于FMS，但其所產(chǎn)生的生產(chǎn)效率更高。尤其是在離散性生產(chǎn)模式之中，主要以柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)分散控制系統(tǒng)為代表，特點是柔性化生產(chǎn)和自動化生產(chǎn)，該技術(shù)在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用上已經(jīng)十分成熟，并在我國很多生產(chǎn)工作中得到了應(yīng)用。

2 柔性制造技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的具體應(yīng)用形式

2.1 在數(shù)控機(jī)床自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在柔性制造系統(tǒng)之中，數(shù)控技術(shù)的作用顯得十分重要，在集成制造過程中，柔性技術(shù)是各項工作的開展基礎(chǔ)之一，更是數(shù)控機(jī)床主要的發(fā)展趨勢。在現(xiàn)代工業(yè)制造過程中，需要對新產(chǎn)品進(jìn)行迅速制定，從而在更短時間內(nèi)滿足新產(chǎn)品的研發(fā)需求，為客戶提供更加精準(zhǔn)的數(shù)控機(jī)床構(gòu)件。在此過程中，數(shù)控機(jī)床自動控制系統(tǒng)顯得尤為重要，相關(guān)工作人員應(yīng)做到柔性技術(shù)與自動控制系統(tǒng)的完美結(jié)合。例如，在利用柔性制造技術(shù)進(jìn)行數(shù)控產(chǎn)品設(shè)計時，自動控制技術(shù)可以促使傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)向硬件數(shù)控技術(shù)轉(zhuǎn)變，在計算機(jī)技術(shù)的配合下，柔性制造技術(shù)的作用不可替代。因此，相關(guān)技術(shù)人員還將CAD等技術(shù)引入其中，最終實現(xiàn)自動化加工，為數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)效率的提升創(chuàng)造了有利條件[1]。

2.2 在計算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

計算機(jī)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)中的重要組成部分，在柔性制造技術(shù)應(yīng)用時，計算機(jī)也是實現(xiàn)自動化的主要基礎(chǔ)前提。在計算機(jī)中，人們可以更加合理的對柔性制造技術(shù)進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)，利用不同模塊的應(yīng)用來提高生產(chǎn)效率，還可以利用不同的柔性制造單元和系統(tǒng)對柔性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計。另外，在具體系統(tǒng)操作過程中，柔性制造技術(shù)還可以對數(shù)控機(jī)器人進(jìn)行驅(qū)使，在與計算機(jī)系統(tǒng)的配合下代替更多的人工工作。在產(chǎn)品信息投入過程中，可以在一定程度上降低生產(chǎn)成本，此時柔性制造技術(shù)需要在計算機(jī)系統(tǒng)中對各種信息進(jìn)行收集，從而找到生產(chǎn)效率提升新的突破口。

2.3 在數(shù)控包裝中的應(yīng)用

隨著人們生活質(zhì)量的進(jìn)一步提升，對數(shù)控包裝的要求也逐漸提升。在數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)中，產(chǎn)品包裝應(yīng)該具備規(guī)模化和多樣化特點，將人們的個性化需求體現(xiàn)出來。為了實現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)的柔性化發(fā)展，相關(guān)工作人員應(yīng)該對數(shù)控機(jī)床的功能進(jìn)行完善，為后續(xù)柔性制造技術(shù)的應(yīng)用提供基礎(chǔ)條件。例如，在電子齒輪代替機(jī)械齒輪過程中，各個軸間的連接精度需要保持同步。因此，在包裝生產(chǎn)線之中，不僅需要利用柔性制造技術(shù)實現(xiàn)聯(lián)鎖控制，還應(yīng)該利用獨立的伺服控制器對相關(guān)方案進(jìn)行編程和整理，從而為企業(yè)帶來更多的發(fā)展機(jī)會。整體來看，由于柔性化發(fā)展思路的出現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床加工行業(yè)經(jīng)歷了很多次變革，實現(xiàn)了思維模式的商業(yè)化，同時也將整個行業(yè)的發(fā)展?jié)撃艹浞旨ぐl(fā)出來，為數(shù)控行業(yè)的整體發(fā)展奠定了基礎(chǔ)條件。

2.4 在數(shù)控鈑金中的應(yīng)用

由于柔性制造技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床加工和生產(chǎn)工作變得越來越完善，同時讓更多的數(shù)控鈑金產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用，如電子電器、交通工具等。從目前的加工范圍來看，數(shù)控鈑金加工設(shè)備的開發(fā)出現(xiàn)了全新的組合形式，這也為生產(chǎn)線生產(chǎn)工作帶來了不小的壓力。隨著柔性制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控沖床、數(shù)控剪板機(jī)等設(shè)備開始投入使用。這些設(shè)備在應(yīng)用過程中工序較為單一，但加工柔性得到了進(jìn)一步提升，只是各個工序之間的銜接工作還需要人工進(jìn)行調(diào)度。當(dāng)柔性制造技術(shù)得到了進(jìn)一步完善之后，促使數(shù)控沖床等設(shè)備進(jìn)一步完善，這也為鈑金柔性技術(shù)的形成提供了必要條件，將柔性加工的意義突顯出來[2]。

3 總結(jié)

綜上所述，機(jī)床是機(jī)械制造行業(yè)最為重要的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，其自身的發(fā)展情況一直是相關(guān)企業(yè)關(guān)注的焦點。在數(shù)控技術(shù)中，以高效柔性制造技術(shù)為發(fā)展中心的理念是當(dāng)今時代的主流。因此，在柔性制造技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)該將數(shù)控機(jī)床中的具體應(yīng)用優(yōu)勢和工作效率進(jìn)行提升，從性能、精度等角度出發(fā)，提升機(jī)械產(chǎn)品制造的功能完整性，為整個行業(yè)的發(fā)展提供基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張國新.產(chǎn)教深度融合智能制造實訓(xùn)基地建設(shè)方案的探索[J].機(jī)械職業(yè)教育，2017（09）：32-34.

[2]楊斌，王振玉.基于柔性制造系統(tǒng)工程訓(xùn)練教學(xué)的智能制造人才培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2017，36（01）：192-195+200.

基金項目：陜西高等教育教學(xué)改革研究項目：校企共建互聯(lián)網(wǎng)+生產(chǎn)性實訓(xùn)基地的研究與實踐，項目編號：17GY050。

作者簡介：孫釗（1982-），男，陜西人，本科，講師，研究方向：機(jī)械制造，數(shù)控加工。