淺析數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化設(shè)計(jì)與制造

李原良

摘要：隨著時(shí)代進(jìn)步與社會(huì)快速發(fā)展，我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。在這樣的新形勢(shì)下，自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，該技術(shù)被廣泛運(yùn)用在我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造以及設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，有效提升數(shù)控機(jī)床加工作業(yè)的質(zhì)量與實(shí)際成效，最終促進(jìn)我國(guó)制造行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展?；诖?，本文分析了數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化設(shè)計(jì)與制造相關(guān)概念，探究了數(shù)控加工中心的組成與特點(diǎn)，探析了數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化設(shè)計(jì)，期望經(jīng)過(guò)本研究可以為將來(lái)的有關(guān)研究提供相應(yīng)的參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;自動(dòng)化技術(shù);設(shè)計(jì);制造

一、前言

隨著社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)制造領(lǐng)域快速發(fā)展，在當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床實(shí)際設(shè)計(jì)以及制造作業(yè)過(guò)程當(dāng)中，需要將先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)充分運(yùn)用其中，保證數(shù)控機(jī)床實(shí)際加工作業(yè)的可靠性以及穩(wěn)定性，這對(duì)促進(jìn)我國(guó)制造行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展起著不可忽視的影響[1]。

二、數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化設(shè)計(jì)與制造相關(guān)概念

數(shù)字控制主要指的是運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息內(nèi)容的全面合理控制，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)對(duì)實(shí)際制造的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行管理以及控制[2]。

數(shù)控技術(shù)主要是運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)控作業(yè)，憑借先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)軀體傳統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備。

對(duì)于現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床而言，數(shù)控中心占據(jù)著非常重要的位置，在刀庫(kù)當(dāng)中可以實(shí)現(xiàn)刀具工具的自動(dòng)化轉(zhuǎn)換，明確數(shù)控機(jī)床加工作業(yè)的具體指令與實(shí)際程序等，其將現(xiàn)代化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制有關(guān)理論有效整合起來(lái)，將省時(shí)以及節(jié)能等方面當(dāng)作是重要的目的，進(jìn)而對(duì)多個(gè)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行控制。

三、數(shù)控加工中心的組成與特點(diǎn)分析

（一）數(shù)控加工中心的組成

當(dāng)今社會(huì)中，我國(guó)數(shù)控事業(yè)快速發(fā)展，在這樣的新形勢(shì)下，加工中心在數(shù)控領(lǐng)域當(dāng)中至關(guān)重要，因此，在數(shù)控加工中心實(shí)際建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，需要保證下面五個(gè)方面構(gòu)成環(huán)節(jié)的完善性與合理性。

1. 基礎(chǔ)零部件

其主要展現(xiàn)在工作臺(tái)、立柱以及機(jī)床身等方面，此類零部件組成相應(yīng)的構(gòu)架，是加工作業(yè)順利展開的重要主體，應(yīng)該保證其強(qiáng)度，與加工作業(yè)的實(shí)際需求相滿足。一般情況下，這樣的零部件需要使用先進(jìn)的鑄造工藝完成。

2. 主軸零部件

此類零部件主要是經(jīng)過(guò)不一樣的零件組成的，比如，主軸箱以及電動(dòng)設(shè)備等。主軸作為加工中心當(dāng)中的重要輸出零部件，在加工中心當(dāng)中占據(jù)著十分重要的位置上，其指令以及動(dòng)作都是經(jīng)過(guò)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行管理控制[3]。因此，加工中心要想不斷提升精準(zhǔn)程度，需要明確主軸可靠性以及穩(wěn)定性。

3. 數(shù)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)在其功能實(shí)現(xiàn)方面起著十分重要的作用，其在加工作業(yè)過(guò)程當(dāng)中也占據(jù)著非常重要的位置。要想保證數(shù)控系統(tǒng)控制作業(yè)的完成以及實(shí)現(xiàn)，需要將有關(guān)參數(shù)以及數(shù)據(jù)信息等輸入其中，之后展開協(xié)作完成。

4. 自動(dòng)化的換刀系統(tǒng)

在實(shí)際加工作業(yè)的時(shí)候，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)刀具工具的合理更換以及調(diào)整，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的系統(tǒng)將其指令發(fā)出來(lái)，在這樣的情況下，旋轉(zhuǎn)臺(tái)需要結(jié)合指令，在刀具庫(kù)當(dāng)中將工具直接提取出來(lái)，保證換刀作業(yè)的順利展開。這樣的作業(yè)主要是經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，刀具庫(kù)在此系統(tǒng)當(dāng)中占據(jù)著十分重要的位置。

5. 輔助性的設(shè)備

其在加工中心當(dāng)中屬于輔助性的裝置，雖然很難直接投入到產(chǎn)品的實(shí)際制造作業(yè)當(dāng)中。但是依然能夠保證實(shí)際加工作業(yè)的質(zhì)量與可靠性，其在制造作業(yè)當(dāng)中至關(guān)重要。

（二）數(shù)控機(jī)床的基本特點(diǎn)

當(dāng)前，隨著我國(guó)制造行業(yè)的快速發(fā)展，將先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，能夠有效提升其自動(dòng)化水平以及能力。在此基礎(chǔ)上，數(shù)控機(jī)床的基本特點(diǎn)主要體現(xiàn)在圖1。

1. 全封閉防護(hù)作業(yè)

在數(shù)控機(jī)床實(shí)際制造以及設(shè)計(jì)作業(yè)的活動(dòng)當(dāng)中，加工中心需要將防護(hù)門直接關(guān)閉，避免危險(xiǎn)事情的出現(xiàn)。在數(shù)控機(jī)床實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，加工中心主要是經(jīng)過(guò)進(jìn)給軸以及主軸之間的良好整合展開[4]。在這樣的情況下，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)量非常多，然而不一樣的軸能夠依照差異性程序，在多個(gè)角度以及位置上進(jìn)行合理的調(diào)整，保證加工作業(yè)的順利展開。

2. 實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)交換

在實(shí)際運(yùn)用自動(dòng)換刀系統(tǒng)的時(shí)候，需要保證此系統(tǒng)能夠支撐多個(gè)刀具的共同使用以及交換，需要在刀具庫(kù)當(dāng)中安排眾多的刀具，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的編程便可以。在實(shí)際加工作業(yè)的時(shí)候，加工中心可以在多個(gè)工作臺(tái)當(dāng)中進(jìn)行作業(yè)，這樣能夠有效提升其加工作業(yè)質(zhì)量與實(shí)際成效。

3. 實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化

加工中心需要將多個(gè)功能有效整合起來(lái)，在其工作臺(tái)實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，刀具需要不間斷地進(jìn)行共計(jì)，保證車削作業(yè)的順利完成，實(shí)現(xiàn)其制造范圍的逐步拓寬[5]。如若在實(shí)際加工過(guò)程當(dāng)中，加工中心選取的切削參數(shù)較為可靠以及科學(xué)，便可以保證其實(shí)際加工質(zhì)量與成效，不斷提高刀具工具的具體性能，導(dǎo)致刀削時(shí)間的不斷減少，提升其自動(dòng)化設(shè)計(jì)與制造的能力與水平，保證實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)的效果。

4. 成本比較高

由于加工中心正在向著智能化以及自動(dòng)化的方向不斷發(fā)展，其功能以及結(jié)構(gòu)等都十分繁雜，因此，需要投入其中的成本支出比較高。

數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床之間進(jìn)行對(duì)比分析，其需要投入許多的成本支出，這些成本包含維護(hù)作業(yè)以及保養(yǎng)等方面[6]。在此以外，數(shù)控機(jī)床需要在相應(yīng)的條件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，需要保證其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)條件。只有這樣，才可以為有關(guān)企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)價(jià)值。

四、數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化設(shè)計(jì)分析

在當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化實(shí)際過(guò)程當(dāng)中，屬于人們實(shí)現(xiàn)具體的加工目標(biāo)以及保證機(jī)床優(yōu)化和設(shè)計(jì)的重要過(guò)程，主要是經(jīng)過(guò)相關(guān)人員的指令以及編程等，運(yùn)用先進(jìn)的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制造以及設(shè)計(jì)。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化系統(tǒng)包含主體、數(shù)控設(shè)備以及伺服系統(tǒng)等。要想實(shí)現(xiàn)最為理想的自動(dòng)化成效，為有關(guān)企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益以及實(shí)際價(jià)值，實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)之間的良好整合。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在圖2。

（一）數(shù)控機(jī)床的主體

1. 主軸

數(shù)控機(jī)床主軸的精度情況會(huì)對(duì)其實(shí)際加工作業(yè)產(chǎn)生很大程度上的影響，主軸實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的質(zhì)量與效率對(duì)數(shù)控機(jī)床加工作業(yè)情況起著決定性的作用[7]。與此同時(shí)，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化水平而言，主軸定位的可靠性以及自動(dòng)化情況對(duì)其產(chǎn)生著很大程度上的影響，主軸箱需要對(duì)自動(dòng)調(diào)速情況進(jìn)行負(fù)責(zé)。現(xiàn)階段，變速設(shè)備不斷被取替，這使無(wú)級(jí)自動(dòng)化調(diào)整被全面運(yùn)用在我國(guó)數(shù)控機(jī)床加工作業(yè)方面，進(jìn)而逐步提高其加工作業(yè)的自動(dòng)化水平與能力。

2. 導(dǎo)軌

導(dǎo)軌需要對(duì)加工運(yùn)動(dòng)進(jìn)行指引，并且對(duì)有關(guān)人物進(jìn)行控制與管理，這使保證運(yùn)動(dòng)可靠性以及穩(wěn)定性的重點(diǎn)，導(dǎo)軌也屬于數(shù)控機(jī)床加工作業(yè)精準(zhǔn)程度的主要零部件[8]。

在我國(guó)數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，經(jīng)常使用的滑動(dòng)導(dǎo)軌具備金屬性特征。對(duì)于某些獨(dú)特的數(shù)控機(jī)床而言，需要使用貼塑導(dǎo)軌，此類導(dǎo)軌的優(yōu)勢(shì)作用十分明顯，比如，抗腐蝕程度以及耐磨性等。最為重要的便是非常容易進(jìn)行潤(rùn)滑，并且其摩擦系數(shù)并不高。

（二）數(shù)控裝置與伺服系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床之間存有非常明顯的差異性與區(qū)別，主要是其是否配備了伺服系統(tǒng)以及數(shù)控設(shè)備等[9]。

1. 檢測(cè)設(shè)備

檢測(cè)設(shè)備能夠?qū)?shù)控機(jī)床實(shí)際制造的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將數(shù)控設(shè)備在該系統(tǒng)當(dāng)中的作用全面發(fā)揮出來(lái)，明確其調(diào)配功能。在這樣的情況下，伺服系統(tǒng)需要對(duì)其進(jìn)行服務(wù)，保證數(shù)控機(jī)床加工作業(yè)的順利展開。

2. 數(shù)控裝置

在該設(shè)備當(dāng)中含有的零部件主要是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在數(shù)控機(jī)床實(shí)際加工作業(yè)活動(dòng)當(dāng)中接收多個(gè)方面的信息內(nèi)容。通過(guò)科學(xué)合理的調(diào)配保證數(shù)控機(jī)床制造作業(yè)的順利展開，數(shù)控設(shè)備能夠?qū)⑿滦椭噶畎l(fā)出來(lái)，并且對(duì)有關(guān)信息內(nèi)容進(jìn)行反饋。

3. 伺服系統(tǒng)

普通的機(jī)床主要依賴伺服電機(jī)設(shè)備展開，其被稱作是伺服機(jī)構(gòu)。而在數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，其主要是經(jīng)過(guò)電路的實(shí)際運(yùn)算形成相應(yīng)的脈沖信號(hào)內(nèi)容，經(jīng)過(guò)這樣的信號(hào)內(nèi)容更好的控制驅(qū)動(dòng)電路。伺服系統(tǒng)能夠把實(shí)際指令直接傳輸?shù)皆蛘呤请娐返任恢?，?shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)施設(shè)備的良好轉(zhuǎn)移，在其生產(chǎn)作業(yè)以及控制管理當(dāng)中占據(jù)著十分重要的位置。

五、結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代化社會(huì)當(dāng)中，數(shù)控機(jī)床一方面能夠有效提高產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量與成效，另一方面不斷提高零部件的精準(zhǔn)程度以及有效降低勞動(dòng)作業(yè)的實(shí)際強(qiáng)度，為新型產(chǎn)品的加工以及開發(fā)作業(yè)等節(jié)約許多的物力以及人力等方面的資源，逐步提升有關(guān)企業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

現(xiàn)階段，不管是質(zhì)量方面，還是產(chǎn)量方面，我國(guó)數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的發(fā)展速度十分明顯，并且在某些科學(xué)技術(shù)方面也有所突破。我國(guó)數(shù)控機(jī)床關(guān)聯(lián)了許多的行業(yè)與領(lǐng)域，先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。但是我國(guó)此方面的技術(shù)依然需要改善，其自動(dòng)化水平有待提高，將來(lái)在此方面會(huì)快速進(jìn)步與發(fā)展。因此，加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化設(shè)計(jì)與制造研究具備現(xiàn)實(shí)方面的意義。

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