關(guān)于數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造中的運(yùn)用探討

王勇 孫旭

摘 要：隨著世界工業(yè)化深度發(fā)展，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)也在不停地跟上潮流腳步，從而引導(dǎo)出了多元化多功能的機(jī)械產(chǎn)品。同時(shí)，國(guó)家相關(guān)部門和企業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)出了很多功能性的零部件，并為人們的生產(chǎn)生活和國(guó)家的發(fā)展需要提供了便捷和效益。然而，機(jī)械制造自動(dòng)化行業(yè)在大規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，大部分機(jī)械制造水平仍然處在較低程度，影響機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。本文通過描述我國(guó)現(xiàn)階段機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顟B(tài)，對(duì)數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造中的運(yùn)用研究，為我國(guó)制造業(yè)發(fā)展提供充足的動(dòng)力。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù);自動(dòng)化;機(jī)械制造

引言

1952年，世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在美國(guó)誕生，它的誕生開啟了機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展的大門，使程序控制成為機(jī)械制造控制管理的重要手段。自數(shù)控機(jī)床誕生以來，程序控制貫穿始終，成為自動(dòng)化創(chuàng)新的源泉。程序員按照加工零件要求的幾何形狀、加工工藝及其他要求編制加工程序，再由數(shù)控系統(tǒng)讀入加工程序后控制機(jī)床加工，就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化加工的過程。隨著數(shù)控系統(tǒng)的更新與進(jìn)步，數(shù)控系統(tǒng)的編碼功能獨(dú)立性越來越強(qiáng)。表現(xiàn)為自適應(yīng)性越來越高、操作越來越簡(jiǎn)單、管理越來越現(xiàn)代化、故障診斷及監(jiān)控越來越智能化。數(shù)控系統(tǒng)編碼的獨(dú)立性則為機(jī)械制造自動(dòng)化向智能化的轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)，也決定了未來機(jī)械制造智能化發(fā)展的方向。研究數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造中應(yīng)用對(duì)機(jī)械制造從自動(dòng)化向智能化轉(zhuǎn)型的發(fā)展有著重要的意義。

1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展要追溯到二十世紀(jì)的中葉，早在1948年，美國(guó)空軍為了加工直升機(jī)的螺旋槳葉輪葉片，因?yàn)橹鄙龣C(jī)的葉輪葉片的形狀復(fù)雜，并且加工要求精度高，特委托帕森斯公司研制一臺(tái)這樣的設(shè)備。直到1952年，在帕森斯公司和美國(guó)麻省理工學(xué)院共同的研究下，才誕生出第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，而這臺(tái)數(shù)控機(jī)床數(shù)字控制系統(tǒng)是由電子管元件組成的。1959年，數(shù)控機(jī)床經(jīng)過改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換刀功能，并且控制裝置也通過改進(jìn)，采用了晶體管元件及電路板。他被稱為加工中心，數(shù)控技術(shù)進(jìn)入到第二階段的發(fā)展。1965年，數(shù)控機(jī)床采用了集成電路的控制方式，極大的提高了機(jī)床的穩(wěn)定性，并且占地面積減小，性價(jià)比也進(jìn)一步提高，促使了數(shù)控加工設(shè)備的量產(chǎn)化發(fā)展。這是數(shù)控技術(shù)的第三階段。而第四階段出現(xiàn)在60年代末，數(shù)控系統(tǒng)可以通過一臺(tái)電腦控制幾臺(tái)或者數(shù)臺(tái)數(shù)控機(jī)床工作，形成一套整體的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。1974年，研制團(tuán)隊(duì)成功把半導(dǎo)體儲(chǔ)存器以及微處理器應(yīng)用在數(shù)控裝置中。數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入第五階段。到二十世紀(jì)八十年代，數(shù)控系統(tǒng)得到進(jìn)一步提高，它結(jié)合計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，把數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)交互做到更加的人性化，數(shù)控裝置也做的更加趨于小型化，自動(dòng)化的程度也進(jìn)一步提高，能夠做到自動(dòng)檢測(cè)工件自動(dòng)檢測(cè)刀具等功能。到二十一世紀(jì)以來，數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)了更多的實(shí)用功能，例如，PC+CNC智能控制系統(tǒng)，它通過使用PC機(jī)安裝NC軟件系統(tǒng)，控制數(shù)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這種方式簡(jiǎn)單而且便于維護(hù)，而且能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制操作。給機(jī)械制造行業(yè)的不斷發(fā)展制作了更多的發(fā)展方向。

2數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造中的運(yùn)用

2.1數(shù)控技術(shù)自動(dòng)化運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)

在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中，確保產(chǎn)品生產(chǎn)安全質(zhì)量是首要考慮的因素。工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種自動(dòng)化作業(yè)操作系統(tǒng)是以自動(dòng)計(jì)算機(jī)操作為主要驅(qū)動(dòng)控制源，再結(jié)合自動(dòng)控制處理單元、驅(qū)動(dòng)控制單元和其他執(zhí)行控制機(jī)構(gòu)共同發(fā)揮作用從而形成一個(gè)新的自動(dòng)化操作體系，其主要功能運(yùn)用于工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)的加工流水線上和各種人類沒有勞動(dòng)能力難以承受的惡劣工作環(huán)境下的加工作業(yè)，完成各種人類無法同時(shí)完成的各種復(fù)雜度較高的作業(yè)工作。它不僅使其能有效達(dá)到企業(yè)信息戰(zhàn)術(shù)技能和管理規(guī)范企業(yè)操作的基本要求，而且最主要的特點(diǎn)是使它能有效確保安全企業(yè)生產(chǎn)，提高企業(yè)工作效率，達(dá)到企業(yè)實(shí)現(xiàn)最終安全生產(chǎn)的主要目的。

2.2煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著煤炭資源全國(guó)告竭，我國(guó)的煤礦資源已經(jīng)進(jìn)入深度開發(fā)階段。數(shù)控技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，成為煤炭老礦深度開采的重要技術(shù)支撐。在煤礦開采中，利用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)、可編程控制器、伺服系統(tǒng)等設(shè)計(jì)煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)與管理系統(tǒng)。系統(tǒng)控制自動(dòng)開采設(shè)備的生產(chǎn)參數(shù)，開采設(shè)備在伺服系統(tǒng)的輔助下驅(qū)動(dòng)開采設(shè)備自動(dòng)執(zhí)行煤炭開采和運(yùn)輸。為確保煤炭開采的安全性，礦下設(shè)備一律安裝信息采集裝置，并采用分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)信息。生產(chǎn)線的各個(gè)子系統(tǒng)都配有獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫和通信通道。在物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，可同時(shí)向管理平臺(tái)發(fā)送信息?？偣芾砥脚_(tái)可以同時(shí)向多個(gè)系統(tǒng)收發(fā)控制信息，控制礦下自動(dòng)生產(chǎn)與管理。

2.3數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的運(yùn)用研究

城市化水平的提高由當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展所趨導(dǎo)。交通出行的首選工具汽車已經(jīng)成為人們出行等主要交通工具，隨著汽車數(shù)量的增加，汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，汽車行業(yè)的非常規(guī)化競(jìng)爭(zhēng)也出現(xiàn)了。這就需要企業(yè)在制造力和品質(zhì)上做文章，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在汽車工業(yè)過程中，市場(chǎng)對(duì)于汽車部件生產(chǎn)的速度要求也更加嚴(yán)格，這樣拉動(dòng)了汽車生產(chǎn)效率的提高?，F(xiàn)在的汽車生產(chǎn)線多采用高速控制機(jī)床及機(jī)器手臂工作組裝，提高汽車生產(chǎn)的速度和操作的靈活性，實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)行業(yè)的市場(chǎng)響應(yīng)機(jī)制。隨著高速控制機(jī)床的廣泛使用，促進(jìn)現(xiàn)代化汽車工業(yè)生產(chǎn)線的形成，增強(qiáng)汽車生產(chǎn)的靈活性，不斷滿足產(chǎn)品的發(fā)展需求，從機(jī)械制造生產(chǎn)過程中的規(guī)?；a(chǎn)向高效率、多品種生產(chǎn)的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的制造和生產(chǎn)除此之外，模擬制造仿真技術(shù)、控制柔性技術(shù)和集成制造技術(shù)的運(yùn)用促進(jìn)了汽車工業(yè)的加速發(fā)展。

2.4在航空航天工業(yè)方面

說道航空航天，人們就會(huì)想到星星、月亮，這個(gè)在咱古時(shí)候就夢(mèng)想到過的地方，如嫦娥奔月、牛郎織女等都體現(xiàn)了古人向往著走出地球。航空航天工業(yè)的發(fā)展讓人類有機(jī)會(huì)走出地球，探索地球以外的世界。而航空航天工業(yè)的發(fā)展離不開數(shù)控技術(shù)的支持，在航空航天工業(yè)中，每一個(gè)零件都要經(jīng)過嚴(yán)格的計(jì)算、設(shè)計(jì)、加工，加工精度要求非常高，一般我們老舊傳統(tǒng)的加工機(jī)床不能很好的滿足其要求的加工精度。而且在組裝方面人為手工的組裝、裝配不能有效的控制好力度的把握，為生產(chǎn)的產(chǎn)品留下很大的隱患。在航空航天領(lǐng)域里，近幾年世界上各大制造商為了減輕整體設(shè)備的重量，大多的零部件都采用了輕型的鋁制材料或鋁合金材料，其中大多數(shù)加工部件都是薄壁類大型零件，加工難度大、要求精度高，單靠人為的手動(dòng)操作很難滿足其加工精度要求。只有應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的機(jī)械加工方法，才能更好的加工出高精度、高強(qiáng)度、而且安全可靠地加工部件。以此來滿足航空航天日益要求嚴(yán)格的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

結(jié)語

如上所述，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)日趨智能自動(dòng)化，不僅滿足了企業(yè)日常高速生產(chǎn)的要求，而且推動(dòng)我國(guó)進(jìn)出口需求的發(fā)展，雖然我國(guó)新時(shí)期的數(shù)控技術(shù)發(fā)展很快，但相對(duì)于其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還是有些滯后。各種技術(shù)和配套層面有各種問題，需要向其他國(guó)家請(qǐng)教經(jīng)驗(yàn)。因此，我們需要努力發(fā)展和創(chuàng)新數(shù)控技術(shù)，加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化管理，使數(shù)控自動(dòng)更好地融入制造生產(chǎn)，最終滿足國(guó)家的需要，提高綜合國(guó)力?？傊?，數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化技術(shù)制造領(lǐng)域的作用巨大，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用直接能提高中國(guó)機(jī)械制造的水平，間接促進(jìn)了中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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