數(shù)控技術在自動化機械制造中的運用研究

江雪萍 李小偉

摘要：近年來，由于世界工業(yè)化進程持續(xù)深化，使我國機械制造業(yè)勢必需要緊跟時代發(fā)展潮流及步伐，進而才能生產(chǎn)出多元化及多功能的機械產(chǎn)品。然而，即便應用自動化生產(chǎn)設備能滿足產(chǎn)出多功能零部件的要求，為日常生活及生產(chǎn)提供更多便利，但是自動化機械制造水平較低，易阻礙行業(yè)持續(xù)進步及發(fā)展。因此，本文以自動化機械制造應用數(shù)控技術的必要性為切入點，進一步提出具體的應用要點，旨在全面提升自動化機械制造工作的質量效益。

Abstract： In recent years， due to the continuous deepening of the world's industrialization process， my country's machinery manufacturing industry will inevitably need to keep up with the development trend and pace of the times in order to produce diversified and multifunctional mechanical products. However， even if the application of automated production equipment can meet the requirements of producing multifunctional parts and provide more convenience for daily life and production， the low level of automated machinery manufacturing can easily hinder the continuous progress and development of the industry. Therefore， this article takes the necessity of applying numerical control technology in automated machinery manufacturing as an entry point， and further proposes specific application points， aiming to comprehensively improve the quality and benefit of automated machinery manufacturing.

關鍵詞：數(shù)控技術;自動化機械制造;運用要點;質量效益

Key words： numerical control technology;automated machinery manufacturing;application points;quality benefits

中圖分類號：TG519.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）19-0194-02

0? 引言

數(shù)控技術，又稱“數(shù)字化控制技術”，該技術主要通過電子編程控制各種生產(chǎn)設備，是電子計算機于工業(yè)領域中快速發(fā)展的集中體現(xiàn)。不同于西方發(fā)達國家，我國數(shù)控技術的出現(xiàn)時間相對較晚，其原因在于我國電子計算機發(fā)展領域始終落后于西方發(fā)達國家，例如：光刻機等壟斷性技術，嚴重阻礙我國計算機行業(yè)的發(fā)展進程，以至于我國數(shù)控技術短時間內處于發(fā)展初期階段[1]。即便自動化機械制造中數(shù)控技術占據(jù)極其重要的地位及作用，但是無法與西方國家自動化機械制造生產(chǎn)廠家相媲美。除引進國外優(yōu)秀技術外，高度重視專業(yè)化人才的培養(yǎng)，否則無法實現(xiàn)技術“超車”發(fā)展的目標。鑒于此，本文針對“數(shù)控技術在自動化機械制造中的運用”進行分析研究具有重要的價值意義。

1? 自動化機械制造應用數(shù)控技術的重要性分析

1.1 提高操作精度? 過去車間生產(chǎn)流程中多數(shù)環(huán)節(jié)均交由人工操作機器完成，但是受人自身先天特殊性的影響，即人屬于感性思維的生物及情緒可控制人的個體行為，生產(chǎn)期間存在因個人疏忽出現(xiàn)操作失誤情況的可能性。再者人并非機器，無法達到機器生產(chǎn)精度的要求，極易累及產(chǎn)品的總體質量，以至于所生產(chǎn)的產(chǎn)品出現(xiàn)質量參差不齊的問題。一旦此類產(chǎn)品流入市場則直接影響消費者使用體驗感，而靈活運用數(shù)控技術手段，能充分發(fā)揮數(shù)字技術的應用優(yōu)勢，精確控制產(chǎn)品的質量及生產(chǎn)規(guī)格，擺脫機械零部件自身尺寸大小的局限，進一步提高總體生產(chǎn)效率及保證生產(chǎn)質量。

1.2 保證生產(chǎn)效率及質量? 以往信息技術相對滯后的時期，企業(yè)生產(chǎn)車間均交由人工操作機器完成生產(chǎn)任務，而車間生產(chǎn)工人均遵循生產(chǎn)線的要求進行各項操作。人工操作機器完成生產(chǎn)任務則說明企業(yè)需要招募大量員工，不同程度上增加企業(yè)的生產(chǎn)成本投入，一旦員工自身綜合素質參差不齊則可能出現(xiàn)生產(chǎn)期間不熟悉產(chǎn)品性能的問題，直接影響其總體生產(chǎn)效率[2]。同時，員工人數(shù)過多不僅僅增加總體生產(chǎn)成本投入，更不利于人事管理工作有序進行，尤其是員工間產(chǎn)生矛盾時則可能產(chǎn)生一系列的問題。由此可見，數(shù)控技術的出現(xiàn)填補人工操作模式的缺陷，提高總體生產(chǎn)效率及質量，尤其是在企業(yè)生產(chǎn)車間實施模塊化管理模式，優(yōu)化人員配置方案，可促進整體生產(chǎn)效率及質量的全面提升。

2? 自動化機械制造應用數(shù)控技術的具體要點分析

如前所述，對自動化機械制造應用數(shù)控技術的重要性有了一定程度的了解。而從自動機機械制造生產(chǎn)工作效率及質量提升角度考慮，還需充分掌握數(shù)控技術應用的要點?？偨Y起來，具體應用要點如下：

2.1 在重型工業(yè)制造中的應用? 進入20世紀以來，我國工業(yè)步入快速發(fā)展階段，機械自動化工業(yè)生產(chǎn)早已成為不可阻擋的主流趨勢，其發(fā)展勢頭迅猛且深受大眾關注。其中，數(shù)控技術是自動化機械制造的核心技術手段，即自動化工作制造的實現(xiàn)無法脫離數(shù)控技術應用的支持。由于工業(yè)生產(chǎn)期間人為操作存在埋下安全隱患的可能性，而應用自動化技術能減少人的介入，有助于規(guī)避各種人為操作風險[4]。同時，工業(yè)生產(chǎn)中機械制造自動化往往依賴于計算機技術與數(shù)控技術的結合，即利用數(shù)控機械于極端環(huán)境下完成工業(yè)制造及生產(chǎn)，不止能大大提高生產(chǎn)效率，更能填補人為模式的缺陷及不足，基本實現(xiàn)人與機器完全分離的生產(chǎn)目標。

2.2 在汽車工業(yè)中的應用? 城市化建設進程的加快，早已成為衡量社會經(jīng)濟發(fā)展速度的主要指標。汽車作為社會大眾日常交通出行的首選工具，因人均生活水平的大幅度提升，出現(xiàn)保有量呈逐年遞增的狀態(tài)，不同程度上加劇汽車行業(yè)的競爭形勢，甚至汽車行業(yè)出現(xiàn)非常規(guī)性競爭的行為。由此可見，汽車制造企業(yè)勢必需要以保持制造力及制造品質為前提條件，將數(shù)控技術與汽車制造工業(yè)相結合，尤其是當下市場對于汽車零部件的生產(chǎn)要求日趨嚴格，方可達到拉動汽車生產(chǎn)效率的目標。同時，當下我國汽車生產(chǎn)線普遍采用高速控制機床及機器手臂進行組裝作業(yè)，不止大大提高汽車生產(chǎn)效率，更保證其生產(chǎn)操作的靈活性，符合行業(yè)市場響應機制的要求。

2.3 在采礦機械生產(chǎn)中的應用? 我國地理資源相對豐富，煤炭開采長期以來是賴以生存的重要支柱型產(chǎn)業(yè)之一。換而言之，煤炭產(chǎn)業(yè)不僅僅為我國提供龐大的勞動力市場，更能幫助廣大勞動者獲取相應的經(jīng)濟收入。再者煤炭開采為煤礦企業(yè)帶來豐厚的經(jīng)濟效益，有利于地方企業(yè)的長遠發(fā)展。同時，煤炭開采的安全風險較高，對于機械設備的要求相對嚴格，過去機械技術水平相對滯后，普遍實施地下開采模式，開采作業(yè)期間極易產(chǎn)生安全事故，而應用數(shù)控技術能有效填補地下開采模式的缺陷及不足，高效完成開采前地形勘探及正規(guī)采煤等作業(yè)任務，甚至采煤期間所需使用的特殊設備，均可運用數(shù)控技術進行操控，確保采煤作業(yè)的安全性，大大提高機械作業(yè)效率。

煤礦是人類賴以生存及生產(chǎn)的重要非再生性資源，而如何實現(xiàn)集約利用的目標，得到越來越多技術人員的關注及重視。過去采集煤礦普遍使用采煤機，其采集條件及采集環(huán)境相對惡劣，對于開采技術及采煤機自身的要求相對嚴格，以至于部分煤礦企業(yè)錯誤認為控制采煤機的使用量能有效減少設備的維護成本投入[5]。同時，采煤機生產(chǎn)期間也存在著焊接及材料制造等方面的問題亟待解決，僅僅依靠過去的機械制造手段無法獲取令人滿意的生產(chǎn)效果，而運用數(shù)控自動化氣割技術，能滿足大型機械裝置的生產(chǎn)要求，大大提高其下料作業(yè)的效率，能有效預防所使用的液壓控制設備出現(xiàn)大面積漏油的問題，有助于保護自然生態(tài)環(huán)境，真正意義上做到節(jié)約作業(yè)時間，提高作業(yè)效率及優(yōu)化作業(yè)流程。

2.4 在機床裝置中的應用? 機床裝置是機械制造期間不可或缺的主要加工設備，而將企業(yè)中具備車銑磨控制能力的機床裝置用于生產(chǎn)制造之中，能加快企業(yè)現(xiàn)代化及機電一體化的進程。由此可見，機械制造期間運用數(shù)控技術能豐富機床的配置使用功能，大幅度增強其機械加工能力，例如：通過搭載動力刀模塊或者輔助桁架機械手等上下料裝置的方法，能滿足企業(yè)數(shù)控機床深加工生產(chǎn)的要求。同時，數(shù)控機床不僅僅能提高技術人員的操作效率，更能保證其操作精度，極大程度上降低員工勞動作業(yè)強度，實現(xiàn)釋放更多勞動力的目標，為企業(yè)節(jié)約更多勞動成本投入，大大降低人員安全事故的發(fā)生風險。

數(shù)控技術能滿足機械制造中電子科學技術與機械一體化發(fā)展的要求，靈活運用二者技術發(fā)展成果，消除影響機床裝置穩(wěn)定性的風險因素，真正意義上做到控制數(shù)控機床加工的精確性及準確性[6]。同時，因數(shù)控技術能精密操作主軸變速、冷卻泵及刀具刃的位置，換而言之數(shù)控技術能滿足各種復雜或者細微的機床加工要求。由此可見，將數(shù)控技術與機床裝置相結合，能大大提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率，保證其生產(chǎn)質量，為企業(yè)贏得更多經(jīng)濟效益，有利于區(qū)域經(jīng)濟的長遠發(fā)展。由此可見，可將數(shù)控技術合理科學地應用到機床裝置當中，從而為機床裝置自動化產(chǎn)業(yè)工作效率及質量的提升提供充分有效的技術支持。

3? 先進數(shù)控技術研究進展

如前所述，自動化機械制造應用數(shù)控技術的重要性及具體應用要點均有了一定程度的了解。而從現(xiàn)狀來看，先進數(shù)控技術發(fā)展迅速。以高檔數(shù)控床機器人為例，在智能制造工業(yè)體系當中，數(shù)控機器人記憶高檔數(shù)控機床（圖1）發(fā)揮了至關重要的作用，可廣泛應用到工具集成優(yōu)化、加工方法優(yōu)化、工具補償、單元制造當中，經(jīng)標準接口，把自動控制設備接入至網(wǎng)絡當中，形成具有高度集成功能的現(xiàn)代制造、裝備零件、維修一體化車間，進一步使智慧工廠的形成得到有效促進，使開放化產(chǎn)品集成得到有效實現(xiàn)。此外，在航天航空裝備、海洋工程與高級航運領域，先進數(shù)控技術也發(fā)揮著至關重要的作用，需對此引起充分的重視。以在航天航空領域應用的現(xiàn)場總線技術為例，常用到的有華中數(shù)控CNABUS、大連光洋Clink展現(xiàn)技術等，使我國總線技術零的突破得到有效實現(xiàn)。

4? 結語

通過本文探究，認識到我國機械制造行業(yè)逐步向智能化及自動化方向轉變，而如何滿足我國日益擴大的進出口需求缺口，實現(xiàn)高速工業(yè)生產(chǎn)的目標，近年來得到越來越多從業(yè)人員的關注及重視。與此同時，即便新形勢下我國數(shù)控技術的發(fā)展勢頭相對迅猛，但是對于工業(yè)發(fā)達國家來說，其技術水平發(fā)展進程相對滯后，普遍存在技術及相關配套方面的問題。因此，相關技術人員需大力發(fā)展數(shù)控技術，融入創(chuàng)新理念，將其自動化機械制造相結合，以達到企業(yè)內部標準化管理的目標，使數(shù)控技術更好地融入于自動化機械制造當中，促進自動化機械制造生產(chǎn)工作效率及質量的全面提升，進一步帶動自動化機械制造產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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