數(shù)控技術在機械加工業(yè)中的應用

徐夫雪

(河南經(jīng)濟貿(mào)易技師學院，河南 新鄉(xiāng) 453000)

1 數(shù)控技術在機械加工業(yè)中的發(fā)展趨勢

當前，生產(chǎn)自動化技術進入穩(wěn)定發(fā)展的時期，在指令語言編程技術、特種材料加工等方面已經(jīng)取得重大突破，我國機械加工水平、精密度、效率方面正穩(wěn)步追上德國、日本這些發(fā)達的工業(yè)國家，進入快速發(fā)展時期。隨著客觀條件的成熟，數(shù)控技術在軟件硬件開放化、實時智能化的方向上的研究已初有成效[1]。實時智能化可以更快地針對機械加工生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)、加工過程控制、電機參數(shù)等進行自適應運算。數(shù)控技術利用計算機程序完成了專業(yè)精密的控制工作，滿足了更大規(guī)?；臋C械制造需求。封閉落后的傳統(tǒng)機械加工業(yè)在數(shù)控技術加持下正向著智能化、集成化、網(wǎng)絡化的趨勢快速發(fā)展。

2 數(shù)控技術在機械加工業(yè)的應用

2.1 工業(yè)生產(chǎn)

隨著工業(yè)4.0革命在國際舞臺上拉開帷幕，作為當前國際經(jīng)濟重要參與者的我國工業(yè)發(fā)展必須以智能化為目標進行革新才能跟上社會發(fā)展的新潮，以數(shù)控技術為代表的新型信息技術逐步在當前的工業(yè)生產(chǎn)生活中提高應用度已經(jīng)成為了必要[2]。機械加工業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)操作主要集中在原料采集與加工制造兩方面。在原料采集方面，有著“工業(yè)心臟”之稱的機械工業(yè)實際生產(chǎn)環(huán)境惡劣，相關工作人員一般都長期處于高危、重污染的金屬冶煉、礦物資源開采、化學藥劑生產(chǎn)等現(xiàn)場，生命財產(chǎn)安全無法得到保障，極易受到傷害。在加工制造方面，工廠都是采用流水線的工作模式，工作人員在勞動過程中受工廠環(huán)境、工作時長與重復性操作影響，容易產(chǎn)生疲勞感，降低工作效率，此過程中也易發(fā)生安全事故。而數(shù)控技術的應用，讓機械手取代了原有的人力資源，深入到人類無法適應的惡劣環(huán)境中，接替低技術含量的重復性基礎工作。人工操作時容易發(fā)生疏忽或錯誤操作而引發(fā)危險，在數(shù)控技術介入后，計算機在檢測到程序錯誤時，會立刻上報錯誤，并停止機械運作發(fā)出警報。數(shù)控技術高精密度的特性可以保證工作效率穩(wěn)步提升，降低企業(yè)單位的生產(chǎn)成本，同時改善了人類的工作環(huán)境，保障了操作人員的生命財產(chǎn)安全。

2.2 機床設備

機床作為現(xiàn)代化機械工業(yè)生產(chǎn)中最必不可少的制造機器，以金屬切削機、木工機床、鍛壓機床等為代表，發(fā)揮著鍛造、沖壓等功能。伴隨著機床設備機電一體化進程在機械加工業(yè)的深入，從職業(yè)院校的培養(yǎng)到企業(yè)的廣泛應用，作為基礎操作的機床控制能力非常重要，而數(shù)控技術是完成機電一體化的關鍵環(huán)節(jié)。將數(shù)控技術應用到機床設備后，可以有效推進操作加工的規(guī)范性與精確性，推進加工進程。數(shù)控技術可以通過對計算機程序輸入指令代碼控制機床，以完成對刀具位置的安全設置，主軸、冷卻泵等的操作順序安排，從而完成精準安全的操作，制作出符合質(zhì)量標準的零部件。機床在編程指令下的操作不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤、位置偏差等人為錯誤，可以說數(shù)控技術在機床設備應用上達到的精準控制能力是人力操作很難比擬的[3]。因此，為了滿足當前智能化生產(chǎn)的需要，安裝了自動化控制程序的機床，也就是數(shù)字控制機床應運而生。其在計算機標準指令下，將信息自動傳達給數(shù)控裝置，從而精準的操作機床，加工出符合圖紙設計的零部件，以滿足生產(chǎn)的需求。作為電機一體化代表產(chǎn)物的數(shù)控機床，解決了傳統(tǒng)機械加工中解決的復雜又精密的小部件生產(chǎn)，有效提高了我國機械加工行業(yè)的生產(chǎn)水平，推動著其智能化的穩(wěn)步提升。

2.3 汽車制造業(yè)

近些年隨著社會經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，我國汽車市場需求猛增，這也就加快了汽車制造業(yè)自動化生產(chǎn)的進程。為了提升國產(chǎn)汽車品牌的質(zhì)量，加強其國產(chǎn)品牌的影響力，對于當前的汽車制造行業(yè)提出了較高的技術要求。以數(shù)控技術為代表的高新科技在該行業(yè)的應用方向目前主要還是集中在零部件制造與組合安裝上。通過數(shù)控技術可以簡化原本繁瑣細碎的零部件制造程序，提高生產(chǎn)效率的同時保證生產(chǎn)質(zhì)量，進一步優(yōu)化了產(chǎn)品性能。在實際生產(chǎn)過程中，技術人員結(jié)合實際情況，融合了當前的加工技術，參考德國等工業(yè)大國的新型技術，高速加工中心與數(shù)控加工技術相輔相成，完成了加工功能與范圍的技術性擴大。

2.4 煤礦產(chǎn)業(yè)

煤礦工業(yè)作為一種不可再生資源，在現(xiàn)今的工業(yè)生產(chǎn)中是非常緊缺的自然資源。通過人工操作進行煤礦開采工作時，一是人工能力有限無法充分發(fā)揮開采工作，開采速度有限，致使一定程度上的資源浪費。二是煤礦開采環(huán)境惡劣，安全隱患難以根除，生產(chǎn)事故頻發(fā)。將數(shù)控技術應用到煤礦產(chǎn)業(yè)中后，機器可以最大化的發(fā)揮其開采功能，并減少安全事故的發(fā)生。針對傳統(tǒng)煤礦開采過程中切割材料難題，數(shù)控技術可以通過計算機程序?qū)Σ擅簷C葉片、滾筒的操作方案進行優(yōu)化改良以適應機器操作。不同于純?nèi)斯ら_采的有限速度，數(shù)控技術可以將葉片切割的速度調(diào)整成單位時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)次數(shù)的多倍，增加采煤機的有效采煤量。

3 數(shù)控技術在機械加工業(yè)應用的優(yōu)化策略

3.1 提高自動化程度

數(shù)控技術在機械加工業(yè)應用的未來一大發(fā)展趨勢便是進入人工智能階段，因此逐步提高數(shù)控技術的自動化程序是順應時代發(fā)展的必要優(yōu)化策略。自動化程度的重點工作可以先從柔性生產(chǎn)線、制造單元等工序逐步調(diào)整。自動化程序可以使數(shù)控機床加工所需等待的準備時間、調(diào)試時間等大幅減少，加快整體加工進程。在現(xiàn)代化生產(chǎn)在機械加工業(yè)的穩(wěn)步推進過程中，數(shù)控技術可使其連續(xù)性、自動化程度都得到優(yōu)化，進而提高總生產(chǎn)效率[4]。數(shù)控技術在機械加工行業(yè)的廣泛應用，可以通過累積大量的作業(yè)數(shù)據(jù)，完善當前的數(shù)控機床工藝數(shù)據(jù)庫，并在不斷豐富拓展相關知識庫的同時反向為數(shù)控技術加工的工作提供全面的指導，從而提高數(shù)控機床的自動化生產(chǎn)效率。數(shù)控技術在自身的不斷優(yōu)化中，加強機械加工行業(yè)的自動化生產(chǎn)水準，減少了人工操作時的同時作業(yè)限制，有助于生產(chǎn)線的擴大及生產(chǎn)總效率的提高。

3.2 提升加工性能

在機械化加工業(yè)的生產(chǎn)中，生產(chǎn)所需的模具一般都大而重，設計圖紙涉及零部件種類繁多，依靠人工檢查很難發(fā)現(xiàn)其中的小問題，產(chǎn)品的費損率難以避免。而數(shù)控技術可以提高機床的加工效率，通過性能完善的數(shù)控機床設備完成模擬運行，實現(xiàn)自我優(yōu)化控制系統(tǒng)的功能。高數(shù)控機床的主軸加工效率得到了保證，便能有效地提升數(shù)控機床的加工性能。在機械加工過程中有效地應用數(shù)控技術，能夠從根本上改善當前的機械生產(chǎn)現(xiàn)狀，優(yōu)化制造執(zhí)行系統(tǒng)，極大地提升數(shù)控機床設備的開動率，有效節(jié)約生產(chǎn)資源，為工廠運轉(zhuǎn)創(chuàng)造較為有利的經(jīng)濟效益成長空間。加工性能的提升是當前機械加工行業(yè)數(shù)控技術逐漸成熟的重要表現(xiàn)，增強了我國機械行業(yè)的技術含量，有助于其朝著智能化方向高速發(fā)展。

3.3 優(yōu)化加工程序

在機械加工業(yè)的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)管理、自動配送、設備維護、零部件制造等環(huán)節(jié)的加工程序冗長，操作復雜。通過數(shù)控技術的應用，工廠可以逐步優(yōu)化加工過程，完善執(zhí)行系統(tǒng)，有效地提高機床設備等的開動率，保證工廠加工生產(chǎn)的有序運行。一方面，數(shù)控技術在擺脫人力限制的基礎上，可以在有效壓縮零部件生產(chǎn)時間的同時保證產(chǎn)品的質(zhì)量，極大程度上降低了人為失誤引發(fā)的作業(yè)事故的概率，從而有效改善加工工序的現(xiàn)狀，保質(zhì)保量的提高加工進程。另一方面，先進的數(shù)控技術可以通過事先模擬程序，提前排除加工工序可能會出現(xiàn)的問題，設定較為完美的加工方案，并對可能會發(fā)生的隱藏問題做好預設準備，提高了加工工序的靈活性，減少了二次返工等拖慢加工效率的事件。加工程序的有效優(yōu)化，極大地提升了機械加工的整體效率，并在一定程度上優(yōu)化了機械加工行業(yè)的崗位結(jié)構(gòu)，有效地節(jié)約了人力成本，為機械加工行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展提供了后續(xù)動力。

4 結(jié)語

從上文對數(shù)控技術在當下機械加工業(yè)的實際應用與可優(yōu)化應用策略的分析中，可以看出數(shù)控技術在實際生產(chǎn)中的重要作用。數(shù)控技術是實現(xiàn)機械加工業(yè)完全自動化與智能化的關鍵技術支持，對整個機械加工業(yè)未來的發(fā)展有著重要意義。對機械加工業(yè)中的數(shù)控技術的創(chuàng)新研究，將引領著我國機械加工業(yè)走上可持續(xù)的發(fā)展道路，進而提升我國綜合國力與國際影響力。