現(xiàn)代機(jī)械加工中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用

翟梽錦 張明洋 王雪 丁洪朋

【摘 要】數(shù)控技術(shù)是一種充分融合現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的一種新型技術(shù)，其應(yīng)用范圍廣，在現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)中有極高的應(yīng)用價(jià)值，具有加工精度高、速度快及能實(shí)現(xiàn)模塊化、規(guī)范化加工的優(yōu)勢?，F(xiàn)代機(jī)械加工的發(fā)展對(duì)推動(dòng)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的作用，同時(shí)具有信息化、智能化、自動(dòng)化的發(fā)展趨勢，因此應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)有助于提高自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)水平，提高工作效率，降低加工成本，達(dá)到降本增效的目的?；诖?，文章對(duì)現(xiàn)代機(jī)械加工中數(shù)控加工技術(shù)的具體應(yīng)用展開分析。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工;數(shù)控加工技術(shù);應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TG659 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2022）03-0080-03

隨著時(shí)代的發(fā)展，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用于各行各業(yè)，對(duì)于推動(dòng)行業(yè)發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)。數(shù)控加工技術(shù)是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物，是一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，促進(jìn)機(jī)械加工行業(yè)朝著智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展的先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高制造企業(yè)加工精度、效率及安全性具有重要的作用，在機(jī)械加工領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)工作模式的不足。近年來，該項(xiàng)技術(shù)得到快速發(fā)展和完善，在諸多機(jī)械設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，具有極高的應(yīng)用價(jià)值，例如數(shù)控機(jī)床、繪圖設(shè)備等，不但有效地提升了機(jī)械加工水平，而且對(duì)推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的革新與發(fā)展具有重要作用。基于此，本文對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的特征及應(yīng)用優(yōu)勢展開分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)代機(jī)械加工過程中數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)。

1 數(shù)控加工技術(shù)的特征及應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 特征

數(shù)控加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的充分融合，采用多類型傳感器、光電等先進(jìn)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的整合應(yīng)用，提高操作自動(dòng)化管控能力，使自動(dòng)化生產(chǎn)水平得到顯著提升。隨著技術(shù)水平的不斷提高，目前數(shù)控加工技術(shù)能夠通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)控程序，將程序應(yīng)用于相應(yīng)設(shè)備中，設(shè)備能夠嚴(yán)格按照預(yù)定的路線方案作業(yè)，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，其工作效率、自動(dòng)化水平及精密度更高。①在換批加工與研發(fā)新產(chǎn)品的過程中，只需要改變?cè)O(shè)備參數(shù)便可實(shí)現(xiàn)，因此為相關(guān)工作提供了巨大便利[1]。②能夠有效縮短加工時(shí)間，提高工作效率，滿足個(gè)性化加工和圖紙要求。通過合理應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，整合多流程加工作業(yè)，對(duì)于縮短產(chǎn)品加工時(shí)間具有積極作用，同時(shí)有效防止重復(fù)作業(yè)和提高工作效率。③加工質(zhì)量顯著提升。數(shù)控加工技術(shù)的合理應(yīng)用對(duì)一些結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜的零部件同樣具有較好的加工效果，同時(shí)能夠保證加工進(jìn)度，這是傳統(tǒng)加工技術(shù)無法比擬的。④提高加工的模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化水平。通過對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的合理應(yīng)用，在加工階段能有效減少換刀次數(shù)與裝夾時(shí)間，高效完成批量零部件的加工，滿足標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)要求。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢

數(shù)控加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的融合，具有傳統(tǒng)加工技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下方面：①精準(zhǔn)度。在機(jī)械加工階段，精準(zhǔn)性是對(duì)全部零部件及設(shè)備加工生產(chǎn)的基本要求，只有確保零部件加工具備較高的精準(zhǔn)性，才能為后續(xù)制造工作夯實(shí)基礎(chǔ)。在機(jī)械加工過程中使用數(shù)控加工技術(shù)對(duì)精準(zhǔn)性有較高的要求，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠明確相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工環(huán)節(jié)的有效控制，進(jìn)而確保加工完成的零部件精準(zhǔn)度達(dá)標(biāo)[2]。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還能夠在輸入與處理余量的前提下有效強(qiáng)化機(jī)械制造加工的科學(xué)性與合理性。在實(shí)際工作過程中，工作人員利用數(shù)控加工技術(shù)，通過預(yù)先編寫的電腦程序有效控制設(shè)備，減少了人工操作失誤的風(fēng)險(xiǎn)，整個(gè)加工過程均通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證了產(chǎn)品的加工進(jìn)度。因此，將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于高精密儀器的加工制造中具有極高的應(yīng)用價(jià)值。②銜接性。對(duì)機(jī)械加工來說，需要確保各類零部件的生產(chǎn)加工工藝的有效銜接，同時(shí)不同零部件的裝配需要保持較好的連續(xù)性。利用數(shù)控加工技術(shù)能夠確保零部件生產(chǎn)制造工作高效進(jìn)行，保證企業(yè)負(fù)責(zé)的加工項(xiàng)目在時(shí)間、質(zhì)量等方面均符合合同要求[3]。該項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)C(jī)械加工過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，將工作進(jìn)度、機(jī)床情況等信息實(shí)時(shí)傳輸至機(jī)械控制系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)于發(fā)生的故障問題及時(shí)發(fā)出警報(bào)，幫助工作人員采取有效的應(yīng)急措施，避免停產(chǎn)而給企業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失。③效率。對(duì)一些零部件的加工作業(yè)來說，需要確保在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成全部零件的精準(zhǔn)鋪排工作，因此對(duì)機(jī)械加工的工作效率提出了較高的要求。利用數(shù)控加工技術(shù)能夠顯著提高機(jī)械生產(chǎn)的整體效率，確保工作人員能夠在規(guī)定的時(shí)間高效地完成工作。在實(shí)際工作階段，工作人員利用數(shù)控加工技術(shù)，不需要對(duì)機(jī)床的生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，只需要定時(shí)更新控制程序便能夠完成不同零部件的加工工作，有效地降低了工作難度，減輕了工作人員的工作量。

2 現(xiàn)代機(jī)械加工中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

數(shù)控系統(tǒng)的主要組成部分包括控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和執(zhí)行模塊，在具體生產(chǎn)階段，將數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)作業(yè)中，可以實(shí)現(xiàn)集成化生產(chǎn)。例如，將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境復(fù)雜、生產(chǎn)規(guī)模較大的場景中（食品生產(chǎn)、化工行業(yè)、家電行業(yè)等），能夠取代傳統(tǒng)手工工作模式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，大幅減少工作人員的工作量，同時(shí)對(duì)于一些環(huán)境污染嚴(yán)重的工作場所，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)能夠避免工作人員的健康受到損害。

數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中需要以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控編程，并將完成編寫的程序?qū)胂嚓P(guān)設(shè)備，此時(shí)設(shè)備獲得指令，并且會(huì)及時(shí)傳輸至驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊獲得指令后會(huì)立即發(fā)出工作指令，使設(shè)備的自動(dòng)化生產(chǎn)作業(yè)水平顯著提升[4]。除此之外，數(shù)控加工設(shè)備的裝置類型很多，主要為傳感器與檢測裝置，如果加工階段出現(xiàn)尺寸偏差等問題，能夠及時(shí)幫助工作人員發(fā)現(xiàn)故障信息，并將其傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，此時(shí)控制模塊獲得相應(yīng)的信號(hào)后進(jìn)行預(yù)警，并及時(shí)讓設(shè)備停止運(yùn)行，避免設(shè)備發(fā)生更嚴(yán)重的故障。

2.2 在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用

機(jī)床設(shè)備對(duì)促進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械加工的發(fā)展具有重要的意義，目前該項(xiàng)技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床設(shè)備的自動(dòng)化、智能化發(fā)展[5]。隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用也愈發(fā)深入，有助于推動(dòng)機(jī)床設(shè)備的革新。與傳統(tǒng)機(jī)床設(shè)備相比，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高設(shè)備的控制能力，能夠?qū)?fù)雜曲面及形狀不規(guī)則零部件進(jìn)行加工。數(shù)控加工技術(shù)以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)控程序?yàn)榛A(chǔ)，能夠針對(duì)相關(guān)設(shè)備設(shè)定加工參數(shù)，例如供給速度、冷卻液供給、加工路徑等，之后通過數(shù)控程序有效控制機(jī)床設(shè)備運(yùn)行。目前，數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用范圍廣泛，例如數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等，能有效提高加工質(zhì)量與效率[6]。8513CE65-654A-4536-8B39-53836F0A4366

2.3 在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

近年來，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)飛速發(fā)展的趨勢，人們的生活水平明顯提高，汽車的使用量逐年增加，汽車行業(yè)發(fā)展迅速。汽車行業(yè)對(duì)零部件的加工要求不斷提高，因此采取傳統(tǒng)加工設(shè)備與技術(shù)手段難以滿足現(xiàn)代加工要求。新形勢下，數(shù)控加工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，能夠?qū)ζ噺?fù)雜、高精度零部件進(jìn)行有效加工。利用該項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)零部件的一體式、流水化、自動(dòng)化生產(chǎn)，并且具備效率高、精度好等優(yōu)勢，使加工效率得到顯著提升。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不但能夠滿足汽車產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求，還能夠滿足多種尺寸、規(guī)模生產(chǎn)的要求[7]。此外，隨著數(shù)控加工中一些先進(jìn)技術(shù)如虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)等不斷成熟，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用范圍也越來越廣。

2.4 在兵器工業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用

兵器工業(yè)器械是我國工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，目前兵器工業(yè)機(jī)械已建立起完善的加工體系。新形勢下，如果將數(shù)控加工技術(shù)完全取代加工體系，將會(huì)導(dǎo)致資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，所以在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)階段，需要充分融合數(shù)控加工技術(shù)和兵器工業(yè)加工模式，有助于降低作業(yè)成本，同時(shí)能夠保證零部件的加工質(zhì)量與效率，符合現(xiàn)代化生產(chǎn)作業(yè)的要求[8]。對(duì)于一些對(duì)加工水平要求較低的零部件，可以采用傳統(tǒng)模式進(jìn)行加工;對(duì)于一些對(duì)加工水平要求較高的零部件，需要聯(lián)合數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，保證設(shè)備配置的科學(xué)性，也能滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)需求。

2.5 在零部件檢測中的應(yīng)用

對(duì)機(jī)械加工作業(yè)來說，生產(chǎn)效率與質(zhì)量是評(píng)估加工效果的主要指標(biāo)，同時(shí)需要關(guān)注零部件檢測進(jìn)度問題，將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用于零部件的檢測具有重要的意義。首先，數(shù)控加工技術(shù)能夠取代人工操作模式，如果零部件存在破損、裂紋等問題能夠及時(shí)檢測出來，能夠有效提高檢測的效率與精度。其次，該項(xiàng)技術(shù)不但能夠?qū)α悴考M(jìn)行高精度檢測，還能夠?qū)Χ鄠€(gè)零部件整合后的設(shè)備整體進(jìn)行檢測和分析，為工作人員提供優(yōu)化參數(shù)的依據(jù)。

2.6 在煤礦機(jī)械加工中的應(yīng)用

煤炭資源是我國能源體系的重要組成部分，近年來隨著能源需求的大幅增長，我國采煤行業(yè)也得到了快速發(fā)展。采煤機(jī)是采煤行業(yè)重要的生產(chǎn)加工設(shè)備，由于采煤工作環(huán)境復(fù)雜、惡劣，因此如今傳統(tǒng)加工工藝難以滿足現(xiàn)代化工業(yè)要求。例如，傳統(tǒng)加工作業(yè)單件下料較為困難，而應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)材料的精確切割，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)的不足。數(shù)控加工技術(shù)在采煤機(jī)的具體應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①有助于提高切割速度與采煤效率。數(shù)控加工技術(shù)具備快速控制設(shè)備的優(yōu)勢，能快速且準(zhǔn)確地控制采煤機(jī)的切割速度，提高采煤效率。②有效提高采煤機(jī)的自動(dòng)化水平，減少工作人員的工作量，降低采礦作業(yè)的危險(xiǎn)性。③提高加工質(zhì)量與效率。例如，數(shù)控切割機(jī)具備自動(dòng)可調(diào)整的補(bǔ)償切縫功能，部分零部件的焊接坡口能夠直接割出，極大地提升了生產(chǎn)效率[9]。此外，該項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)構(gòu)件實(shí)際輪廓的有效控制，通過調(diào)節(jié)切縫補(bǔ)償值實(shí)現(xiàn)對(duì)毛坯件加工余量的準(zhǔn)確控制，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

3 數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 自動(dòng)化檢測技術(shù)

設(shè)備檢測是機(jī)械加工作業(yè)的重要一環(huán)，隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，需要加工設(shè)備越來越多，加工工序更復(fù)雜，對(duì)零部件質(zhì)量的檢測難度也更大。傳統(tǒng)的人工檢測模式具有較大的局限性，多數(shù)機(jī)械問題無法得到及時(shí)且有效的檢測，同時(shí)檢測結(jié)果不夠精確。因此，加強(qiáng)對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義。通過對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的合理利用，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)參數(shù)不準(zhǔn)確、零部件受損等問題，進(jìn)而幫助工作人員及時(shí)處理問題，避免對(duì)生產(chǎn)作業(yè)造成影響。此外，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用為自動(dòng)化檢測提供了便利，它能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)的不足。例如，在數(shù)控機(jī)床采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等能夠及時(shí)了解設(shè)備受損情況，采用專家系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)零件斷裂、配合件間隙增大等問題[10]。

3.2 柔性數(shù)控技術(shù)

在機(jī)械加工領(lǐng)域，柔性數(shù)控技術(shù)具有極高的應(yīng)用價(jià)值，它以工藝設(shè)計(jì)為先導(dǎo)，以數(shù)控技術(shù)為核心，可以自動(dòng)化地完成企業(yè)多品種、多批量的加工、制造、裝配、檢測等。此外，柔性數(shù)控技術(shù)可以與其他先進(jìn)技術(shù)融合應(yīng)用，如監(jiān)控技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的有效監(jiān)控，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語

綜上所述，工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大支柱產(chǎn)業(yè)，工業(yè)的發(fā)展水平能夠充分體現(xiàn)國家的綜合實(shí)力，因此需要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)發(fā)展的重視，不斷推動(dòng)工業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。在現(xiàn)代機(jī)械加工中采用數(shù)控加工技術(shù)能夠顯著提高加工的效率與質(zhì)量，隨著對(duì)數(shù)控加工技術(shù)研究的不斷深入，它目前已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，這對(duì)推動(dòng)我國工業(yè)發(fā)展具有重要意義。

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