略談數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化車輛機(jī)械制造中的應(yīng)用

李躍

江蘇新?lián)P新材料股份有限公司，中國·江蘇 揚(yáng)州 225000

數(shù)控技術(shù)在車輛制造中有效引入可以更好地提高汽車制造的效率和質(zhì)量，推動(dòng)汽車制造業(yè)的發(fā)展，論文把目光集中于此，主要討論了數(shù)控技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)，分析了數(shù)控技術(shù)在車輛機(jī)械制造中的具體應(yīng)用，闡述了數(shù)控技術(shù)在車輛機(jī)械制造中應(yīng)用的保障措施。希望通過論文的探討和分析可以為相關(guān)單位提供更多的參考與幫助，更好地發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升車輛機(jī)械制造效率和質(zhì)量，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

數(shù)控技術(shù)；自動(dòng)化；車輛機(jī)械制造；應(yīng)用路徑

1 引言

數(shù)控技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)等相應(yīng)信息技術(shù)的融合性產(chǎn)物，可以為制造業(yè)發(fā)展提供更多的助力，工作人員可以利用數(shù)控技術(shù)來完成設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)軌跡的控制與管理，一般情況下，在數(shù)控技術(shù)分析的過程當(dāng)中，可以從機(jī)床本體、數(shù)控系統(tǒng)、外圍技術(shù)三個(gè)角度來展開分析，其中基層本體主要負(fù)責(zé)的則是接收控制指令，并根據(jù)指令完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)。數(shù)控系統(tǒng)則可以通過現(xiàn)場監(jiān)測(cè)來讓工作人員更好地明確生產(chǎn)情況，在此基礎(chǔ)之上結(jié)合生產(chǎn)目標(biāo)調(diào)節(jié)控制指令。外圍技術(shù)的主要功能是保障數(shù)控系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，具有信號(hào)傳遞等相應(yīng)的功能。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)化車輛機(jī)械制造中既符合于數(shù)控技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)也滿足于自動(dòng)化車輛機(jī)械制造的實(shí)際需求。

2 數(shù)控技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)

2.1 高效性

數(shù)控技術(shù)在車輛機(jī)械制造中應(yīng)用可以進(jìn)一步提高工作效率，相較于傳統(tǒng)人工操作的方式，數(shù)控技術(shù)的融入可以有效替代人力完成一些簡單且重復(fù)性相對(duì)較高的零件加工和組裝工作，同時(shí)數(shù)控技術(shù)可以通過算法調(diào)整、系統(tǒng)控制保障工作落實(shí)的精密性，因此也可以勝任一些精密度相對(duì)較高、程序相對(duì)而言較為復(fù)雜的工作，這可以有效降低該部分工作對(duì)于人力的依賴性，同時(shí)相較于人工生產(chǎn)，機(jī)械生產(chǎn)的效率更高且質(zhì)量更好，產(chǎn)品合格率也相對(duì)較高，這可以促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的迅速發(fā)展。

2.2 便捷性

數(shù)控技術(shù)繼承了計(jì)算機(jī)技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以在機(jī)械制造的過程當(dāng)中通過計(jì)算機(jī)完成遠(yuǎn)程操控，進(jìn)而有效地降低自動(dòng)化車輛機(jī)械制造的難度，工作開展會(huì)變得更加高效，同時(shí)工作流程也會(huì)因?yàn)閿?shù)控技術(shù)的加入得到有效簡化，進(jìn)而更加便攜高效地完成汽車機(jī)械制造工作。數(shù)控技術(shù)可以融入汽車機(jī)械制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，為流水線優(yōu)化、操作程序調(diào)整以及工作問題的減少和工作質(zhì)量的提升提供更多的助力，在數(shù)控技術(shù)支持下汽車機(jī)械制造工作在實(shí)踐落實(shí)的過程當(dāng)中更加簡單快捷。

2.3 經(jīng)濟(jì)性

數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化車輛機(jī)械制造中應(yīng)用對(duì)于提高相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益可以起到較高的幫助和影響，一方面數(shù)控技術(shù)的融入可以更好地提高自動(dòng)化車輛機(jī)械制造工作的效率和質(zhì)量，這樣則可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)大批量生產(chǎn)，尤其是可以為精密度相對(duì)較高的零部件制作提供更多的助力，同時(shí)也可以有效降低在零件制造過程當(dāng)中對(duì)于人力的依賴性，有效降低人力成本和時(shí)間成本，進(jìn)一步提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

3 數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化車輛機(jī)械制造中的應(yīng)用

3.1 汽車零部件加工

在過去為了提高生產(chǎn)效率，車輛機(jī)械制造企業(yè)在零部件加工的過程當(dāng)中往往更加強(qiáng)調(diào)規(guī)模化量產(chǎn)化，以提高批次產(chǎn)品產(chǎn)量為中心提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，但是隨著時(shí)間的推移，市場中車輛的類型變得越來越多，對(duì)于零件的要求也變得越來越多元化，在這樣的背景下車輛機(jī)械制造企業(yè)想要獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，占得更多的市場份額，就需要實(shí)現(xiàn)多品類、小批量、小規(guī)模的生產(chǎn)制造，這就意味著在零部件加工的過程當(dāng)中對(duì)于生產(chǎn)線的靈活性提出了更高的要求，傳統(tǒng)的工作方法和生產(chǎn)技術(shù)無法滿足現(xiàn)階段汽車零部件的加工需要，而數(shù)控技術(shù)的有效應(yīng)用則可以較好地解決這一問題[1]。

企業(yè)可以以數(shù)控技術(shù)為要點(diǎn)核心構(gòu)建柔性化制造系統(tǒng)，柔性化制造系統(tǒng)可以以企業(yè)的生產(chǎn)制造需求和市場需要為導(dǎo)向調(diào)節(jié)系統(tǒng)算法，進(jìn)而滿足多品種、小批量的零部件加工工作需要，工作人員可以利用數(shù)控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工藝調(diào)整，加工不同類型的汽車零部件。相較于傳統(tǒng)的剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線，數(shù)控技術(shù)支持下的柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線無疑更契合于現(xiàn)階段企業(yè)的零部件加工需要。

數(shù)控技術(shù)可以將多項(xiàng)制造工藝整合為技術(shù)密集型技術(shù)群，由系統(tǒng)完成自動(dòng)化控制與管理，進(jìn)而提高零件加工過程的管控能力，如果零件加工需求發(fā)生了轉(zhuǎn)變則會(huì)自動(dòng)觸發(fā)程序，降低了人工介入調(diào)整生產(chǎn)方式的難度，在提高零部件加工效率和精密度的同時(shí)更好地適應(yīng)企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的變化和需求。

3.2 汽車底盤生產(chǎn)

汽車底盤是車輛制造過程當(dāng)中十分關(guān)鍵的一環(huán)，汽車底盤需要具備較強(qiáng)的荷載能力，這樣才可以更好的保障汽車運(yùn)行的安全，而不同車型對(duì)于汽車底盤的需求是有所區(qū)別的，例如在汽車底盤制造的過程當(dāng)中其縱梁形狀、尺寸都有著鮮明的差異，這時(shí)則需要根據(jù)實(shí)際需要和生產(chǎn)需求調(diào)節(jié)生產(chǎn)方式[2]。

在過去汽車底盤生產(chǎn)中大多采用大噸位壓力機(jī)沖壓和搖臂鉆床劃線靠模的方式，這兩種生產(chǎn)方式在實(shí)踐應(yīng)用的過程當(dāng)中存在著較為鮮明的局限性，一方面在前期設(shè)備購入上所需要消耗的資源和成本相對(duì)較多，另一方面，在生產(chǎn)的過程當(dāng)中其生產(chǎn)周期是相對(duì)較長的，作業(yè)效率無法得到保障，但是數(shù)控技術(shù)的融入則可以較好地解決這一問題，可以通過引入焊接機(jī)器人、建設(shè)數(shù)控加工中心、建立縱梁數(shù)控沖孔生產(chǎn)線提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

首先從縱梁數(shù)控沖孔生產(chǎn)線的角度來分析，可以利用數(shù)控技術(shù)配合氣動(dòng)控制與光電技術(shù)，結(jié)合生產(chǎn)要求調(diào)節(jié)數(shù)控程序，在此之后做好物料準(zhǔn)備，工作系統(tǒng)會(huì)控制設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，完成自動(dòng)化下料、自動(dòng)化廢料輸出，進(jìn)而完成縱梁沖孔加工作業(yè)。相較于傳統(tǒng)技術(shù)方法，該種技術(shù)方法的優(yōu)勢(shì)是相對(duì)而言較為鮮明的，其在工作落實(shí)的過程當(dāng)中對(duì)于人力的依賴性相對(duì)較弱，并不需要人工介入來調(diào)整板料方向，工作人員只需要通過計(jì)算機(jī)操作即可以達(dá)到較好的生產(chǎn)效果，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、信息監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)加工問題時(shí)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)。

其次從焊接機(jī)器人的角度來分析，數(shù)控技術(shù)支持下工作人員可以利用數(shù)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程操縱焊接機(jī)器人下達(dá)控制指令，在保障加工的精密度同時(shí)有效提升生產(chǎn)效率，降低對(duì)于一線生產(chǎn)人員的依賴性，降低人工成本，同時(shí)在生產(chǎn)作業(yè)的過程當(dāng)中因?yàn)樽鳂I(yè)環(huán)境相對(duì)而言較為復(fù)雜惡劣，很容易會(huì)讓工作人員的身心健康受到較大影響，而數(shù)控技術(shù)配合焊接機(jī)器人則可以較好地避免這一問題[3]。

最后從數(shù)控加工中心的角度來分析，數(shù)控加工中心可以為復(fù)雜零件加工提供技術(shù)基礎(chǔ)，可以在生產(chǎn)加工的過程當(dāng)中自動(dòng)完成主軸加工刀具交換等相應(yīng)的工作，進(jìn)一步提高加工效率，相較于普通機(jī)床，數(shù)控加工中心支持下的工作效率能夠提升5 到10 倍。

3.3 高精度機(jī)械加工

上文中也有所提及，在自動(dòng)化車輛機(jī)械制造的過程當(dāng)中工作人員的工作效率和質(zhì)量往往會(huì)受到工作人員自身的專業(yè)素養(yǎng)、工作人員的身體素養(yǎng)、工作人員的情感狀態(tài)等多重因素的影響，這就導(dǎo)致傳統(tǒng)人工生產(chǎn)的方式生產(chǎn)質(zhì)量和效率無法得到保障，尤其是在高精度機(jī)械加工過程中很容易會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)失誤進(jìn)而帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，而數(shù)控技術(shù)則可以較好地解決高精度機(jī)械加工面臨的問題。數(shù)控技術(shù)支持下高精度機(jī)械加工對(duì)于人類的依賴性進(jìn)一步降低，可以在少人甚至無人干預(yù)的條件下完成高精度機(jī)械加工，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向數(shù)控機(jī)床發(fā)布指令，完成零件圖識(shí)別、工藝選擇、參數(shù)調(diào)整等相應(yīng)工作，同時(shí)也可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來分析生產(chǎn)是否存在質(zhì)量問題及時(shí)做出參數(shù)調(diào)整[4]。

3.4 復(fù)合機(jī)械加工

在車輛機(jī)械制造的過程中會(huì)涉及復(fù)雜的車輛零件加工，這時(shí)可以通過數(shù)控技術(shù)與五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)相配合的方式達(dá)到較好的生產(chǎn)效果，保證生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。數(shù)控技術(shù)可以將原本分布于五面加工機(jī)床的多功能主軸在同一數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行集成處理，發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)化調(diào)節(jié)控制功能，結(jié)合生產(chǎn)方案和控制方案調(diào)整輸出指令，進(jìn)而從不同垂直面落實(shí)加工作業(yè)，這可以有效解決傳統(tǒng)復(fù)合機(jī)械加工過程當(dāng)中所采用的機(jī)械設(shè)備占地空間大、運(yùn)轉(zhuǎn)要求嚴(yán)格、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜等相應(yīng)的問題，在降低工作難度的同時(shí)提高工作效率和工作質(zhì)量。

3.5 數(shù)控技術(shù)在汽車整車生產(chǎn)中的應(yīng)用

上文中所提及的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用大多集中于零部件加工當(dāng)中，但是數(shù)控技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)決定了其可以有效地覆蓋汽車制造的全過程，因此可以通過數(shù)控技術(shù)來優(yōu)化汽車生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)一條龍式加工。企業(yè)可以設(shè)置沖壓生產(chǎn)線、焊接線、涂裝線、總裝線四條生產(chǎn)線。沖壓生產(chǎn)線中數(shù)控技術(shù)可以結(jié)合汽車建設(shè)需求以及在汽車組裝過程當(dāng)中所需的零部件完成零部件的制造。作而在焊接線則可以將零部件進(jìn)行焊接處理。在涂裝線可以完成汽車部分零部件的噴涂組裝工作。在總裝線則可以按照既定程序和控制指令落實(shí)汽車組裝，進(jìn)而形成汽車成品。數(shù)控技術(shù)支持下汽車整車生產(chǎn)并不需要人工介入，同時(shí)工作的精準(zhǔn)度和工作的效率都可以得到有效提升，生產(chǎn)的成本也可以得到有效控制[5]。

4 數(shù)控技術(shù)在自動(dòng)化車輛機(jī)械制造中應(yīng)用的保障措施

4.1 采用自動(dòng)編程技術(shù)

事實(shí)上，數(shù)控技術(shù)在車輛機(jī)械制造中的應(yīng)用時(shí)間是相對(duì)較長的，但是在過去數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的過程當(dāng)中需要人工編程、手動(dòng)編程，這對(duì)相應(yīng)操作人員的技術(shù)要求是相對(duì)較高的，工作人員需要結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及加工圖紙和加工形狀在收集整合信息之后編寫程序，這時(shí)很容易會(huì)因?yàn)楣ぷ魅藛T個(gè)人因素的影響導(dǎo)致信息整合分析不到位，出現(xiàn)信息計(jì)算誤差的問題，進(jìn)而導(dǎo)致了在數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中很有可能會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障或者生產(chǎn)質(zhì)量受到了較大的影響，生產(chǎn)效率達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)，為了更好地解決這一問題則可以引入自動(dòng)編程技術(shù)，企業(yè)可以購買相應(yīng)的計(jì)算機(jī)專用軟件，如Powrmill、CAXA 等，發(fā)揮這些軟件系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，利用軟件系統(tǒng)完成編程，進(jìn)而保障數(shù)控系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有效解決手動(dòng)編寫程序誤差出現(xiàn)頻率相對(duì)較高的問題，進(jìn)一步保障生產(chǎn)質(zhì)量[6]。

4.2 引進(jìn)新型車輛機(jī)械加工設(shè)備

自動(dòng)編程技術(shù)在車輛機(jī)械制造過程當(dāng)中屬于軟件系統(tǒng)，而想要更好地發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高車輛機(jī)械加工效率和質(zhì)量，還需要加強(qiáng)硬件基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。近幾年來，隨著市場需求的不斷轉(zhuǎn)變，車輛類型變得越來越多，車輛機(jī)械加工的精密度要求也變得越來越高，這就意味著早期的數(shù)控機(jī)床和機(jī)械加工設(shè)備已經(jīng)逐漸無法滿足于現(xiàn)階段車輛機(jī)械加工的實(shí)際需求，這會(huì)直接影響生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的功能較為單一也無法滿足于柔性化生產(chǎn)的需求，為了更好的解決這一問題，相應(yīng)企業(yè)就需要加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，積極購入更多的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，提升機(jī)床的使用性能，進(jìn)而更好地發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，滿足市場多元化需求，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

4.3 培育數(shù)控人才

工作人員始終是工作開展的最終落腳點(diǎn)，工作人員的素養(yǎng)、能力、態(tài)度、意識(shí)將會(huì)直接影響工作落實(shí)的最終效果。為此，加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)、培育數(shù)控人才是十分必要的，企業(yè)一方面需要提高人才準(zhǔn)入門檻，招收更多具備專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)能力的專業(yè)型人才走入到對(duì)應(yīng)的工作崗位，另外一方面需要完善人才培訓(xùn)機(jī)制，通過系統(tǒng)化、理論化、周期性培訓(xùn)工作的落實(shí)來不斷地豐富相關(guān)工作人員的知識(shí)儲(chǔ)備，提高相關(guān)工作人員的工作能力，讓相關(guān)工作人員對(duì)于數(shù)控技術(shù)有更加全面的認(rèn)識(shí)和了解，能夠結(jié)合實(shí)際情況合理應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決實(shí)踐問題，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量[7]。

5 結(jié)語

數(shù)控技術(shù)在車輛機(jī)械制造中有效引入可以更好地提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，控制生產(chǎn)成本，具備便捷性、經(jīng)濟(jì)性和高效性優(yōu)勢(shì)，可以從汽車零部件加工、汽車底盤生產(chǎn)、高精度機(jī)械加工、復(fù)合機(jī)械加工以及汽車整車加工等多個(gè)角度來展開分析，發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)之上通過自動(dòng)編程技術(shù)的應(yīng)用、加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)、培育數(shù)控人才為數(shù)控技術(shù)效能的有效發(fā)揮提供更多保障。