孫大森　王強

摘 要：以計算機技術為核心的數(shù)控技術的普及和廣泛應用，推動了傳統(tǒng)機械制造業(yè)向現(xiàn)代機械制造業(yè)的轉變，數(shù)控技術支撐下的現(xiàn)代機械制造業(yè)具有較高的柔性，能夠滿足小批量、多品種的應用需求，具有更強大更精確的加工能力，本文分析了數(shù)控技術在機床設備、木材加工、工業(yè)生產、采煤機器制造等方面的應用，并對其應用前景進行了展望。

關鍵詞：機械制造業(yè)；數(shù)控技術；應用；展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.007

1 引言

以計算機為主導的現(xiàn)代科學技術推動了傳統(tǒng)機械制造業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代機械制造業(yè)面臨著多品種、小批量的需求環(huán)境，同時產品交付周期縮短、產品質量要求較高，要求其必須具備一定的柔性?，F(xiàn)代數(shù)控技術在機械制造業(yè)中的應用增強了其對新的需求環(huán)境的適應能力，并提高了產品的市場競爭能力，現(xiàn)代數(shù)控技術有效地提升了機械制造業(yè)的可靠性、功能和效率，因此有著十分可觀的應用前景。

2 數(shù)控技術及其應用優(yōu)勢

現(xiàn)代數(shù)控技術是以計算機技術為支撐，以計算機數(shù)字信息的形式對機械制造和操作過程進行控制的技術，集網(wǎng)絡通信技術、計算機技術、機械制造技術、光電技術、傳感技術等于一體，具有自動化、精度高、柔性強、效率高等優(yōu)點。

數(shù)控技術在機械制造業(yè)中的應用極大地提高了機械制造的靈活性和設備運轉操作的效率，具體表現(xiàn)在：可以快捷方便地修改加工工藝參數(shù)，增強了產品創(chuàng)新能力和提高了批次加工能力；提高了產品加工的精度、縮短了輔助時間的消耗；可以高質量的完成具有復雜幾何構型的零部件的加工；使用模塊化的標準工具，縮減了換刀及安裝時間，提高了工具標準化模塊化水平。

3 數(shù)控技術在機械制造業(yè)中的應用

3.1 在機床設備上的應用

機械機床設備是現(xiàn)代機械制造業(yè)的基本工具和核心技術，機床設備作為機電一體化的重要組成部分必須具有符合要求的自動化控制能力。計算機數(shù)控技術的發(fā)展為現(xiàn)代機械制造業(yè)的機床設備自動化控制提供了良好的技術手段，將相應的控制裝置安裝在機床設備上，用數(shù)控技術對機床設備進行控制，可以人為地輸入命令的方式對機床的操作動作進行控制，它將加工工件和刀具之間的位置距離、刀具選擇、主軸變速大小、冷卻泵的開關等各種操作動作和順序以數(shù)字信息的信息存儲在控制器存儲中，根據(jù)既定程序發(fā)出命令來控制機床的伺服系統(tǒng)或操作元件。

3.2 在木材加工上的應用

木材加工中比較常見的數(shù)據(jù)機床設備主要有：數(shù)控鏤銑機，有1-6個高速運轉的主軸電機，每個主軸既可以單獨工作又可以聯(lián)動協(xié)同工作，可以同時實現(xiàn)對多個部件的加工，具有較高的工作效率；數(shù)控加工中心，可以實現(xiàn)三軸聯(lián)動、四軸聯(lián)動或無軸聯(lián)動，有1-2套高速運轉的主軸電機，能夠實現(xiàn)自動更換刀具的功能；縮放雕刻機，其有機械手進行控制，有2-16個刀軸，可以實現(xiàn)對具有圓柱面或平面形狀的工件進行批量成比例的縮放式雕刻；機器人雕刻機，在數(shù)控技術控制下進行全自動操作，可以對固定的工件進行表面雕刻；數(shù)控帶鋸機，可以兩軸聯(lián)動，可以實現(xiàn)對板材的曲線加工；全自動噴漆系統(tǒng)，能夠對移動或固定的工件進行表面噴漆。

3.3 在工業(yè)生產上的應用

數(shù)控技術應用到工業(yè)生產上就是工業(yè)機器人，其是由控制模塊、驅動模塊和執(zhí)行模塊所構成，主要在機器設備的生產線上使用，執(zhí)行焊接、裝配、噴漆等方面的操作，也有使用在復雜惡劣的勞動環(huán)境中，比如太空、深水作業(yè)等，它可以通過機械手實現(xiàn)對工件的抓取、搬運等操作，其在汽車裝配、噴漆、集裝箱的搬運等方面發(fā)揮了重要作用。實際操作中工業(yè)機器人的控制單元由計算機系統(tǒng)組成，控制機器人根據(jù)寫入的程序命令向驅動模塊發(fā)出指令以完成預先設置的動作，同時負責執(zhí)行動作的檢測，一旦出現(xiàn)異常，由傳感系統(tǒng)反饋到控制模塊，發(fā)出警報并做出相應的保護性行為，執(zhí)行模塊由機械構件或伺服系統(tǒng)所組成，執(zhí)行模塊在動力系統(tǒng)的支持下完成指令所規(guī)定的操作行為。

3.4 在采煤機器制造方面的應用

適應不同地質煤質情況的采煤機器品種較多，屬于小批量生產的類型，不同機殼的毛坯生產多采用焊接件的形式，這在傳統(tǒng)的機械加工下難以實現(xiàn)，而使用數(shù)控氣割技術和龍骨板程序可以很好的處理滾筒、采煤機葉片下料等問題，不僅可以獲得較快的切割速度，而且一些工件的焊接坡口可以直接割出，是的生產效率大為提高。數(shù)控氣割機的切縫補償裝置自動可調，它可以對構件的實際輪廓外形進行程序化的控制，這樣就可以借助切縫補償值的調節(jié)來實現(xiàn)對毛坯件加工余量的精確控制。比如在采煤機的銷軌輪，其外形呈現(xiàn)擺線齒形，具有較深的切槽，加工余量較大，而普通銑床的加工余量不均勻，使用數(shù)控銑床就可以對該問題進行精確的控制。切削加工中可以對形狀復雜、精度較高的工件進行加工，采煤機的浮動油封在實際工作中要求內環(huán)凸曲面與外環(huán)凹曲面的密封圈具有相等的壓縮量，這樣均勻的壓縮接觸面積才能滿足密封的要求，因此內外環(huán)凸凹曲面的加工精度要求較高，使用數(shù)控機床加工，可以容易地保證其曲面精度，滿足使用要求。在采煤機減速構件中，其行星架等分孔的等分精度和同軸精度對整個機器的使用壽命和傳動精度等都有直接影響，使用數(shù)控機床進行行星架的加工，既可以保證工件的精度要求，又可以提高加工效率。

4 展望

機械制造自動化的關鍵在于數(shù)控技術的應用，它會直接影響到一個國家機械制造工業(yè)的發(fā)展水平和生產力水平，甚至某種程度上講以數(shù)控技術為核心的機械制造業(yè)水平已經(jīng)成為了衡量一個國家技術水平的重要標準，所以在機械制造業(yè)中廣泛推廣和使用數(shù)控技術，具有重要的應用價值和戰(zhàn)略價值。

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