黎飛云

（吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 吉安 343000）

機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用探究

黎飛云

（吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 吉安 343000）

通過對數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可提升機(jī)械制造的效率，保障制造質(zhì)量，在機(jī)械制造與發(fā)展過程中具有至關(guān)重要的作用與價值。只有不斷加強(qiáng)對機(jī)械制造當(dāng)中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用研究，方可促使機(jī)械制造取得不斷進(jìn)步與發(fā)展。文章就基于對機(jī)械制造業(yè)實際發(fā)展情況的分析，討論了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢，希望能夠為有關(guān)機(jī)械制造的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用提供一些參考。

機(jī)械制造；數(shù)控技術(shù)；應(yīng)用

隨著相關(guān)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位價值與作用日漸增強(qiáng)，而數(shù)控技術(shù)則是實現(xiàn)機(jī)械制造自動化的關(guān)鍵條件，增強(qiáng)對數(shù)控技術(shù)的研究與應(yīng)用將直接促進(jìn)制造業(yè)的快速發(fā)展，并促使有關(guān)技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展得以更好的發(fā)展。因而，就機(jī)械制造當(dāng)中對于數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用展開有關(guān)探討，對于我國的機(jī)械制造業(yè)發(fā)展而言意義重大，文章將就機(jī)械制造業(yè)的行業(yè)現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上，重點就數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的具體應(yīng)用展開深入的分析與探討。

1 機(jī)械制造行業(yè)現(xiàn)狀

機(jī)械制造包括了產(chǎn)品由選材、加工、裝配、調(diào)試、包裝及運輸?shù)纫徽麄€過程。近些年來我國的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)取得了巨大的發(fā)展與進(jìn)步，生產(chǎn)能力也大幅度提升，規(guī)模日漸增大，但是在技術(shù)方面與西方發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距，因此提升我國的機(jī)械制造水平已經(jīng)成為了機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的唯一途徑。當(dāng)前，現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)由傳統(tǒng)的制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為了集自動化與機(jī)械化于一體的現(xiàn)代型制造產(chǎn)業(yè)，憑借機(jī)械采取高精度、高難度、高速度的復(fù)雜加工操作，并通過對主控制器的操控來實現(xiàn)加工過程的全自動化。機(jī)械自動化不但可確保加工精度滿足于相關(guān)要求，同時還可規(guī)避人工操作所帶來的重大危險，提升加工效率，促使機(jī)械制造業(yè)能夠大規(guī)模、高質(zhì)量的進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)制造業(yè)所存在的缺陷與不足，特別是生產(chǎn)多種類、高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品之時，只有利用自動化的機(jī)械制造方可滿足于市場需要。

數(shù)控技術(shù)中牽涉有計算機(jī)、自動化控制、現(xiàn)代機(jī)械制造、微電子、信息處理、測量等多種現(xiàn)代學(xué)科，是一門綜合性極強(qiáng)的技術(shù)門類，通過應(yīng)用數(shù)控技術(shù)可實現(xiàn)機(jī)械制造的高精度、高效率以及安全化等多方面的需求，是實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、集成化的核心基礎(chǔ)，對于機(jī)械制造的發(fā)展意義重大，因此在機(jī)械制造當(dāng)中有著十分廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景。

2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的具體應(yīng)用

（1）在機(jī)械制造中的應(yīng)用。自20世紀(jì)50年代計算機(jī)技術(shù)被應(yīng)用到機(jī)械制造領(lǐng)域中以后，機(jī)械制造當(dāng)中的數(shù)控技術(shù)便取得了十分快速且深入的發(fā)展，由數(shù)控銑床到數(shù)控車床、鉆床、鏜床、線切割機(jī)床到數(shù)控彎管機(jī)、板材加工中心、數(shù)控沖床等多個方面，直接推動了CAD等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，促使CAPP技術(shù)也得以出現(xiàn)。

在微電子技術(shù)的驅(qū)動之下，數(shù)控技術(shù)也取得了極大的提升與豐富，不但實現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床自動交換刀具、工件，同時也在數(shù)控機(jī)床間加設(shè)托盤站構(gòu)成了柔性制造區(qū)間，達(dá)到了對于數(shù)控機(jī)床、傳送帶工業(yè)機(jī)器人等制造系統(tǒng)的建立，確定了柔性制造線。伴隨著相關(guān)網(wǎng)絡(luò)、信息以及自動化等技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)之上，促使傳統(tǒng)企業(yè)內(nèi)部各環(huán)節(jié)原本互相獨立的制造流程，憑借計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，建立起了一個相對較為完備的集成制造系統(tǒng)，促成了機(jī)械制造整體的動態(tài)最優(yōu)化。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造當(dāng)中所發(fā)揮出的價值作用遠(yuǎn)不止上述內(nèi)容，但是僅憑這幾點便可較為準(zhǔn)確的了解到數(shù)控技術(shù)對于機(jī)械制造所產(chǎn)生的影響，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造之中的具體應(yīng)用將促使現(xiàn)代機(jī)械制造也在強(qiáng)大的數(shù)控技術(shù)支持

下取得不斷的突破發(fā)展。

（2）在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用。煤礦開采行業(yè)對于采煤設(shè)備的性能要求相對較高，受到煤礦開采環(huán)境的制約影響，采煤機(jī)設(shè)備的種類相對較多，而其中絕大多數(shù)均為小批量生產(chǎn)，機(jī)殼毛坯大多采用焊件生產(chǎn)，若采用傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)難以改善目前單件下料問題，應(yīng)用數(shù)控技術(shù)便可借助于龍骨板程序來下料，可實現(xiàn)對套料選用方案的優(yōu)化。數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械當(dāng)中的應(yīng)用不但可提升采煤機(jī)工作效率，還可促使生產(chǎn)過程能夠被有效的控制，確保機(jī)械加工效果，促使采礦任務(wù)可更快更好地完成，同時亦可規(guī)避由于人工誤操作所帶來的巨大危險性，能夠顯著降低煤礦生產(chǎn)安全事故的發(fā)生幾率，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益全面得以提升。

（3）在汽車工業(yè)中的應(yīng)用。近些年來我國的汽車產(chǎn)業(yè)也取得了極大的發(fā)展與進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了汽車零部件制造工作效率的全面提升，為推動我國汽車工業(yè)的發(fā)展競爭力作出了重大貢獻(xiàn)。通過對高速加工中心等各類高速數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，建立起了現(xiàn)代化的汽車工業(yè)生產(chǎn)線，不但實現(xiàn)了生產(chǎn)的高效化，同時還具備高柔性的優(yōu)秀特質(zhì)，能夠滿足于產(chǎn)品及時更新的市場需求，促使企業(yè)工業(yè)可由傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模轉(zhuǎn)變成為多個種類的高效化生產(chǎn)，并給予復(fù)雜零部件的快速制造創(chuàng)造出巨大的便利性條件，通過對于虛擬制造、柔性制造、集成制造等數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用能夠更加快速地促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

（1）數(shù)控裝置。在數(shù)控裝置當(dāng)中需同時具備對各項指令的高速處理能力及對數(shù)據(jù)信息的快速反應(yīng)能力，當(dāng)前高速主軸單元轉(zhuǎn)速已經(jīng)超過100000r/min，而在運動部件的加減速性能要求則更為嚴(yán)苛，當(dāng)前其移動速度已經(jīng)超過120m/min，工作進(jìn)給速度超過60m/min，同時高速處理技術(shù)因為CPU的更新迭代已經(jīng)達(dá)到千兆MHz，運行速度也大幅度提升，在分辨率處于0.01μm之時仍舊可達(dá)到較快的進(jìn)給速度。另外，鑒于個人計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)的軟件資源已經(jīng)十分豐富，功能也十分強(qiáng)大，使數(shù)控系統(tǒng)的成本也愈發(fā)低廉，在PC平臺之上的開放性數(shù)控系統(tǒng)具備極高的可靠性，目前已經(jīng)越來越被人們所重視，但是在標(biāo)準(zhǔn)、編程、操作系統(tǒng)、樣機(jī)等多個方面仍需開展進(jìn)一步的研究。

（2）機(jī)械結(jié)構(gòu)與數(shù)控編程技術(shù)。為了減小機(jī)械結(jié)構(gòu)體積，目前大多會選用機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，同時利用萬能回轉(zhuǎn)銑頭、自動交換刀具、動力刀架、數(shù)控夾盤等來提升機(jī)械自動化程度，針對伺服系統(tǒng)的機(jī)電匹配也可實現(xiàn)優(yōu)化，提升動態(tài)特性。

在編程當(dāng)中，利用CNC裝置促使在線編程成為了主要的編程方式，可利用圓切削、宏程序設(shè)計、藍(lán)圖編程等相關(guān)程序編制功能，利用小型工藝數(shù)據(jù)庫便可對幾何及工藝信息做到同時處置，促使編程水平得以全面提升。

4 結(jié)語

總而言之，在機(jī)械制造過程中數(shù)控技術(shù)的地位價值至關(guān)重要，其不但促進(jìn)了機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，同時也促使我國的綜合國力得以顯著提升。伴隨著相關(guān)科技的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也迎來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，相信在不久的將來我國的數(shù)控技術(shù)必將會追上并超越西方發(fā)達(dá)國家，并將為我國綜合國力的增強(qiáng)以及人民生活水平的提升做出更加重大的貢獻(xiàn)。

圖1 激光在線測量原理

系統(tǒng)設(shè)計過程中，選擇合適的發(fā)射端光源是其中的關(guān)鍵。發(fā)射端光源的選擇要求具備良好的方向性，較小的發(fā)散角和較小的光斑。激光作為一類光源，十分符合測量工作的需要，一般在實際運用過程中，出于對整個系統(tǒng)尺寸和功耗等因素的考慮，半導(dǎo)體激光二極管一般作為首選。較之傳統(tǒng)激光二極管，這類二極管具備很多優(yōu)點，諸如較長的壽命、較高的效率，但這類二極管線性差，輸出功率過小，因此，這類二極管更多的出現(xiàn)在自動控制技術(shù)中。在激光打印機(jī)、光通訊等小功率設(shè)備中有著極為廣泛的應(yīng)用。

光電二極管（PD）是光電接收端的主要接收器，PD是一類半導(dǎo)體器件，是由一個PN結(jié)組成的具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體器件。與普通二極管比較，設(shè)計光電二極管的過程中，需要盡可能的增大它PN結(jié)的面積，進(jìn)而方便入射光的接收。由于光電二極管的工作狀態(tài)為反向電壓，有光照時，光電流能夠迅速增大至幾十微安；相反的，其暗電流則十分微弱。光電二極管的工作原理主要是依據(jù)光強(qiáng)度的變化而發(fā)生變化，反向電流的強(qiáng)度與光強(qiáng)度呈正比關(guān)系，因此，光強(qiáng)度的改變必然引起PD電流的變化，進(jìn)而幫助該接收器完成光電信號的轉(zhuǎn)化。光電二極管有多種類型，其中最為主要的有APD（雪崩光電二極管），普通的PD二極管和PIN光電二極管。

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Research on Numerical Control Technology Application in M echanical M anufacturing

LI Fei-yun
（Ji'an Vocational and Technical College，Ji'an，Jiangxi 343000，China）

The application of numerical control technology can improve the efficiency of themachinerymanufacturing and ensuremanufacturing quality，which playsa vital role and value in the process ofmachinerymanufacturing and development.Only by constantly strengthening the numerical control technology application research ofmechanicalmanufacturing can prompt continuous progress and developmentofmachinerymanufacturing.The paperanalyzes actual developmentofmachinerymanufacturing，discusses the application and development trend ofnumericalcontrol technology，hoping to provide some

for relatedmachinerymanufactureofnumericalcontrol technology application.

mechanicalmanufacturing；numericalcontrol technology；application

TG659

A

2095-980X（2016）11-0024-02

2016-10-17

黎飛云（1964-），男，湖南瀏陽人，大學(xué)本科，助理講師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化。