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        數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究

        2016-12-28 13:26:54徐靈巖太原理工大學(xué)
        大陸橋視野 2016年16期
        關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù)機(jī)械生產(chǎn)

        徐靈巖/太原理工大學(xué)

        數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究

        徐靈巖/太原理工大學(xué)

        進(jìn)入新時(shí)期以來(lái),隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步,機(jī)械制造業(yè)以其廣泛的應(yīng)用范圍影響著國(guó)家工業(yè)的發(fā)展,而數(shù)控技術(shù)作為機(jī)械制造自動(dòng)化的關(guān)鍵,直接關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以我們要大力發(fā)展壯大機(jī)械制造業(yè),以適應(yīng)不斷發(fā)展的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)環(huán)境和不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)需求。

        數(shù)控技術(shù);機(jī)械制造;應(yīng)用

        前言

        在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中,機(jī)械制造業(yè)越來(lái)越引起大家的關(guān)注,其影響力逐步加大。在機(jī)械制造技術(shù)自動(dòng)化中,數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵。數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步能夠更好的推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的蓬勃發(fā)展,也能帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)水平的穩(wěn)步提高。所以說(shuō),進(jìn)一步探討數(shù)控技術(shù)能夠帶來(lái)很多益處,不僅僅可以帶動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,還能提升我國(guó)的綜合國(guó)力。

        一、數(shù)控技術(shù)的原理及技術(shù)裝備

        數(shù)控技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)CNC)指?jìng)鹘y(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)計(jì)算機(jī)控制機(jī)械設(shè)備的角度、速度和位置等機(jī)械量以及與機(jī)械能量流向有關(guān)的開(kāi)關(guān)量。CNC系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分:CNC裝置、輸入裝置、輸出裝置、軟件和速度控制單元等。作為CNC的核心CNC裝置的工作原理是把機(jī)床加工相關(guān)信息輸入其中,經(jīng)過(guò)專(zhuān)用電子計(jì)算機(jī)處理,再輸出到各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路;同時(shí),應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,以實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程操作的精準(zhǔn)化。先進(jìn)的數(shù)控裝備是保證數(shù)控加工精度、效率和自動(dòng)話(huà)的基礎(chǔ)。數(shù)控裝備主要包括自動(dòng)控制及智能化的數(shù)字伺服技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、精密檢測(cè)及智能化的傳感技術(shù)等。

        二、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

        結(jié)合實(shí)踐來(lái)看,數(shù)控技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,并涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的多種領(lǐng)域,對(duì)此筆者將對(duì)一些重點(diǎn)應(yīng)用進(jìn)行探究。

        (一)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用

        機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造行業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)和重要組成部分,具有無(wú)可替代的重要地位,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,為機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),機(jī)械制造業(yè)向著自動(dòng)化和數(shù)字化的方向發(fā)展,使機(jī)電一體化成為現(xiàn)實(shí),對(duì)于數(shù)控機(jī)床的控制能力也提出了更高的要求。數(shù)控機(jī)床是機(jī)械設(shè)備和計(jì)算機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物,通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)控制,將生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在介質(zhì)中,然后發(fā)出相應(yīng)的指令,控制系統(tǒng)接收到指令后,完成對(duì)機(jī)床生產(chǎn)的控制。很多繁雜的操作,如啟動(dòng)冷卻泵、刀具選擇、主軸速度等,都可以通過(guò)軟件設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備,不僅帶動(dòng)了制造行業(yè)的發(fā)展,同時(shí)實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的繁榮與發(fā)展。

        (二)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

        在實(shí)際生產(chǎn)中,數(shù)控技術(shù)主要用在各種機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線(xiàn)上(例如:食品加工制造、造紙印刷、玩具制造等等),或者運(yùn)用于不利于人類(lèi)操作的環(huán)境下(例如:金屬冶煉業(yè)、煤礦勘探業(yè)、石油開(kāi)采業(yè)、有毒化學(xué)品制造業(yè)等),完成人類(lèi)難以完成的各種工作。工業(yè)生產(chǎn)中,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用有各種各樣的好處:可以很好改善勞動(dòng)條件,提高安全生產(chǎn)的效率,節(jié)省勞動(dòng)力成本,用最少的成本實(shí)現(xiàn)高收益,機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品,是由統(tǒng)一的系統(tǒng)發(fā)出相同的原始數(shù)據(jù),由數(shù)據(jù)指導(dǎo)設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品,所以產(chǎn)品基本無(wú)差異。在實(shí)際生產(chǎn)中,主要是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制,讓生產(chǎn)設(shè)備按照既定的程序,產(chǎn)生制造的動(dòng)作,如果在生產(chǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤或者發(fā)生故障,傳感系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)把錯(cuò)誤的信息傳達(dá)給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),并發(fā)出報(bào)警信號(hào)和相應(yīng)的停止保護(hù)動(dòng)作。所以一部分企業(yè)在使用數(shù)控技術(shù)之后,仍然聘用一小部分工人對(duì)設(shè)備實(shí)施監(jiān)督,幫助設(shè)備更好地完成規(guī)定的操作,并及時(shí)在故障出現(xiàn)的時(shí)候,進(jìn)行檢修或者使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作。

        (三)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

        采煤業(yè)的利潤(rùn)通常情況下非??捎^,這在一定程度上促進(jìn)了采煤業(yè)的迅猛發(fā)展,也帶動(dòng)了采煤機(jī)械自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)與發(fā)展;但是由于開(kāi)采環(huán)境的各異,現(xiàn)代自動(dòng)化采煤設(shè)備更新速度快,采煤生產(chǎn)設(shè)備的品種也復(fù)雜多樣,而且大多是小批量生產(chǎn),如果使用數(shù)控切割,代替過(guò)去傳統(tǒng)的方法,用龍骨板程序?qū)Σ擅簷C(jī)葉片、滾筒等下料,很好地解決傳統(tǒng)工藝無(wú)法解決的下料等問(wèn)題。在實(shí)際煤礦生產(chǎn)中,使用數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在:提高采煤機(jī)的切割速度,提高采煤的速度,在一定時(shí)間內(nèi),采煤機(jī)的切割葉片可以完成更多的采集工作,而且質(zhì)量一般非??煽?,比傳統(tǒng)的采煤方式效果更好,從而更好完成采礦工作。另外,機(jī)械自動(dòng)化采煤也避免了煤礦安全事故,因?yàn)槎际菣C(jī)械化采煤,降低了工人生命財(cái)產(chǎn)事故發(fā)生的概率,提高了安全生產(chǎn)效率。與此同時(shí),數(shù)控氣割機(jī)通常情況下都有自動(dòng)可調(diào)的切縫補(bǔ)償裝置,這樣可以通過(guò)人工調(diào)節(jié)切縫的補(bǔ)償情況來(lái)精確控制產(chǎn)品毛坯件加工的余量。更好地完成資源配置,提高利潤(rùn)。

        (四)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用

        近年來(lái),汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的勢(shì)頭不可阻擋。通過(guò)加入數(shù)控技術(shù),讓制作汽車(chē)零部件變得輕松起來(lái),大大提高了制作速度,展現(xiàn)了汽車(chē)工業(yè)強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)使用高速數(shù)控機(jī)床,實(shí)現(xiàn)了最先進(jìn)的汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn),性能更佳、效率更高,讓產(chǎn)品更新的速度越來(lái)越快。汽車(chē)工業(yè)開(kāi)始走高效生產(chǎn)的路線(xiàn),完全舍棄了以往的經(jīng)濟(jì)規(guī)模,并實(shí)現(xiàn)了快速制造繁瑣零部件的功能。通過(guò)集成制造、柔性制造、虛擬制造等數(shù)控技術(shù)的廣泛使用,汽車(chē)工業(yè)開(kāi)始向更高、更快發(fā)展。

        (五)航空和宇航工業(yè)

        數(shù)控技術(shù)還在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域中有所應(yīng)用,有一些特殊的零部件為薄壁和薄筋需要加工,材料可能為鋁或者鋁合金,質(zhì)地要比一般金屬軟,所以我們通常在高切削速度和切削力很小的情況下,才能很好地對(duì)這些筋壁進(jìn)行加工,這是我國(guó)傳統(tǒng)切削工藝很難做到的,正因?yàn)槿绱耍瑪?shù)控技術(shù)高速、高精、高柔性的特點(diǎn)正符合這種切削工藝的要求,應(yīng)用數(shù)控技術(shù),可以使切割能夠順利地進(jìn)行,節(jié)省了資源,提高了效率。

        三、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢(shì)

        數(shù)控技術(shù)已經(jīng)擁有了五十多年的歷史,如今開(kāi)放式計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)完全取代了以往的封閉式數(shù)控系統(tǒng)。它的優(yōu)勢(shì)更是不容忽視,不一樣的平臺(tái)上都可以應(yīng)用自如,同時(shí),還能讓管理和操作變得更加便利,性?xún)r(jià)比較優(yōu)。面對(duì)未來(lái),數(shù)控技術(shù)依然會(huì)不斷發(fā)展進(jìn)步,開(kāi)始走智能化、自動(dòng)化的道路,從而以高效的質(zhì)量來(lái)占據(jù)市場(chǎng)。高柔性、高精度、高速度將是未來(lái)的發(fā)展方向,這也是機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,最終不斷趨于人性化和智能化。不斷提升自動(dòng)控制能力和處理能力,改進(jìn)機(jī)床的原始構(gòu)造,轉(zhuǎn)動(dòng)精度和剛度不斷提升,減少重量和體積,并不斷增加使用壽命,確保物美價(jià)廉,這就是未來(lái)的走向。同時(shí),還要研發(fā)出最先進(jìn)的傳感技術(shù),確保速度、精度、實(shí)時(shí)控制力都能得到最佳。

        四、結(jié)束語(yǔ)

        總而言之,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械制造行業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格,數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的有效管理也是機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量的保障,所以我們應(yīng)充分重視數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造企業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展問(wèn)題,解決現(xiàn)階段數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造企業(yè)中技術(shù)難關(guān),保證數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展,生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品,為人類(lèi)提供服務(wù)。

        [1] 周春雷. 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J]. 科技創(chuàng)業(yè)家, 2014(4).

        [2] 向中平. 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J]. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊, 2015(9).

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