徐夫雪

(河南經(jīng)濟(jì)貿(mào)易技師學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000)

1 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工業(yè)中的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展的時(shí)期，在指令語(yǔ)言編程技術(shù)、特種材料加工等方面已經(jīng)取得重大突破，我國(guó)機(jī)械加工水平、精密度、效率方面正穩(wěn)步追上德國(guó)、日本這些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。隨著客觀條件的成熟，數(shù)控技術(shù)在軟件硬件開(kāi)放化、實(shí)時(shí)智能化的方向上的研究已初有成效[1]。實(shí)時(shí)智能化可以更快地針對(duì)機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程中的工藝參數(shù)、加工過(guò)程控制、電機(jī)參數(shù)等進(jìn)行自適應(yīng)運(yùn)算。數(shù)控技術(shù)利用計(jì)算機(jī)程序完成了專(zhuān)業(yè)精密的控制工作，滿(mǎn)足了更大規(guī)?；臋C(jī)械制造需求。封閉落后的傳統(tǒng)機(jī)械加工業(yè)在數(shù)控技術(shù)加持下正向著智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)快速發(fā)展。

2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工業(yè)的應(yīng)用

2.1 工業(yè)生產(chǎn)

隨著工業(yè)4.0革命在國(guó)際舞臺(tái)上拉開(kāi)帷幕，作為當(dāng)前國(guó)際經(jīng)濟(jì)重要參與者的我國(guó)工業(yè)發(fā)展必須以智能化為目標(biāo)進(jìn)行革新才能跟上社會(huì)發(fā)展的新潮，以數(shù)控技術(shù)為代表的新型信息技術(shù)逐步在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)生活中提高應(yīng)用度已經(jīng)成為了必要[2]。機(jī)械加工業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)操作主要集中在原料采集與加工制造兩方面。在原料采集方面，有著“工業(yè)心臟”之稱(chēng)的機(jī)械工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境惡劣，相關(guān)工作人員一般都長(zhǎng)期處于高危、重污染的金屬冶煉、礦物資源開(kāi)采、化學(xué)藥劑生產(chǎn)等現(xiàn)場(chǎng)，生命財(cái)產(chǎn)安全無(wú)法得到保障，極易受到傷害。在加工制造方面，工廠都是采用流水線的工作模式，工作人員在勞動(dòng)過(guò)程中受工廠環(huán)境、工作時(shí)長(zhǎng)與重復(fù)性操作影響，容易產(chǎn)生疲勞感，降低工作效率，此過(guò)程中也易發(fā)生安全事故。而數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，讓機(jī)械手取代了原有的人力資源，深入到人類(lèi)無(wú)法適應(yīng)的惡劣環(huán)境中，接替低技術(shù)含量的重復(fù)性基礎(chǔ)工作。人工操作時(shí)容易發(fā)生疏忽或錯(cuò)誤操作而引發(fā)危險(xiǎn)，在數(shù)控技術(shù)介入后，計(jì)算機(jī)在檢測(cè)到程序錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)立刻上報(bào)錯(cuò)誤，并停止機(jī)械運(yùn)作發(fā)出警報(bào)。數(shù)控技術(shù)高精密度的特性可以保證工作效率穩(wěn)步提升，降低企業(yè)單位的生產(chǎn)成本，同時(shí)改善了人類(lèi)的工作環(huán)境，保障了操作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.2 機(jī)床設(shè)備

機(jī)床作為現(xiàn)代化機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中最必不可少的制造機(jī)器，以金屬切削機(jī)、木工機(jī)床、鍛壓機(jī)床等為代表，發(fā)揮著鍛造、沖壓等功能。伴隨著機(jī)床設(shè)備機(jī)電一體化進(jìn)程在機(jī)械加工業(yè)的深入，從職業(yè)院校的培養(yǎng)到企業(yè)的廣泛應(yīng)用，作為基礎(chǔ)操作的機(jī)床控制能力非常重要，而數(shù)控技術(shù)是完成機(jī)電一體化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床設(shè)備后，可以有效推進(jìn)操作加工的規(guī)范性與精確性，推進(jìn)加工進(jìn)程。數(shù)控技術(shù)可以通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)程序輸入指令代碼控制機(jī)床，以完成對(duì)刀具位置的安全設(shè)置，主軸、冷卻泵等的操作順序安排，從而完成精準(zhǔn)安全的操作，制作出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的零部件。機(jī)床在編程指令下的操作不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、位置偏差等人為錯(cuò)誤，可以說(shuō)數(shù)控技術(shù)在機(jī)床設(shè)備應(yīng)用上達(dá)到的精準(zhǔn)控制能力是人力操作很難比擬的[3]。因此，為了滿(mǎn)足當(dāng)前智能化生產(chǎn)的需要，安裝了自動(dòng)化控制程序的機(jī)床，也就是數(shù)字控制機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。其在計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)指令下，將信息自動(dòng)傳達(dá)給數(shù)控裝置，從而精準(zhǔn)的操作機(jī)床，加工出符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的零部件，以滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求。作為電機(jī)一體化代表產(chǎn)物的數(shù)控機(jī)床，解決了傳統(tǒng)機(jī)械加工中解決的復(fù)雜又精密的小部件生產(chǎn)，有效提高了我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)的生產(chǎn)水平，推動(dòng)著其智能化的穩(wěn)步提升。

2.3 汽車(chē)制造業(yè)

近些年隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)需求猛增，這也就加快了汽車(chē)制造業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的進(jìn)程。為了提升國(guó)產(chǎn)汽車(chē)品牌的質(zhì)量，加強(qiáng)其國(guó)產(chǎn)品牌的影響力，對(duì)于當(dāng)前的汽車(chē)制造行業(yè)提出了較高的技術(shù)要求。以數(shù)控技術(shù)為代表的高新科技在該行業(yè)的應(yīng)用方向目前主要還是集中在零部件制造與組合安裝上。通過(guò)數(shù)控技術(shù)可以簡(jiǎn)化原本繁瑣細(xì)碎的零部件制造程序，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)保證生產(chǎn)質(zhì)量，進(jìn)一步優(yōu)化了產(chǎn)品性能。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際情況，融合了當(dāng)前的加工技術(shù)，參考德國(guó)等工業(yè)大國(guó)的新型技術(shù)，高速加工中心與數(shù)控加工技術(shù)相輔相成，完成了加工功能與范圍的技術(shù)性擴(kuò)大。

2.4 煤礦產(chǎn)業(yè)

煤礦工業(yè)作為一種不可再生資源，在現(xiàn)今的工業(yè)生產(chǎn)中是非常緊缺的自然資源。通過(guò)人工操作進(jìn)行煤礦開(kāi)采工作時(shí)，一是人工能力有限無(wú)法充分發(fā)揮開(kāi)采工作，開(kāi)采速度有限，致使一定程度上的資源浪費(fèi)。二是煤礦開(kāi)采環(huán)境惡劣，安全隱患難以根除，生產(chǎn)事故頻發(fā)。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到煤礦產(chǎn)業(yè)中后，機(jī)器可以最大化的發(fā)揮其開(kāi)采功能，并減少安全事故的發(fā)生。針對(duì)傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采過(guò)程中切割材料難題，數(shù)控技術(shù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)Σ擅簷C(jī)葉片、滾筒的操作方案進(jìn)行優(yōu)化改良以適應(yīng)機(jī)器操作。不同于純?nèi)斯ら_(kāi)采的有限速度，數(shù)控技術(shù)可以將葉片切割的速度調(diào)整成單位時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)次數(shù)的多倍，增加采煤機(jī)的有效采煤量。

3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工業(yè)應(yīng)用的優(yōu)化策略

3.1 提高自動(dòng)化程度

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工業(yè)應(yīng)用的未來(lái)一大發(fā)展趨勢(shì)便是進(jìn)入人工智能階段，因此逐步提高數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)化程序是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必要優(yōu)化策略。自動(dòng)化程度的重點(diǎn)工作可以先從柔性生產(chǎn)線、制造單元等工序逐步調(diào)整。自動(dòng)化程序可以使數(shù)控機(jī)床加工所需等待的準(zhǔn)備時(shí)間、調(diào)試時(shí)間等大幅減少，加快整體加工進(jìn)程。在現(xiàn)代化生產(chǎn)在機(jī)械加工業(yè)的穩(wěn)步推進(jìn)過(guò)程中，數(shù)控技術(shù)可使其連續(xù)性、自動(dòng)化程度都得到優(yōu)化，進(jìn)而提高總生產(chǎn)效率[4]。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工行業(yè)的廣泛應(yīng)用，可以通過(guò)累積大量的作業(yè)數(shù)據(jù)，完善當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，并在不斷豐富拓展相關(guān)知識(shí)庫(kù)的同時(shí)反向?yàn)閿?shù)控技術(shù)加工的工作提供全面的指導(dǎo)，從而提高數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化生產(chǎn)效率。數(shù)控技術(shù)在自身的不斷優(yōu)化中，加強(qiáng)機(jī)械加工行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)水準(zhǔn)，減少了人工操作時(shí)的同時(shí)作業(yè)限制，有助于生產(chǎn)線的擴(kuò)大及生產(chǎn)總效率的提高。

3.2 提升加工性能

在機(jī)械化加工業(yè)的生產(chǎn)中，生產(chǎn)所需的模具一般都大而重，設(shè)計(jì)圖紙涉及零部件種類(lèi)繁多，依靠人工檢查很難發(fā)現(xiàn)其中的小問(wèn)題，產(chǎn)品的費(fèi)損率難以避免。而數(shù)控技術(shù)可以提高機(jī)床的加工效率，通過(guò)性能完善的數(shù)控機(jī)床設(shè)備完成模擬運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自我優(yōu)化控制系統(tǒng)的功能。高數(shù)控機(jī)床的主軸加工效率得到了保證，便能有效地提升數(shù)控機(jī)床的加工性能。在機(jī)械加工過(guò)程中有效地應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，能夠從根本上改善當(dāng)前的機(jī)械生產(chǎn)現(xiàn)狀，優(yōu)化制造執(zhí)行系統(tǒng)，極大地提升數(shù)控機(jī)床設(shè)備的開(kāi)動(dòng)率，有效節(jié)約生產(chǎn)資源，為工廠運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造較為有利的經(jīng)濟(jì)效益成長(zhǎng)空間。加工性能的提升是當(dāng)前機(jī)械加工行業(yè)數(shù)控技術(shù)逐漸成熟的重要表現(xiàn)，增強(qiáng)了我國(guó)機(jī)械行業(yè)的技術(shù)含量，有助于其朝著智能化方向高速發(fā)展。

3.3 優(yōu)化加工程序

在機(jī)械加工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)管理、自動(dòng)配送、設(shè)備維護(hù)、零部件制造等環(huán)節(jié)的加工程序冗長(zhǎng)，操作復(fù)雜。通過(guò)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，工廠可以逐步優(yōu)化加工過(guò)程，完善執(zhí)行系統(tǒng)，有效地提高機(jī)床設(shè)備等的開(kāi)動(dòng)率，保證工廠加工生產(chǎn)的有序運(yùn)行。一方面，數(shù)控技術(shù)在擺脫人力限制的基礎(chǔ)上，可以在有效壓縮零部件生產(chǎn)時(shí)間的同時(shí)保證產(chǎn)品的質(zhì)量，極大程度上降低了人為失誤引發(fā)的作業(yè)事故的概率，從而有效改善加工工序的現(xiàn)狀，保質(zhì)保量的提高加工進(jìn)程。另一方面，先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)可以通過(guò)事先模擬程序，提前排除加工工序可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)定較為完美的加工方案，并對(duì)可能會(huì)發(fā)生的隱藏問(wèn)題做好預(yù)設(shè)準(zhǔn)備，提高了加工工序的靈活性，減少了二次返工等拖慢加工效率的事件。加工程序的有效優(yōu)化，極大地提升了機(jī)械加工的整體效率，并在一定程度上優(yōu)化了機(jī)械加工行業(yè)的崗位結(jié)構(gòu)，有效地節(jié)約了人力成本，為機(jī)械加工行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展提供了后續(xù)動(dòng)力。

4 結(jié)語(yǔ)

從上文對(duì)數(shù)控技術(shù)在當(dāng)下機(jī)械加工業(yè)的實(shí)際應(yīng)用與可優(yōu)化應(yīng)用策略的分析中，可以看出數(shù)控技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的重要作用。數(shù)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工業(yè)完全自動(dòng)化與智能化的關(guān)鍵技術(shù)支持，對(duì)整個(gè)機(jī)械加工業(yè)未來(lái)的發(fā)展有著重要意義。對(duì)機(jī)械加工業(yè)中的數(shù)控技術(shù)的創(chuàng)新研究，將引領(lǐng)著我國(guó)機(jī)械加工業(yè)走上可持續(xù)的發(fā)展道路，進(jìn)而提升我國(guó)綜合國(guó)力與國(guó)際影響力。