談機械制造數(shù)控技術應用

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摘要：隨著我國科學技術水平的不斷提高，數(shù)控技術逐漸發(fā)展。為促進我國機械制造智能化的快速發(fā)展，數(shù)控技術被廣泛應用于工業(yè)生產、煤礦機械、汽車、機床設備、航天等現(xiàn)代機械制造業(yè)，并取得了不錯的應用效果。相比其他國家，我國數(shù)控技術依然處于落后地位，部分高端數(shù)控技術還需要依靠進口。在我國機械制造智能化快速發(fā)展的背景下，我國數(shù)控技術在未來必然擁有良好的發(fā)展前景，在未來的數(shù)控技術發(fā)展道路中，相關人員需要積極學習國外先進數(shù)控技術，注重數(shù)控技術的自主研發(fā)，加快我國數(shù)控技術的發(fā)展速度，并將數(shù)控技術與機械制造科學合理地結合，促進我國機械制造業(yè)逐步向自動化和智能化的方向發(fā)展?；诖耍恼路治隽藬?shù)控技術的發(fā)展及現(xiàn)狀，對數(shù)控技術在機械制造中的應用進行了研究，以供參考。

關鍵詞：數(shù)控技術；機械制造；工業(yè)生產

數(shù)控技術是一種借助電腦程序控制機器的技術，在數(shù)控技術的引導下，工作人員生產零件時便可借助已經設定好的程序，對機械零件的整個加工過程進行監(jiān)督與管理。相比傳統(tǒng)的人工生產加工，數(shù)控技術的應用一定程度上提升機械制造的工作效率，減少工作人員工作量，對減少機械加工過程中產生的不必要熱量也具有一定效果[1]。此外，如果在機械生產過程中出現(xiàn)任何問題，工作人員可以在技術人員的指導下，對事先設定好的程序參數(shù)進行實時修改，從而使程序盡可能滿足機械生產需求，整個生產過程更加靈活。

1數(shù)控技術與機械制造概述

1.1數(shù)控技術發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

數(shù)控技術發(fā)展至今共經歷了電子管數(shù)控、晶體管數(shù)控、中小規(guī)模IC數(shù)控、小型計算機數(shù)控及微處理器數(shù)控這五個階段，現(xiàn)階段數(shù)控系統(tǒng)的主板、處理器、控制核心單元分別以超大集成電路板、單片機、PC機專業(yè)軟件系統(tǒng)為主，由此可見當前數(shù)控技術的發(fā)展已經步入了一個良好的發(fā)展階段。我國于20世紀50年代開始研發(fā)數(shù)控技術，但當時研發(fā)工作并未獲得技術上的突破，直至改革開放，我國數(shù)控技術才獲得了實質發(fā)展，期間我國積極引進國外先進技術，對其技術要點進行全面分析，科技攻關，使我國數(shù)控技術逐漸進入高速發(fā)展階段，大部分機床廠也開始從傳統(tǒng)產品向數(shù)控化產品轉型，但受技術水平限制，產品質量達不到較高標準[2]。20世紀末期，國家從擴大內需啟動機床市場，進口數(shù)控設備的審批受到更高的標準限制，并對數(shù)控系統(tǒng)關鍵技術的攻關給予重點投資，對促進數(shù)控設備的大量生產起到了至關重要的作用。但我國數(shù)控技術發(fā)展至今，在關鍵技術方面依然落后于其他國家，我國所生產的數(shù)控設備多是采用單片機開發(fā)的經濟型設備，據(jù)統(tǒng)計，我國高端數(shù)控設備市場的90%以上依然被國外數(shù)控企業(yè)占領。

1.2數(shù)控技術的特點

數(shù)控技術的應用可實現(xiàn)數(shù)字化信號對加工生產過程的控制。數(shù)控技術不僅是實現(xiàn)制造過程自動化的基礎和自動化柔性系統(tǒng)的核心，同時也是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)重要組成部分。數(shù)控技術可以將機械裝備的功能、效率等提升到一個新的高度，使傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。相比傳統(tǒng)加工技術，數(shù)控加工技術具有以下五方面特點：1）可高質量完成結構復雜、包含曲面形狀等復雜零件的加工。2）零件生產期間可隨時更改工藝生產參數(shù)，為換批加工和新產品研制提供方便。3）一次裝夾工件便可完成多道工序，保證產品質量和精度的同時，縮短輔助時間。4）工具管理水平和工具標準化程度可有效提升。5）有利于計算機輔助制造功能的實現(xiàn)[3]。

2數(shù)控技術在機械制造中的應用

2.1工業(yè)生產中的數(shù)控技術

通過數(shù)控技術可制造出具有自動工作能力的工業(yè)機器人，與傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)相同，工業(yè)機器人也是由控制單元、驅動單元、執(zhí)行機構等幾部分構成。在專業(yè)性強、風險系數(shù)高、操作難度大、工作環(huán)境惡劣的工業(yè)生產中，工業(yè)機器人可完全替代工作人員，幫助人類完成難以完成的工作內容，一方面，大幅度改善了工業(yè)生產的勞動條件，另一方面，在確保工作人員人身安全的基礎上，顯著提升工業(yè)生產的產品質量[4]。除此之外，工業(yè)生產整個鏈路的任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，數(shù)控系統(tǒng)均可及時對出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)進行準確定位并發(fā)出警報，設備保護功能自行啟動，技術人員在警報提示下及時找出問題，盡快解決問題，將其所造成的工業(yè)生產損失降到最低。此外，這種工業(yè)生產模式使整個生產過程成為一個閉合環(huán)路，從而大大降低了工業(yè)生產的風險。

2.2煤礦機械中的數(shù)控技術

新舊世紀交替之際，我國大力發(fā)展煤炭事業(yè)，使許多機械制造企業(yè)致力于采煤機的研發(fā)與生產，研發(fā)速度快，品種較多，且均為小批量生產。但是多種采煤機機殼的毛坯均采用焊件制造，傳統(tǒng)加工工藝難以實現(xiàn)單件的下料問題，而將數(shù)控技術應用其中，可利用數(shù)控氣割代替過去十分流行的仿形法，使用龍骨板程序對采煤機葉片、滾筒等下料，最終實現(xiàn)套料選用方案的優(yōu)化。數(shù)控氣割具有切割速度快、質量高等優(yōu)點，某些人工切割無法割出的焊接坡口的可借助數(shù)控氣割直接割出，從而大幅度提升生產效率。此外，數(shù)控氣割機中還配置了切縫補償裝置，工作人員可對其進行任意調整，并且其可以對構件的實際輪廓實施程序控制，數(shù)控系統(tǒng)也可通過調節(jié)切縫補償值，明確毛坯件的加工余量。

2.3汽車行業(yè)中的數(shù)控技術

近年來，我國汽車行業(yè)發(fā)展速度迅猛，作為目前較為流行的交通工具，汽車的市場需求量一直處于較高水平，但隨著人們生活水平的不斷提高，出于對安全系數(shù)的考慮，人們對汽車質量的要求顯著提高。高質量的汽車離不開高質量的汽車零部件，傳統(tǒng)汽車零部件加工手段相對拙劣，加工速度和質量均達不到現(xiàn)今的標準，數(shù)控技術可有效解決這一問題[5]。汽車高速數(shù)控機床可與高速加工中心組成高速柔性生產線，從而實現(xiàn)高效率與高柔性的有機融合，一方面僅需做一次投資便可獲得長期的收益，充分滿足當前產品不斷更新?lián)Q代的需求；另一方面可大幅度提升生產效率，進而使汽車生產中經濟規(guī)模這一傳統(tǒng)理念得以被打破。目前，數(shù)控技術已被世界各國的汽車制造企業(yè)充分利用，其對提高汽車生產效率和質量、提升汽車制造企業(yè)經濟效益具有重要意義。

2.4機床設備中的數(shù)控技術

機床設備是機械工業(yè)的基礎設施，機床設備的機電統(tǒng)一化對確保加工產品質量穩(wěn)定可靠起到重要作用，其對提升機械制造企業(yè)的應變能力也具有重要意義。機械設備在機械制造中扮演者重要角色，為滿足當前社會對現(xiàn)代機械制造業(yè)的需求，機械制造業(yè)需要積極引進具有控制能力的機床設備，從而實現(xiàn)機械制造業(yè)生產效率與產品質量的提升。機床設備在數(shù)控技術的幫助下大幅度提升控制能力，借助代碼控制機床，機床設備上刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具選擇、冷卻泵啟停等操作的執(zhí)行與執(zhí)行順序均可用數(shù)字碼代表并記錄于控制介質，當發(fā)出控制指令后，機床則可按照指令和數(shù)字碼執(zhí)行相應的操作，并自動加工出所需要的零件。

2.5航天工業(yè)中的數(shù)控技術

傳統(tǒng)機械制造主要通過工作人員的手工操作生產各種零件，零件的質量與工作人員的經驗技術有直接關聯(lián)，由同一工作人員生產出的零件也可能出現(xiàn)差異較大的現(xiàn)象，進而導致傳統(tǒng)機械制造無法生產出精密度極高的零件。在航天工業(yè)中，為保證航天設備的安全可靠，對零件的精密度要求極高，對部分零件的制造步驟也有十分嚴苛的要求[6]。將數(shù)控技術應用于航天工業(yè)中，其可以對小部件的材料進行深度細致加工，在確保生產出零件精密度和質量的基礎上，一定程度降低材料使用量，節(jié)約生產資源，降低生產成本。

3數(shù)控技術存在的問題

雖然我國數(shù)控技術正處于飛速發(fā)展的階段，但是目前我國已經掌握的數(shù)控技術多屬于低端技術，高端的數(shù)控技術依然需要從其他國家引進，這使得我國數(shù)控技術的使用嚴重受限于其他掌握高端數(shù)控技術的國家。尤其在許多重點工程中，多是以國外高端數(shù)控技術作為主要技術，由此可見，我國數(shù)控技術的發(fā)展仍然處于一個非常窘迫的地位。數(shù)控技術的落后不僅代表著技術水平方面的落后，同時也代表著數(shù)控機床生產出產品的質量、精度等也與其他國家有一定差距[7]。

4數(shù)控技術的發(fā)展優(yōu)勢

目前，雖然我國數(shù)控技術水平依然落后其他國家，但是數(shù)控技術已經在我國各行各業(yè)被廣泛應用，并逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械制造業(yè)，為我國現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展帶來了新的希望，促使現(xiàn)代機械制造業(yè)不斷朝著工業(yè)化發(fā)展。隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)不斷提高對產品質量和精度的要求，而這正是確保數(shù)控技術能在我國快速發(fā)展的重要因素[8]。我國數(shù)控技術研究人員需要積極學習國外先進技術，提升國內數(shù)控技術水平，并在國外先進技術的基礎上，實施技術創(chuàng)新，最終實現(xiàn)我國數(shù)控技術實質性提升。

5結束語

工業(yè)生產、煤礦機械、汽車行業(yè)、機床設備、航天工業(yè)等均可實現(xiàn)與數(shù)控技術的有機結合。但以目前我國數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀來看，雖然其發(fā)展速度極快，但是技術水平仍較落后，大力發(fā)展數(shù)控技術，不僅對我國機械制造業(yè)發(fā)展可起到推動作用，對促進我國科學技術整體水平發(fā)展也具有重要意義。

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作者：趙洋鵬 單位：吉林工程職業(yè)學院