機械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
機械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用【1】
【摘要】近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)控機技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是在機械制造中的應(yīng)用更為廣泛。
本文將對數(shù)控技術(shù)的原理與裝備進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上對其在機械制造中的應(yīng)用情況進(jìn)行研究，以供參考。
【關(guān)鍵詞】機械制造;數(shù)控技術(shù);應(yīng)用;研究
1.數(shù)控技術(shù)原理及裝備
所謂數(shù)控技術(shù)，主要是指將計算機技術(shù)及其編程技術(shù)傳統(tǒng)應(yīng)用于機械加工過程中去，并對機械制造和加工過程進(jìn)行有效的控制。
作為但當(dāng)前的一種高新技術(shù)，數(shù)控技術(shù)具有高精度、柔性自動化以及效率高等特點，它是有效的實現(xiàn)機械制造自動化控制的技術(shù)支撐，同時也是自動化的柔性系統(tǒng)之核心所在。
數(shù)控技術(shù)綜合運用了自動控制、計算機、電氣傳動、機械制造以及精密測量等高新技術(shù)，其主要組成有CNC系統(tǒng)，即現(xiàn)代化的數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是依靠程序的存儲來實現(xiàn)機床的控制。
CNC系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置是一種機械設(shè)備專用電子計算機，同時在硬件工作的支持下，軟件執(zhí)行過程中的運行機理是輸入機床上的加工信息，數(shù)據(jù)經(jīng)計算機處理后，送到各個驅(qū)動電路之中，并對其進(jìn)行實時的控制和管理， 從而實現(xiàn)了具體操作的精細(xì)化管理。
對于一種保持切削狀態(tài)的CNC機床而言，要求其應(yīng)當(dāng)具備插補功能，并以此來控制切削中的每一個點的精度與粗糙。
在計算機CPU與插補算法的作用下，機械制造過程中的數(shù)控系統(tǒng)一般都采用了軟件插補與硬件插補有機相結(jié)合方式進(jìn)行。
為保證數(shù)控加工的效率、精度和自動化程度，就要求必須有著高精度的數(shù)控技術(shù)裝備，在這個基礎(chǔ)之上，數(shù)控技術(shù)不斷向著智能化和自動化的方向發(fā)展，數(shù)控技術(shù)裝備主要包括以下幾個方面：自動控制及智能化的數(shù)字伺服技術(shù)，其重點就是自動控制技術(shù)的應(yīng)用，智能 化的數(shù)字伺服技術(shù)使得傳統(tǒng)的微處理器控 制被逐漸淘汰，數(shù)字化控制成為必然趨勢，加之電力電子技術(shù)的配套，克服了零點漂移、溫度漂移等弱點;精密機械技術(shù)，分為精密機械設(shè)計和精密機械加工兩部分。
雖然智能化技術(shù)在機械制造加工中有著重要的地位;精密檢測和智能化的傳感技術(shù)，該技術(shù)是系統(tǒng)控制中的關(guān)鍵技術(shù)，對于自動控制方面發(fā)揮著巨大的作用，對于精度補償有著很大的影響，關(guān)鍵元件是傳感器，不但要求傳感器獲得信息快速、精確，還要求能在各種惡劣的環(huán)境下進(jìn)行工作，該技術(shù)也是數(shù)控技術(shù)智能化的關(guān)鍵所在，必須要與計算機技術(shù)同步發(fā)展。
2.機械制造中的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用
2.1在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
工業(yè)機器手和傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)一樣是由控制系統(tǒng)、 驅(qū)動系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)構(gòu)成的。
現(xiàn)代工業(yè)主要將機器設(shè)備運用在生產(chǎn)線上，或運用在惡劣的勞動環(huán)境下，完成人類難以完成的任務(wù)，這在很大程上提高了勞動效率改善了勞動環(huán)境，以確保生產(chǎn)質(zhì)量和人身安全。
在現(xiàn)實操作中，控制單元是由計算機系統(tǒng)構(gòu)成。
由它指揮機械遵循寫入系統(tǒng)的程序向驅(qū)動單元輸送的指令，完成預(yù)定的操作過程同時同步監(jiān)測執(zhí)行動作，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤或產(chǎn)生故障，由傳感器和檢系統(tǒng)反饋到控制單元，發(fā)出報警信號和采用相應(yīng)的保護(hù)措施。
而行機構(gòu)是由伺服系統(tǒng)和機械元件組成。
由動力部分向執(zhí)行機構(gòu)提動力，讓執(zhí)行機構(gòu)在驅(qū)動元件的作用下完成制定的動作。
2.2在航空工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用
我國的航空市場潛力非常巨大，當(dāng)前有許多國際航空巨頭瞄準(zhǔn)了我國的航空市場，我國在航空領(lǐng)域也是奮起直追，雖然與世界進(jìn)水平有著一定的差距，但是這種差距呈逐漸縮小的趨勢。
在這過程中當(dāng)中，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可以說是功不可沒。
眾所周知，航空是高精尖技術(shù)云集的地方，在機械加工方面更具有著非�？量痰囊�，如果采用以往的單純?nèi)斯ぜ庸つＪ�，則加工精度遠(yuǎn)不能滿足航空工業(yè)的要求。
航空工業(yè)中所用的材料一般均是剛度不強的合金在對這些材料進(jìn)行加工的過程中，傳統(tǒng)的加工模式很難達(dá)到設(shè)計要求;另外，某些材質(zhì)大多需要采用薄筋或者薄壁的形式，切割工藝要求及其精細(xì)， 傳統(tǒng)的加工模式幾乎不能夠達(dá)到以上要求。
2.3在汽車工業(yè)中的應(yīng)用
近些年來，汽車工業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，在如此快速的發(fā)展過程中，汽車配件的加工技術(shù)也同步在飛速發(fā)展，而數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。
在一定程度上更大的加快了汽車配件的生產(chǎn)制造。
將加工中心和其它高速數(shù)控機床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體，不僅滿足了產(chǎn)品更新?lián)Q代頻率越來越快的要求，做到一次投資，長期受益，又有不遜于組合機床剛性自動線的制造效率，從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)模”的傳統(tǒng)觀念，實現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。
其中復(fù)雜的零部件加工制造能夠運用現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)中的快速成形制造技術(shù)輕易實現(xiàn)，不但如此，還有一些其他方面的技術(shù)，如數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)等等，在汽車制造工業(yè)中都有了更加廣泛的應(yīng)用。
當(dāng)今世界的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)和數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用無法分開了。
2.4在機械設(shè)備中的應(yīng)用
機械設(shè)備在機械制造中占有著極其重要的作用，基于現(xiàn)代機械制造業(yè)的要求，擁有著控制能力的機床設(shè)備在現(xiàn)代機電一體化產(chǎn)品中發(fā)揮著不可取代的作用。
計算機數(shù)控技術(shù)為機械制造業(yè)提供了良好的機床控制能力，即在機床上應(yīng)用計算機控制技術(shù)，也就是用數(shù)控技術(shù)對機床的加工進(jìn)行指揮控制，這就是我們現(xiàn)在所熟悉的數(shù)控機床。
這種新一代機電一體化產(chǎn)品是以代碼來實現(xiàn)機床控制的，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的工作等各種操作儲存在控制介質(zhì)內(nèi)，從而發(fā)出控制指令來控制機床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，以控制機床使其加工出我們所需的工件。
3.結(jié)語
機械制造是一個非常重要的基礎(chǔ)性行業(yè)，同時也是現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，我國與國外發(fā)達(dá)國家相比，機械制造水平和比較落后，尤其是核心技術(shù)方面，雖然我國的數(shù)控技術(shù)近年來取得了飛速的發(fā)展，并且一度有追趕發(fā)達(dá)國家之勢，但是，為了進(jìn)一步提高國家技術(shù)水平和戰(zhàn)略地位實現(xiàn)我國的工業(yè)化，發(fā)展數(shù)控技術(shù) 都是必然的趨勢。
【參考文獻(xiàn)】
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機械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用【2】
摘要：數(shù)控技術(shù)是實現(xiàn)機械制造自動化的關(guān)鍵，直接影響到國家工業(yè)的發(fā)展和綜合國力的提高。
以數(shù)控技術(shù)為核心的機械設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)成為衡量一個國家技術(shù)水平和戰(zhàn)略地位的重要標(biāo)準(zhǔn)。
因此廣泛采用數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)，無論從戰(zhàn)略角度還是發(fā)展策略，都是我國實現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)大國必須要大力提倡和廣泛發(fā)展的。
關(guān)鍵詞：機械制造數(shù)控技術(shù)
0、引言
在機械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來越受到重視。
隨著計算機技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場產(chǎn)品競爭的加劇，傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。
面對多品種小批量生產(chǎn)比重的加大，產(chǎn)品交貨質(zhì)量和成本要求的提高，要求現(xiàn)代的制造技術(shù)具有很高的柔性。
如何能增強機械制造業(yè)對外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度的應(yīng)用于機械制造行業(yè)。
將機械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個新的水平，從而滿足現(xiàn)代市場的競爭需求。
1、技術(shù)特點
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械加工和運動過程進(jìn)行控制的技術(shù)。
它是集傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、光機電技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點。
目前是采用計算機控制，預(yù)先編程然后利用控制程序?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的控制功能。
由于計算機軟件的輔助功能替代了早期使用純硬件電路組成的數(shù)控裝置，使得輸入數(shù)據(jù)的存儲、處理、判斷、運算等功能均由現(xiàn)場可編輯的軟件來完成，這樣極大的增強了機械制造的靈活性，提高設(shè)備的工作效率。
2、機械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
2.1 工業(yè)生產(chǎn) 工業(yè)機器人和傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)一樣是由控制單元、驅(qū)動單元和執(zhí)行機構(gòu)組成的。
主要運用機器設(shè)備的生產(chǎn)線上，或者運用于復(fù)雜惡劣的勞動環(huán)境下下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了勞動條件，保證了生產(chǎn)質(zhì)量和人身安全。
在實際操作中，控制單元是由計算機系統(tǒng)組成，指揮機器人按照寫入內(nèi)核的程序向驅(qū)動單元發(fā)出指令，完成預(yù)想的操作，同時同步檢測執(zhí)行動作，一旦出現(xiàn)錯誤或發(fā)生故障，由傳感系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)反饋到控制單元，發(fā)出報警信號和相應(yīng)的保護(hù)動作。
而執(zhí)行機構(gòu)是由伺服系統(tǒng)和機械構(gòu)件組成。
有動力部分向執(zhí)行機構(gòu)提供動力，使執(zhí)行機構(gòu)在驅(qū)動元件的作用下完成規(guī)定操作。
2.2 煤礦機械 現(xiàn)代采煤機開發(fā)速度快、品種多，都是小批量的生產(chǎn)，各種機殼的毛坯制造越來越多地采用焊件，傳統(tǒng)機械加工難以實現(xiàn)單件的下料問題，而使用數(shù)控氣割，代替了過去流行的仿型法，使用龍骨板程序?qū)Σ擅簷C葉片、滾筒等下料，從而優(yōu)化套料的選用方案。
使其發(fā)揮了切割速度快、質(zhì)量可靠的優(yōu)勢，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提高了生產(chǎn)效率。
同時，數(shù)控氣割機裝有自動可調(diào)的切縫補償裝置。
它允許對構(gòu)件的實際輪廓進(jìn)行程序控制，好比數(shù)控機床上對銑刀的半徑補償一樣。
這樣可以通過調(diào)節(jié)切縫的補償值來精確的控制毛坯件的加工余量。
2.3 汽車工業(yè) 汽車工業(yè)近20年來發(fā)展尤為迅猛，在快速發(fā)展的過程中，汽車零部件的加工技術(shù)也在快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，更加快了復(fù)雜零部件快速制造的實現(xiàn)過程。
將高速加工中心和其它高速數(shù)控機床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機床剛性自動線的生產(chǎn)效率，從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)模”的傳統(tǒng)觀念，實現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。
數(shù)控加工技術(shù)中的快速成形制造技術(shù)在復(fù)雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實現(xiàn)，不僅如此，數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)等等，在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的應(yīng)用。
21世紀(jì)的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)離不開數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用了。
2.4 機床設(shè)備 機械設(shè)備是機械制造中的重中之重，面對現(xiàn)代機械制造業(yè)的需求，具備了控制能力的機床設(shè)備是現(xiàn)代機電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。
計算機數(shù)控技術(shù)為機械制造業(yè)提供了良好的機床控制能力，即把計算機控制裝置運用到機床上，也就是用數(shù)控技術(shù)對機床的加工實施控制，這樣的機床就是數(shù)控機床。
它是以代碼實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數(shù)字碼記錄在控制介質(zhì)上，從而發(fā)出控制指令來控制機床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機床自動加工出所需零件。
3、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展
從第一臺數(shù)控機床開發(fā)成功到現(xiàn)在已有50多年的歷史，由傳統(tǒng)的封閉式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)今的開放式PC數(shù)控系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的計算機數(shù)控系統(tǒng)，由于采用封閉的體系結(jié)構(gòu)，它的通用性、軟件移植性、功能擴展和維修都比較困難;開放式體系結(jié)構(gòu)的計算機數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的計算機數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)。
開放式計算機數(shù)控系統(tǒng)，采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu)，顯示了優(yōu)良的性能，能適應(yīng)各種計算機的軟件平臺，具有統(tǒng)一風(fēng)格的用戶交互環(huán)境，操作、維護(hù)、更新?lián)Q代和軟件開發(fā)都比較方便，具有較高的性能價格比，已成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的方向。
4、結(jié)束語
機械制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國際間科技競爭的重點。
我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時期，制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。
PC機進(jìn)入數(shù)控領(lǐng)域，極大的促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也為我國在數(shù)控生產(chǎn)領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國家提供了機遇。
跟上發(fā)展先進(jìn)數(shù)控制造技術(shù)的世界潮流，將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實施，盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
同時，數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展孕育產(chǎn)生大量的數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才，進(jìn)而推動我國現(xiàn)代機械制造業(yè)進(jìn)一步走向繁榮。
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