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关键词:数控技术 机械制造
引言
近年来,随着工业化、信息化的快速发展,现代制造技术对机械产品提出了高精度、高复杂性和高效率的要求,同时对加工设备的通用性和灵活性提出了更高的要求[1~2]。在这些要求的促使下,传统制造业发生了革命性的变化,由一般的机械加工向智能化,高速、高精度化,复合化,系统化的方向发展。这就为数控机床的应用创造了广阔的施展空间,也大大的促进了数控加工技术的发展。数控加工技术的应用是机械制造业的一次技术革命,使机械制造业的发展进入了一个崭新的阶段。
1 国内数控技术的发展现状
1.1数控系统的发展现状
改革开放以来,国家对数控技术和数控机床的发展十分重视,通过引进技术和科技攻关,经历了“六五”、“七五”引进消化吸收、“八五”开发自主版权数控系统,“九五”的商品化、产业化三个阶段[3~5]。此三阶段的研究、使用经验为数控加工技术的产业化奠定了良好的基础,也使数控加工技术取得了长足的进步。
在引进消化吸收阶段,我国从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术,进行合作、合资生产、科技攻关,解决了数控机床可靠性和稳定性的问题,数控机床开始正式生产和使用,并逐步向前发展。在开发自主版权数控系统阶段,通过合作生产先进数控机床,使设计、制造、使用水平大大提高,缩小了与世界先进技术的差距;通过利用国外先进元部件、数控系统配套,开始能自行设计及制造高速、高性能的数控机床,供应国内市场的需求,但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。商品化、产业化阶段,我国数控产业发展迅速,1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%;从2002年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国;但是,国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。
目前,我国数控技术已由研究开发阶段向推广应用阶段过渡,也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。现已有一批能成批量生产数控机床和数控系统的企业。在数控技术软件上,一些单项技术已达到国外水平。
1.2 数控机床的发展现状
20世纪中期,随着电子技术的发展,自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化的发展[6]。
由于中国技术水平和工业基础还比较落后,数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比,差距还是很大,尤其是数控系统的控制可靠性还较差,数控产业尚未真正形成[7]。因此加速进行数控系统的高速、高精度化、复合化、系统化、智能化、商品化攻关,尽快建成完善的数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前面临的主要问题有:核心技术严重缺乏;数控功能部件质量差,急需技术攻关;技术创新和成果转化与市场脱节,市场定位不明确;项目安排带有盲目性,缺乏先进的管理机制。
1.3 刀具的发展现状
刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。早在公元前20世纪,我国就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。在18世纪后期,伴随蒸汽机等机器的发明,1783年,法国的勒内首先制出铣刀。1792年,英国的莫兹利制出丝锥和板牙。 1868年,英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年,美国的泰勒和怀特发明了高速工具钢。1923年,德国的施勒特尔发明硬质合金。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在铣刀和其他刀具上。1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片,同年,美国的邦沙和拉古兰发现了物理气相沉积法,在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层,这种复合材料具有更好的切削性能。
近年来,数控刀具的科技成果主要体现在研发一刀多切削功能和提高刀刃切削性能的方面,数控刀具材料集中应用在高速(超高速)、硬质(含耐热、难加工)、干式、精细(超精)数控机加工技术领域。刀具材料新产品的研发在超硬材料(金刚石、表面改性涂层材料、TiC基类金属陶瓷、立方氮化硼、Al2O3、Si3N4基类陶瓷),W、Co类涂层和细颗粒(超细颗粒)硬质合金基体及含Co类粉末冶金高速钢等领域进展速度较快。
2 机械制造中的数控技术
随着经济的全球化,尤其在我国加人WTO以后,国际经济竞争将进人短兵相接的阶段。在新的形势下,我国的机械制造业有强烈的危机感、紧迫感,以只争朝夕的精神,全力提高机械制造技术水平、降低生产成本,发展先进制造技术,促进产品升级换代,提高整体竞争能力,迎接新世纪的机遇和挑战。
20世纪50年代初第一台数控机床的出现,使机械制造技术的发展出现了日新月异的变化,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的应用技术和装备,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国机械制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术,已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
2.1数控加工技术在机械制造业中的作用
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段,是国防现代化的重要战略物质,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。
近年来,数控技术以其加工精度高、生产率高、柔性好等特点而日益受到重视,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术,已成为世界各国加速经济发展的重要途径。目前,世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家提高综合国力和国家地位的重要途径。世界上各工业发达国家采取各种重大措施来发展自己的数控技术及其产业,将数控技术及数控装备列为国家的战略物资。数控技术集智能化,柔性化,高速、高精度化,复合化,系统化于一身。这在现代制造技术的发展中有着不可替代的作用。
2.2 数控加工技术在机械制造业中的意义
数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果,具有高柔性、高精度与高度自动化的特点,提高了机械制造业的制造水平,解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的复杂型面零件的加工,为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品,已取得了巨大的经济效益。
数控加工技术具有较强的适应性和通用性,能获得更高的加工精度和稳定的加工质量,具有较高的生产效率、能获得良好的经济效益,能实现复杂的运动,能改善劳动条件、提高劳动生产率,便于实现现代化的生产管理。同时,数控加工技术的发展对提高国家战略地位和国家综合国力水平有着不可替代的作用。
结语
我国数控技术的发展由简单的机械加工过渡到高速、高精度化、复合化、系统化、智能化、柔性化的现代机械加工,发展主要经历了三个阶段。数控加工技术具有加工精度高、生产率高、柔性好等特点,具有较强的适应性和通用性,其加工精度高,生产效率高,能实现复杂的运动,能改善劳动条件,在现代机械制造业中有着不可替代的作用和意义。
参考文献
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[4]刘晖晖.浅谈我国数控技术的现状与发展方向[J].科技论坛,2011,(7):97.
[5]冉振旺.数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析[J].科技咨询,2011,(26):54.
[6]许金梅,迟振香.数控技术在我国机械制造行业应用[J].煤炭技术,2010,29(8):28~29.
[7]丛高祥,陈丽,李凯,等.浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J].价值工程,2011,30(3):276.
作者简介:董丽梅(1979-),女,工学硕士,现为兰州城市学院培黎石油工程学院老师,讲师,研究方向:机械化保护性耕作技术及机具研究。
我国进入21世纪之后,现代化工业发展迅猛,机械制造行业间的竞争也日益激烈,机械制造业为了提高生产效率,争相使用数控技术。数控技术是一种自动化技术,能够有效促进生产力发展,现在已经广泛地应用在机械制造行业中,为机械制造产量及质量提高做出了贡献,也有效地推动了我国社会主义经济建设及发展。本文将重点分析下数控技术概念及特征,探讨机械制造中对数控技术的实际应用。
关键词:机械制造;数控技术;实际应用
0引言
机械制造行业在我国社会经济发展过程中具有重要作用,它是我国的基础行业之一,关系着我国的国民经济发展。随着我国经济及科学技术发展,机械制造的数量与质量也得到了较大提高,机械制造与人们的生活息息相关,而机械制造行业中关键组成部分是数控技术,这项技术推动了机械制造业的有序良好发展,下面我们将具体分析下数控技术概念及其特征和,使其更好地应用在机械制造中。
1数控技术概念及特征分析
1.1数控技术概念
数控技术是一种自动化技术,融合了计算机技术、通信技术及传感监测技术等,通过发出数字命令信息指令,开展对机械二次加工并控制工作,这种技术的设备物质载体是数字化信息设备及控制运行设备,该项技术含量非常高,将其使用在机械制造领域中能够有效提升生产制造效率,还能够保证生产产品的质量与精确度。
1.2数控技术特征
数控技术还有一些特征,也是其优点,第一就是便利性,这个特点体现在多个方面,使用数控技术,能够有效减少传统机械制造业中繁复的工艺流程,具有较大便利性。另外,机械制造过程中使用数控技术,能够改变机械制造中的加工工艺参数,从而进一步提升机械制造的便利性。第二是高效率,数控技术应用在机械制造中,在一次装夹工作中能完成多道加工工序,有效减少辅助时间,但是同时也保证了加工精度;而且这种技术能够完成复杂零件及曲面形状零件的加工[1]。
2机械制造中对数控技术的实际应用
2.1工业生产对数控技术的应用
工业生产过程中对数控技术使用得非常广泛,工业生产中的食品加工及造纸印刷是使用频率最高的产业,而且这种数控技术对金属冶炼及农药工具加工等危险性操作中具有更重要的作用。数控技术使用在工业生产中,不仅有效地改善了工作环境、减低工作危险性,工业生产人员的工作效率也得到了极大提高,生产成本进一步降低,最终推动了工业生产的机械化与自动化。实际工业生产过程中,采用的数控技术主要是通过控制生产主体计算机来控制工业生产的流程与程序,因为计算机系统具有非常强大的感应功能,因此其能够快速发现并及时处理错误,这样就安全有效地保证了工业生产系统的稳定操作性。
2.2煤矿机械对数控技术的应用
煤矿是我们人类赖以生存及发展的能源基础,在人们的生活及生产中具有重要作用,但是煤矿开采及运输是一件非常危险的事情,煤矿技术人员及操作人员需要保持高度警惕性。煤矿开采过程中最常使用的工具是采煤机,煤矿开采环境比较恶劣、技术要求高而且采煤机的种类也非常繁多,因此采煤机最好是进行小批量生产。采煤机生产过程中一个重要环节就是完成机壳毛坯焊接,但是传统的机械加工制造不能单独完成一件的下料,而将数控技术应用其中实现了上述不可能的事情,有关技术人员发明研制了数控气割,开展了数控化机械生产,它采用特殊数控程序,进行单一物件的下料,这样的工作程序有效地节省了时间,提高了工作效率,也有效地优化了套料选用方法[2]。
2.3汽车行业对数控技术的应用
随着我国社会经济的日益发展,人们物质生活水平也随之提高,人们对于出行交通工具有了更新更高要求,汽车已经成为了人们外出游玩的交通工具,也受到了越来越多人的喜爱,汽车购买数量及质量呈现出上升趋势。汽车行业面对这种状况,竞争也日益激烈,数控技术在汽车行业中的使用,有效地加快了汽车零部件的生产速度,提高了汽车生产及投入市场的效率,促进了汽车行业的快速健康发展[3]。汽车行业现在已经发展到了现代化水平,汽车生产流水线上更多使用到了高速控制机床及数控技术,这种数控技术下的控制机床,生产速度非常快,而且具有很好的灵活性,满足了汽车生产者的需要。数控技术应用到汽车生产过程中后,能够使生产流水线作业更加高效化、智能化,而且汽车从生产零件、组装一直到后期的试运行的全过程都能够被控制监测到,这样很好地满足了高质量及高产能的需求。
2.4机床设备对数控技术的应用
机械制造过程中具有关键作用的是机床设备,机床设备是机械制造的核心与灵魂,而数控技术应用在机床设备中,实现了机械及电子科技技术一体化的目标,将数控技术引入到机床设备中,并加入计算机技术及互联网通信技术等,这样能够有效控制机床生产过程中每道工序参数、时间及规格,实现统一规范化生产操作,也使得机床设备在使用过程中更稳定、更安全,进而促进数控技术下的机床更加准确、更加精细地控制零件位置及操作冷却泵等生产环节。
2.5航天工业对数控技术的应用
数控技术也能应用到航天工业中,航天工业中常常要使用到许多高精密度的零件,但是使用传统机械制造并不能满足航天技术在制造步骤上的精益求精需求,而将数控技术应用在航天工业中,能够对小部件材质进行深度加工,这样有效地节省了资源、防止了浪费能源。
3结语
目前,数控技术已经越来越广泛地应用在机械制造业中,例如工业生产、煤矿机械以及机床设备等等,这项技术在这些产业中发挥着积极而重要的作用。随着社会及科学技术发展进步,人们对于数控技术的要求也越来越高,相关人员在研发生产过程中不仅要使用好数控技术,还要做好研发工作,积极更新数控技术,改进现阶段数控技术的不足与缺点,将其更好地应用于机械制造生产过程中,为我国的国民经济发展贡献力量。
参考文献:
[1]刘从军.数控技术在机械制造中的应用探讨[J].科技展望,2015(07):52.
[2]戴玉翔.数控技术在机械制造中的发展与应用[J].科技创业家,2014(02):78.
关键词:数控技术;煤矿机械;皮带装置;支架机械
1数控技术的发展历程及应用特性
数控技术的发展大体经历了5个主要阶段,即电子管数控阶段、晶体管数控阶段、中小规模IC(IntegratedCircuit,集成电路)阶段、小型计算机数控阶段、嵌入式MUC(微处理器)数控阶段。数控设备体积持续缩小,控制资源能力持续提升,向超大规模IC、单片机、PLC、嵌入式技术方向发展,上位机平台同步开发,核心控制逻辑在专业应用软件中得到实现。设备硬件性能和数控系统的共同提升与结合,使得数控技术的应用领域和深度提升到新的发展阶段。数控技术与机械设备在2个层面进行结合:一是设备功能执行的自动化控制;二是设备制造加工生产线的数字化控制。数控技术提供完整的自动化控制方案,加工精度与生产效率提升,凭借数控技术的加持,煤矿机械设备从机械时代跨入自动化生产阶段。传统机床加工复杂零件是十分困难的,数控机床能够进行三轴、四轴,甚至五轴加工,将三维模型数据导入,便可快速完成整个加工过程。加工工艺参数数据同步存储,便于实时修正和后期工序优化。数控技术对标准工具进行模块化分类,缩短换刀和对刀时间,使加工设备运行效率提升。数控技术与工业物联网技术的结合,使煤矿机械制造流程由单设备自动化向设备间联合协作过渡,系统级的数控技术应运而生。
2煤矿机械制造中数控技术的应用概况
2.1数控技术应用于煤矿机械制造的技术优势。煤矿开采属于效率与安全并重的行业,开采模式的合理性、作业设备的先进性与煤矿企业整体效能相关联。煤矿机械设备制造具有组部件种类多、加工生产工序多、工艺复杂的特点,数控技术以其高精度和连续生产的稳定性,适用于毛坯铸(锻)造、零部件下料和焊接成产流程。以煤矿设备生产时的切割技术为例,掘进叶片和滚筒的切割要求高精度,人工操作具有一定技术难度,数控技术的应用突破了过去的仿形加工模式,三轴或四轴数控加工中心可以进行高精度的快速切割,提升煤矿机械成品的作业性能水平。另一方面,数控技术与生产线的结合,降低了生产安全事故率,生产设备制造企业的市场竞争力得到提升。2.2煤矿机械制造中应用的数控技术面临升级需求。面对市场竞争的日益激烈化局面,数控技术被引入煤矿开采机械设计、生产和运行关节,使煤矿企业获得更大的经济效益。煤矿开采企业效益的直接影响因素包括技术创新、人员素质提升、设备质量提升等。数字化、信息化应用程度直接决定了煤矿企业的工业化水平和整体竞争力。数控加工机床的选取应适应煤矿机械设备制造特点,在实际工程中,通常采用现有普通机床的数控化升级或同等功能数控机床的整体替换。生产模式和组织形式随之发生改变,产线的稳定性和加工质量提升。从技术经济性视角看,改造现有机床是可行的,基于对数控技术和普通机床结构的掌握程度,通过现有技术和资源,对使用中的国产或进口机床设备进行整体改造,可从改造难度较小的国产设备入手。数控技术的便捷操作性能,尤其适用于复杂工艺生产流程。2.3数控技术与工业物联网的结合。数控技术也在不断自我升级,由单个设备的数控自动化改造向多个设备互联、数据共享、协同控制转变。煤矿机械设备生产加工流程数控技术升级,通过精准定位、数据共享、互联协同,不仅使整个生产流程更连贯,缩短生产环节用时;同时保证了更高的零部件加工尺寸精度和表面质量。对生产线各工艺流程情况进行汇总,通过MES(ManufacturingExecutionSystem,制造执行系统)协调各工序生产进度,由调度平台向各终端设备下发操作指令,启动终端的嵌入式子程序,完成对应工序的加工内容。数控技术与工业物联网的结合,使繁杂的调度协调工作变得简单高效,数控技术进入新的发展阶段。
3煤矿机械制造过程中数控技术具体应用
3.1皮带输送装置。皮带输送是煤矿生产现场的典型的输送方式之一,输送距离长、效率高,进行连续不间断作业。皮带输送属于机电一体化设备,数控技术优化电动机磁通控制能力,降低无功损耗。通过对电动机标量和矢量的持续优化,皮带输送系统速率得到提升,获得更高的投入产出比。但煤矿机械作业环境恶劣,电动机运行参数对温度敏感,对传送效率产生影响。变频技术改变正弦波频率,产生谐波磁场,转子与定子铁损增加,因此,电动机参数的优化须简化机械结构,在连接驱动与滚筒的基础上,保证机械设备稳定安全运行。3.2支架机械结构自动化。支架结构是煤矿挖掘机械的几大部件之一,展开时为整个车体提供稳定支撑,移动时可以方便地收起,由机械结构和控制系统组成。支架结构受控于机电一体化PLC系统,自动化支架具有更好的支护效果,收放效率提升。自动支架采用液压系统,依靠乳化液泵获得足够的动力源,相比常规液压系统,具有更大的液体量和压力支撑。同时具备对乳化液浓度实施监测能力,当油箱油量异常时,故障诊断系统自动运行,向运维人员反馈状态信息和故障数据。3.3煤矿采掘机械设备数控技术应用。根据相关报道,欧美部分国家尝试将电牵引设备应用于煤矿开采,并取得了明显的效果。数控技术的关键是算法的实现,传感器技术、故障识别与诊断完成设备状态数据采集、分析与处理,执行机构完成数控预期动作。数控技术的应用,是煤矿开采设备发展阶段的一个分水岭,机械助力人工阶段向人工助力机械阶段过渡,有助于煤矿机械制造自动化水平提升,为煤矿开采产业提供更具适用性的机械设备。3.4数控技术与煤矿机械设备生产工艺流程的结合。煤矿机械设备生产加工包含多个流程,涉及多种加工工艺,数控技术与工艺流程的结合可以缩短生产加工时间,工艺改进是一个持续深入的过程。工艺流程的改进与生产方式相关联,在现有生产模式基础上改造,数控技术的自动化基因注入传统机械加工生产线,工人的加工制造水平呈现阶梯式跃升。机械设备改造关注人机交互的友好性,促进生产技术与作业条件同步提升。数控技术与煤矿机械设备制造环节的结合体现在2个方面:一是数控技术在设备生产工艺流程的直接应用,数控技术提升现有加工设备的自动化、智能化水平,生产线的加工效率和质量得到共同提升;二是数控技术应用于零部件生产车间,零部件故障率的降低,使煤矿机械设备的整体可靠性得到提升,因为设备可靠性是其组成零部件可靠性的乘积。煤矿机械产品质量的好坏直接影响煤矿生产效率与作业安全,以人为本理念的推行,强化了安全生产的重要性。
4结语
数控技术是机械制造技术、精密测量、电气传动、自动控制、计算机技术、网络通信技术的集合,在工业物联网架构中,单设备数控向设备集群协调联控转型升级。煤矿机械与开采作业效率紧密相关,其生产制造环节直接影响机械设备整体工作性能,与数控技术的深度融合是产业升级的内在命题。数控技术是通用的,但与机械设备的结合是有个体差异的,进行有效的结合是煤矿机械制造水平提升持续努力的方向。
参考文献:
[1]林.机械自动化在煤矿机械制造中的应用探索[J].中国设备工程,2020(8):196-197.
1便捷性
机械加工企业应用数控技术之后,机械加工工艺得以优化,省略了没有必要的加工环节,使得数控技术的便捷性显著突出出来。另外,机械加工企业大范围的应用数控技术,加工工艺参数得以优化,使得机械加工更加便利。
2高效性
第一,数控技术在机械制造中的发展应用能够实现一次装夹工件完成多道工序的加工,从而能确保加工的精度和减少辅助的时间;第二,数控技术在机械制造中的发展应用能够高质量的完成普通机床难以完成的复杂零件和零件曲面形状的加工;第三,采用模块化的标准工具,既减少了换刀的时间和安装的时间,又提高了工具标准化的程度和工具的管理水平。当然,随着微处理器的发展以及现代先进的技术的高速发展,无论从机械加工的生产技术发展还是从机械设备的维修检测以及集成程度的层次上,都势必有极大程度的提高。而我国现代数控技术的发展尚处于对国外产品的模仿阶段,缺乏技术创新。这不仅是对引进技术的消化不够,更重要的在于我们缺乏完善的技术创新环境和应有的创新机制。
二、数控技术在机械加工中的具体应用
1数控技术在机床上的应用
现如今机床加工中已经广泛的应用了数控技术。机床中应用的数控技术实际上就是计算机控制装置,该装置能够在机床加工时,实施控制,为此人们称之为计算机数控机床。机床加工的控制能力越强,加工设备的性能质量也就越高。现阶段数控技术研发力度加大,应用价值也就随之提升,各个工业企业必须高度重视,只有如此,机床加工中才能够真正的发挥出数控技术的作用。
2数控技术在工业生产上的应用
第一,工业生产企业需要对以往生产环节加以反思,只有充分的认识到自身的不足,才能正确的应用数控技术,发挥出数控技术的优势,也才能够不断的改进数控技术,完善数控技术功能;第二,数控技术的种类比较多,工业生产企业不能只是对自身所使用的数控技术进行研究,还应该将目光放在其他类型的数控技术中,摒弃其他种类数控技术的劣势,吸收优势,然后应用在自身的工业生产加工中,定会为工业生产发展奠定良好的基础。但是需要注意的是,工业企业运用其他数控技术,一定要慎重,要结合自身实际,不能照抄照搬,以免有所损失;第三,工业生产企业需要充分认识到国外数控技术的先进性,可以进行一定程度的借鉴,但是借鉴的过程中,依然要考虑到实际情况。国外数控技术比较先进,但是可能并不符合我国现实国情,所以借鉴的过程中,还需要考虑到自身的消化吸收能力。另外,我国的工业加工企业还应该意识到借鉴国外的数控技术只是一种暂时性的行为,应该努力创造核心技术,而不能完全依赖进口。
三、数控技术的发展前景
1速度与精度显著提高。数控技术的高速度与高精确是最大的优势,未来该优势将会更加的突出。数控技术的速度与精度越高,技工效率以及产品性能质量也就越高,产品的生产的社会必要劳动时间就会缩短,整个行业也会向前迈向一步。
2更具柔性化。现阶段,机械加工中所使用的数控系统已经具备了柔性化的特点,其中表现最突出的就是模块化设计,此种设计理念的运用,使得数控技术的可裁剪性能更突出,以此能够适应各个用户的需求。未来,数控技术的群控系统将实现柔性化,这样相同的群控系统就能够按照各个生产流程进行动态调整,实现群众系统功能。
3更具开放性。现阶段机械加工中所应用的数控技术大多数都属于封闭性,兼容性不强,而且难以进行技术升级。数控系统实现开放之后,这样就能够在统一运行平台上进行机械加工,而且开放性的数控系统,会依据对象要求进行系列化改变,使得对象裁剪更加得体,以便能够满足最终用户需求。
4多轴化性能明显。所谓多轴化,主要是指数控系统具有一机多能的功能,使得设备利用效率大大提高。数控系统实现多轴联动机工之后,零件放置在数控机床上,接下来的操作都能够自动完成,比如自动换刀、旋转工作台等,而且零件经过自动操作之后,光洁度非常高,加工效率也明显提高。
5集成化程度高。现阶段机械加工中所应用的数控技术已经逐渐的向集成化程度发展,如果能够完全的实现集成化,NC系统将会占有非常小的空间,同时可靠性也会非常高,另外,由于可以使用光纤进行信号的传递,这样铜缆用量的将大大减少,也就降低了成本,除此之外,还能够实现无缆连接,这样数控系统装置中电缆数目将会大大减少。6智能与网络化程度更高。这是机械加工数控系统必然要实现的一个目标,也是信息时代机械加工行业对数控技术提出的要求。如果数控技术实现了高度的智能化与网络化,不仅能够进行自适应控制,还能够进行专家控制、模糊控制等,同时还能够满足机械加工企业对信息集成的要求。
上个世纪80年代,计算机技术的飞速发展带动各行各业的迅速进步,依赖计算机自动控制技术的现代机械制造业也逐步脱离传统制造,转变为高效率生产。由集成电路板支撑的数控技术为核心的数控铣床率先走进了机械制造业,然后各种数控机械迅速充斥了机械制造业。从数控车床到镗床、磨床、钻床再到大型的冲床、板材一次性成型机械、车削设备等等,CAD等机械模拟制图软件的开发利用又进一步的提高了机械制造的工程化发展。计算机已经走进了微电子的时代,数控技术也不例外,微电子技术为数控技术的更精细更准确操作提供了可能,微电子技术使得操作界面更加人性化,也更加小巧精致,实现的功能也更加丰富。不仅仅是单个制造产品,还可对成品进行计数打包装箱等后续步骤,操作工人只需在一旁监管突况的发生。传统的机械制造业也可以进行计算机自动控制化的改造,实现对零散的生产设备统一管理,协调一致的生产。通过计算机模拟技术,可以找到机械制造中效率和利益最高的生产状况,为企业带来更大的利益。计算机技术不仅仅是对机械生产中起到作用,在原材料的购进,原材料的加工利用,产品的后续包装销售过程中,计算机能构架一条完整的集成制造体系。
2数控技术的生产利用
在一些恶劣的生产环境中利用数控技术尤为重要,在化工生产过程中,粉尘、有毒有害气体无时不刻威胁着生产工人的人生安全,数控技术的引用不仅改善了工人的劳动条件,提供了安全保障,同时对企业来说,也提高了产品的生产效率,实现机械化。在生产加工中对环境要求非常高的加工过程中,数控技术可以摆脱人的因素,能提供更优的生产环境,例如在食品加工过程,传统的作坊式生产明显不能满足我们对食品卫生的要求,在现在化无菌化生产条件中数控技术减少了人为操作,一切由机械代替手工自动完成,保证了生产加工的质量要求。数控技术对既定的生产过程进行控制,一般采用负反馈的调节机制,利用传感器发现错误并及时采取相应的处理方法,实现全过程的智能化一体化生产。
2.1在采煤业中的应用
在传统的采煤业中,一般是由采煤工人在地下进行挖煤作业,由于地下情形的不可预知性,煤矿事故频繁发生。即使是在采用机械化采煤技术的今天人工的操作依旧存在,地下煤层环境的不同,也需要采用不同的机械。数控技术在采煤机的应用,解决了单件下料的重要难题,数字化技术能够模拟出最优的套料方案,不仅能实现采煤机械的高效率生产,还能极大的避免人工直接操作的危险性,降低甚至杜绝了煤矿事故的发生,提高煤矿生产企业的经济效益。
2.2在汽车行业中的应用
汽车行业近些年在我国发展迅猛,数控技术在汽车工业中加快了汽车零部件的标准化生产,有数控技术控制的生产中心更加智能化,不仅高效率还能满足产品更新的要求,还能制造一些极为复杂的零部件,为汽车工业的整体发展添砖加瓦。将不同零部件数字化处理后存储在计算机中,利用模拟技术可以虚拟制造出各种汽车模型同时利用各种试验软件模拟测验,了解其参数,更迅速的开发出一种产品来,缩减了汽车的研发周期。
2.3在新型机械制造领域的应用
在航天领域,许多零部件需要特殊的加工,才能满足平整度、刚度、柔韧性的要求,传统的制造也很难满足这些加工要求,这就要求数控技术对材质进行精密的微加工,不仅节约了材料还能更快的实现零部件的加工,推动了航天领域的发展。其它高精度的科学仪器亦是需要数控技术的应用。
3机械数控技术的未来发展
3.1更精确
利用数控技术完成高精度的机械操作,在微米级乃至于纳米级的操作级别上手工借助机械一般很难完成及其细微的工作,只有通过数字控制技术进行分子的自组装完成对纳米级别的加工,数控技术精确到每一步,严格控制生产环境,将各个生产环节严丝合缝的连接起来,最终完成高精度超复杂的产品生产。
3.2更大
在微观领域,数控技术可以做到微米级和纳米级,机械设备也可以做的很小。在另一方面,数控技术结合大型生产机械也成了未来发展的一种走向。利用数控技术为核心的3D打印技术可以自行一体化建设大型建筑,在对复杂机械的组装上,大型组装机械自动精确组装每一个零部件,节省时间提高效率。
3.3更快
没有最快只有更快,数控装置在未来几年内需要具备高速处理大量指令的能力,处理数据的能力和反应的时间长短决定了精确度。这不仅需要算法上的不断改进和优化,更需要硬件设施的不断提升。由于计算机运行速度的飞速提升,CPU的运行频率早已达到上千兆MHz,在微秒级别上依旧能够快速做出反应。在另一个方面,伴随着数据处理速度的提升,机械传动速度度提升也十分迅猛,主传动轴的转动速度已经达到100000转每分钟了,转速的提高对附加的进给部件的刚度和韧性也提高了很大的要求。
4小结
1.1数控技术在机床加工中的应用
机械加工中,机床的应用比例很大。各种各样的模具生产都是由机床来完成的。传统的机床生产,模具的精度控制很难实现自动化,因此,生产出的模具合格率较低,材料利用率低。而数控化技术在机床上应用后,实现了机床全自动化机电一体制,这种机电一体化加工生产技术能保证产品的质量。
1.2数控技术在煤矿机械加工中的应用
煤矿机械具有特殊性,是专用的机械设备,由于其工作环境复杂多变,对安全系统要求较高,煤矿机械加工过程要求精细化程度高。而传统机械加工很难实现其精度的要求。而且,煤矿机械更新换代较快,应用领域单一,所以生产加工量小,下料难。数控技术得到应用后,设备下料切割采用数控技术,改变了过去的工作模式,切割效率得到成倍提高,切割质量高,提高了材料的利用率,降低了设备的生产成本。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置,它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调切切缝的补偿值来精确控制毛坯件的加工余量。
1.3数控技术在工业生产中的应用
工业生产过程中,难免会有恶劣的工作环境存在,如高温、高压、操作空间狭小,操作高度过高等。这些危险的工作环境极大地增加了工作人员的工作危险性。而数控技术的应用后,工业生产上类似的恶劣环境完全编入数控程序,使工业生产危险性得到极大改善。在实际的生产过程当中,应用数控技术之后,生产过程可以由计算机系统全程控制。只要预先输入各种生产程序和产品参数,则计算机系统便能够依照指令实现真正意义上的无人自动化生产。即便是在生产过程当中出现了故障或者问题,系统会根据错误的等级来决定是否继续进行生产,同时采用有关的保护性护理措施,并向管理者报警。除此之外,机械加式中数控技术的应用还有很多,如航空设备的生产、机器人系统的生产、汽车工业的生产、石油机械的生产、国家武器装备的生产以及建筑机械、农业机械等领域,应用数控技术后,无一不推动了行业的快速良性发展。
2机械加工中数控技术的应用趋势
随着新的智能化技术的发展,机械加工中数控技术的发展同样朝向智能化方向发展。主要表现在加工过程的自适应控制和工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算等;操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等。另外,随着数字技术的不断进步,机械加工也面临着新的市场需求,特别是人们对精细化的要求也越来越高,于是高速度、高精加工技术成为必然的趋势。
3结语
[关键词]数控技术;机械自动化;应用;发展趋势
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0358-01
全球处于信息化高速发展的时代,有利于先进技术的普及利用,促进各个国家发展进步。数控技术是当代制造业重要的技术手段,是完善机械自动化,实现机械全自动生产。
一.数控技术概述
(一)数控技术概念
数控技术全称数字化控制技术(Numerical Control)简称NC,,操作人员根据机械性能和操作需求,通过电脑对机械编写程序,赋予机械设备相应制造功能。由于,通过计算机完全代替以往硬件部分,能够快速输入数据、处理信息、进行运算、做成判断,成为制造产业信息化的重要组成部分。该项技术关系高整个国家的经济发展和综合国力,是决定国家战略地位的重要因素,由此可见数控技术的重要性,各个国家不断优化创新当前已有的数控技术,符合机械自动化要求,推动制造业发展。
(二)数控技术发展历程
美国帕森斯公司于1948年,首次提出利用数字脉冲控制机床的构想,并于1949年与麻省理工大学共同研制,于1952年成功制造出三坐标数控铣床,首台数控铣床的数控设备选用电子管元件。于1959年成功研发第二代数控装置,该种装置利用晶体管和印刷电路板,使数控机床有自动换刀的功能。于1965年成功研发第三代数控装置,与传统数控装置相比,第三代数控装置体积小、耗能低、可靠性强、且价格低,刺激制造业广泛购进数控装置,促进数控技术的传播和发展。在20世纪60年代末,出现了由一台计算机控制多台机床额数控系统,利用微信计算机控制整个数控系统,使数控系统进入以小型计算机为控制中心的第四大数控技术。在1974年,成功研制出由微处理器和半导体存储器控制整个数控系统,促使数控技术成功迈向第五代。随着网络技术不断发展,数控系统广泛使用PC机作为硬件部分,控制系统,与此同时采用NC软件,维护系统,实现网络化操作。
改革开放后,我国数控技术和设备起步时间晚、发展缓慢、科技含量较低,进入通用微机数控时代后,我国制造业、工业、军事等领域更加注重数控技术的发展,我国数控技术取得很大进步,当前以PC平台为基础的国产数控系统已经发展到世界前列。
二.数控技术在机械自动化中应用体现
(一)机械自动化中CNN系统
CNN系统是一项实时多任务计算机系统,是控制系统中较为先进的技术,能够进行多项任务,实施多重实时中断。以下是对机械制动化系统中CNN系统的介绍:
(1)进行多项任务
在机械自动化生产过程中,CNN系统需要完成管理和控制两项工作,CNN系统管理部分包括:输入、I/O控制方式、显示诊断。而系统控制部分包括:译码、刀具补偿、速度处理、插补以及位置控制。多数情况下管理和控制系统是同时进行的。例如:CNN系统在工作状态时,工作人员为了详细了解系统的工作状态,管理显示页面需要同时显示控制系统可管理系统。
在CNN系统中工作两个模块之间有并列处理关系,也就是计算机在同一时刻或者在同一个时间间隔段中完成两种或两种以上工作性质相同的工作,该种处理方式是一种资源重复并行处理方法,大幅度提高率运算速度。此外,有资源分时共享,CNN系统中CPU分时共享,通过合理分配CPU时间,实现解决多任务同时进行。
(2)实施多重实时中断
CNN系统实施多重实施中断工作主要依靠硬件部位完成,其中中断工作具有多项类型,有外部中断、内部定时中断、硬件故障中断、程序性中断。其中,外部中断主要包括:纸带光电阅读机读空中断、外部监控中断以及键盘操作面板输入中断。纸带光电阅读机读孔中断和外部监控中断工作实时性能较高,具有较高的优先级别,而键盘操作面板输入中断具普遍在较低中断系统中使用。内部定时中断,该种中断方式具备一定的周期性,由插补周期定时中断和位置采样定时中断,两种系统共同完成中断工作。硬件故障中断,当零件发生故障后,向系统发出警告,从而实现中断工作。程序性中断,适当程序中出现各种异常报警中断,例如:原料外溢、机械内部缺乏原料等,程序中出现异常情况,程序发生警报,计算机通过存储器原有程序设计实现数控功能
机械自动化采用数控技术中的CNN系统,实现多项任务同时进行,实现多重任务实时中断,提高机械生产效率,通过计算机等高科技手段,收集更多信息资料,快速做出决策方案。
(二)机床中使用五轴联动技术
五轴联动技术可以对三维曲面零部件进行加工,利用刀具进行切割,能够提高零部件表面光滑度。此外,一台利用五轴联动技术的机床的工作效率相当于两台三轴联动的机床。基于数控技术中五轴联动技术具备多项优点,再加上电主轴的出现促使五轴联动机构更加简化,在机械自动化制造领域较多引进利用五轴联动技术,提高工作效率,降低生产成本。
三.机械自动化利用数控技术的发展趋势
由于数控技术向着高速化、高精确度、智能化、网络化、开放式发展,为机械制造业提供更多技术支持,丰富机械自动化优质性能,代替体力劳动者和部分脑力劳动者工作,节约大量原料和人力资金,降低企业成产成本,是机械制造业首选技术。由此可见,在数控技术在今后发展中,将不断深入机械自动化制造领域,成为制造业发展的决定性技术。
总结
机械自动化节约了大量的生产资料,代替了体力劳动人员工作以及部分脑力劳动人员工作,为企业降低生产成本的同时,提高了企业工作效率,在市场竞争中获得较大的优势。而实现机械自动化工作最重要的技术是:数控技术,数控技术利用网络和计算机,通过系统编程实现系统管理机械操作,提高成品科技含量,此外,促进优化产业结构,实现产业转型,是当前制造业中最重要的科技手段。
参考文献
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随着科学技术的发展、电脑技术的普及和市场竞争的激烈,各种机械制造业产品的更新周期越来越短,传统技术已无法满足其换代需求。我国的机械制造业的有着特别的市场需求,即种类多而精,批量小而全,所要求的产品要生产成本低、产品质量精。成产效率高,因此我国现有的机械制造业必须要有科技上的突破和创新。为了扩大市场份额,提高行业自身的市场竞争力,我们必须对数控技术的优秀性能有充分认识和足够的重视,使其在机械制造业中发挥优势,物尽其用。只有做到这些,我国机械制造业才能达到市场要求,才能保证机械设备安全、生产环境安全、产品质量过硬,整个制造业才能有效提升的档次,创造强有力的竞争力。
1 机械制造业现状
目前,我国整个机械制造业的规模相当庞大,产量也很高,处于世界领先地位。但是我国现有产品对国外技术存在较高的依赖性,极少有自己的知识产权,技术含量不高,以致不管是质量还是性能方面都难以步入高端产品行列。后来出现的机械制造自动化,大力提高了我国机械制造的产品质量和生产效率。所谓的机械制造自动化,指的是采用机器控制器来输入所需的编码跟数据,以此达到机械制造自动化作用,对于那些由手操作难以完成或人工成本消耗过高的复杂产品以及精度过高的零件,均采用自动化机械操作。我国的机械市场对产品有诸多要求,例如批量要小、品种要多、成本要低以及质量要高等等,因此机械自动化制造的实现意义重大。
2 数控技术的特征
在机械生产中,采用电脑程序来操控整个过程,此项技术即为数控技术。数控技术包含了电脑、光电、感应、机械制造等多项技术在内,拥有高效率、高精密度、灵活自动化等特征。我国目前的数控技术普遍采用电脑编写程序,过去纯粹的硬件功能被电脑软件所取代,机械制造产业的效率得到大幅度提高。
数控技术是标准的机电一体化新型科技,其中紧密结合着自动控制、检测技术、机械、电子等高科技部分。机械制造过程的自动化得以实现之基础就是数控技术,同时,数控技术也是自动化柔性系统之灵魂,是现代制造业集成系统之核心。数控技术将机械设备的生产效率、生产安全性、生产可靠性以及产品质量都提升了一个台阶,给旧式的制造业带来了极其深刻而长远的影响。数控加工专业较之传统加工技艺有着明显的特点和优势: 对于普通机床难以制作的的复杂配件以及不规则形状零件的加工,可以高质量高效率地完成;② 加工工的艺参数能够根据需要方便地改动,所以对于换批加工以及新产品研发非常有利; 对于需要多道工序的零件,能够一次性装夹完成,确保了的加工精度的质量,也能够减少辅助时间,提高工作效率;④ 使用标准模块化工具,既可以减少换刀以及安装所需的时间,又能够提高设备的工作标准以及工具管理能力; 对于电脑辅助制造的实现起到很大提高作用。随着新型数字科技的发展和使用,数控技术的发展也在日新月异。
3 数控技术的应用
3.1 应用与工业生产
工业机器由三个部分组成,即控制、执行和驱动三大系统。在现代工业环境中,工业生产设备通常在不便于或不适合人类工作的环境下使用,例如一些重复性、机械化的工种。工业生产对劳动生产率的提高起到了极大作用,还为工人有效改善了工作环境,从一定程度上保护了工人安全,确保了产品质量。数控技术的实际工作原理是:电脑系统集成控制领域,在控制领域的指挥下,各机械操作部位将程序指令全部输送到驱动领域,完成整个操作流程,同时监管着着所有操作细节,一旦操作流程中产生错误,就会被传感器捕捉传递到控制领域,由控制领域及时采取保护措施。执行领域由机械元件以及服务系统组成,动力领域对其提供动力,之后驱动元件开始工作,执行领域就可以完成工作。
3.2 应用于汽车工业
汽车工业在近年的发展迅速非常之快,汽车加工行业也就随之发展。汽车加工的市场份额越来越明显,数控技术的大力推广为汽车加工行业生产效率的提高起了很大作用。高柔性生产线,不仅具有高柔性的特点,还有极高的效率性,以数控机床为工作核心。这种全新的技术生产线能市场上对产品更新速度的要求,大力提高了生产效率和投资收益,更是突破了传统汽车加工业的固有生产模式,形成了批量小而分明、品种多样而精的现代化生产方式。对于那些工序复杂的零件加工,也可以运用以数控技术为核心的高效率成型技术。同时,汽车制造领域还广泛使用了其他此类技术,比如虚拟制造技术等。可以看出,数控技术已成为汽车加工行业必不可少的一个支撑。数控技术对工业制造行业影响巨大而深远,对我国制造业的长期可持续发展起到很大的促进作用。
3.3 应用于在机械设备
机械制造的基本条件就是机械设备,机械设备的作用无可取代。数控技术为机械制造业带来了良好的机床控制力,所谓的数控机床指的就是采用数控技术来操纵机床设备的加工和生产等一系列过程。此机电产品靠代码来完成机床控制的所有工作,使用控制介质来储存生产产品所需的各种数据,发出的指令被传递到系统,就完成了整个机床生产的指挥工作。
3.3.1 煤矿机械。近年来,采煤业飞速发展,其丰厚的的利润有目共睹,自然而然也就带动了采煤机制造业的迅速发展。由于采煤机需要适应不同的开采环境,所以品种多样,产品换代周期也比较短,所以市场上产品基本上都是需求种类多而批量小。在制造采煤机的毛坯时,普遍采用焊接技术,很难
解决下料问题。如果换用数控技术来进行切割工作,采用新的龙骨版程序来完成叶片以及滚筒等方面的下料,问题就可以迎刃而解。数控技术对机器的切割效率起了极大的提高作用,从而也有利提升了采煤行业的生产效率。同时,为数控切割机安装上自动切缝设备,可以更好的控制产品轮廓的构建程序,对优化配置起到良好作用。
3.3.2 机床设备。现代机械加工中最至关重要的因素便是机械设备,为了顺应机械制造行业的时代要求,在机械生产中配置的机床设备必须要拥有控制功能。数控机床可以说是应运而生,它具有十细节控制能力十分优秀,能有效提高机械产品的合格率以及机械生产的生产效率。
3.3.3 航空和宇航工业。宇航工业和航空工业中,经常需要生产或加工一些特殊零件,还有部分刚性较弱的铝合金或铝制材料,如果按照旧式的切割工艺,只能使用极小的速度和力量来进行切割,对切割工作造成极大困难。而数控技术正好具有与之对应的高速、高精和高柔等特征,能快速有效地解决传统技术难以切割的问题,大大提高了源资的合理配置率。
参考文献:
[1]栾义,浅谈数控技术在机械制造中的应用[J].职业,2010(23):112.
【关键词】机械制造,数控技术,应用
中图分类号: TG527 文献标识码: A
一、前言
近年来,我国机械制造工程虽然取得了飞速发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在各种机械技术不断发展的新时期,加强对机械制造中的数控技术的应用,对确保机械制造行业的提升有着重要意义。
二、数控技术的基本原理
数字控制技术是通过对计算机技术、自动控制技术、电气传动技术以及精密测量技术和机械制造等多种技术的综合运用而形成的产物,同时,它是自动化机械系统、机器人系统以及计算机集成制造系统等一系列先进的高科技技术的根本所在。
数控技术主要依靠程序的储存功能来对各类机床实现不同的控制工作,整个数字控制系统的主要组成部分有:相应的控制程序、输入设备、输出设备、计算机数字控制装置以及速度控制单元、可变控制单元和主轴控制单元等。该种系统人们一般习惯性的称之为CNC系统,该系统同时能够对输入设备上实现给出的数字值进行自动阅读工作,并能够将其自动解码。从而确保机床正常运行,并能使其加工出合格的零件。 数控技术系统的主要核心是装置,其装置实际上就是一种计算机,不过该计算机是系统中专用的计算机,它在具备普通计算机的基本功能与结构的基础之上,还有和相关的数字控制机床功能相关联的一些功能,和专用的接口单元,该装置主要包括硬件与软件两大重要部分,其主要工作过程是通过硬件设备的支持下来进行软件执行操作的过程。该装置的工作原理主要是通过对输入设各与输入机床在工作时所需要的相关数据进行采集,并对其进行编码翻译,通过计算机的处理运算工作将所得到的数据命令合理地分配到相关的驱动电路装置当中,并通过相应的转换与放大工作,对伺服电机进行相应的驱动,同时带动相关的坐标轴运动,使每个坐标轴都能有效准确的移动到指定需要的位置。
三、数控机床的特点
1.具有广泛的适应性和较大的灵活性
能适应不同零件的自动加工。在数控机床上加工零件,一般借用通用的工装夹具,很少采用专用的工装夹具;若要改变加工对象,只要重新编制一段数控加工程序,这就为高精度小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便,缩短了生产的准备周期,节省了大量工装和费用,提高了企业的快速应变能力。
2.加工生产效率高
在数控机床上可以选择最有利的加工参数自动加工,有效地缩短了调整和检验等辅助时间;又由于采取了自动加速,自动减速等措施,使数控机床的移动部件能够快速移动和定位,大大节省了加工过程中的空程时间,生产效率明显提高。在带有刀库和自动换刀装置的数控加工中心机床上,一台数控机床实现了多道工序的连续加工,减少了半成品的周转时间,生产效率的提高就更为明显。
3.精度高,质量稳定
由于数控机床是按照事先编制好的数控程序进行自动加工,不受人为因素的影响,还可以利用软件来校正和补偿各种误差,因此零件的加工精度高,生产质量稳定,同一批加工零件的尺寸一致性好。
4.减轻劳动强度,改善生产条件
数控机床是按照所编程序自动完成零件加工的,操作者一般只需装卸工件和更换刀具,按下自动循环键后,由机床自动完成加工。因而大大减轻了操作者的劳动强度,改善了生产条件,减少了对熟练技术工人的需求,并可实现一人管理多台机床加工。
5.能实现复杂零件的加工
普通机床难以实现或无法实现轨迹为二次以上的曲线或曲面运动,如螺旋桨、汽轮机叶片之类的空间曲面。而数控机床由于采用了计算机插补技术和多坐标联动控制,可以实现几乎是任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面,适用于各种复杂形面的零件加工。
6.有利于生产管理现代化
用数控机床加工零件,能准确地计算零件的加工工时,能有效地简化测量和检验工序,能大大减少工、夹、量具和在制品的管理工作,这些特点都有利于生产管理的现代化。
7.初始投资大,技术含量高
数控机床是典型的机电一体化产品,其组成部分大多属于高技术范畴,起始阶段的投资大,对设备使用和维护的难度较大,因此对使用者和维护人员都有很高的要求。
四、机械制造中数控技术的应用
1.工业生产
工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上,或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下,完成人类难以完成的工作,很大程度上改善了劳动条件,保证了生产质量和人身安全。
在实际操作中,控制单元是由计算机系统组成,指挥机器人按照写入内核的程序向驱动单元发出指令,完成预想的操作,同时同步检测执行动作,一旦出现错误或发生故障,由传感系统和检测系统反馈到控制单元,发出报警信号和相应的保护动作。而执行机构是由伺服系统和机械构件组成。有动力部分向执行机构提供动力,使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作。
2. 煤矿机械
现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。
3.汽车工业
汽车工业近20年来发展尤为迅猛,在快速发展的过程中,汽车零部件的加工技术也在快速发展,数控技术的出现,更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体,既可满足产品不断更新换代的要求,做到一次投资,长期受益,又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率,从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念,实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现,不仅如此,数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等,在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。
4.机床设备
机械设备是机械制造中的重中之重,面对现代机械制造业的需求,具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制,这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需零件。
五、结束语
随着机械制造行业的不断完善,机械制造中的数控技术将会得到更多管理者的重视,在市场竞争日趋激烈的背景下,机械制造中的数控技术的应用将会发挥着越来越重要的作用。
参考文献
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