数控技术的特点及在机械制造中的运用

来源 :中国新通信·理论版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yifanjiawei
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  摘 要:随着科技的发展,我国工业由曾经的劳动密集型逐渐过渡到集成化、数字化生产。其中信息化、自动化技术的应用对机械制造业的发展起着至关重要的作用。运用数字信息对机械运动和工作过程进行自动化控制的技术即为数控技术。文章在介绍数控技术特点的基础上,对其为机械制造业带来的重要影响作了进一步分析。
  关键词:数控技术;机械制造;数控机床
  数控技术往往通过数控机床的加工来体现,其中,数控车床,铣床,加工中心是典型的数控机床。数控机床的机床主体,外围技术和控制系统是机床的主要组成部分。数控技术通过一系列数字信息来控制数控机床以及电气化设备。
  一、数控机床的加工特点
  1)精确性。数控技术相比于传统机械加工制造业,凭借其具有高精度的刀具和坐标系定位系统等特点最大程度的解决了误差问题。通过减小数控系统的控制误差使CNC控制单位精细化以及采用误差补偿技术以提高位置检测精度都是数控系统高精度化的体现。32位微处理器是目前提高数控机床精确性最有效的手段。日本FANUC15/16/18/21系列其中的一个程序处理时间就可以缩短到0.5毫秒,在连续1mm的微小程序段的移动指令下就能够实现120m/min的最大进给速度来保证高精度的定位。
  2)高效性。我国传统机械制造业的最大缺点即加工效率低下,对相同的工件不能进行连续性加工,且不同的加工类型需要的换刀时间长,装夹与定位的时间也较长,即使是相同的工人在加工相同的一批零件也会产生误差。数控机床则以其快速定位,快速自动换刀,相同零件的连续性生产等一系列优势迅速占领了机械制造业的大部分市场。据统计,相同工作条件下数控机床效率会比普通机床效率高3~4倍,这是因为数控机床采用了通用夹具而使定位精度提高,且能合理选用切削用量,于是数控机床能在较短时间内完成机加工,保证了机床高效性。
  3)高柔性。首先,数控机床具有相当好的机器柔性,对生产一系列不同的类型产品时,可以根据产品差异适当的自动转化加工难易程度。其次,数控机床也具有一定程度的工艺柔性,对生产工艺流程改变的同时使得机床自身自动适应工件原材料的变化。再者,数控机床具有良好的继承能力和兼容能力来应对被社会所淘汰的产品,并以最经济最快的步伐适应现代机械制造业的发展速度。除此之外,数控机床的维护柔性,生产能力柔性和扩展能力柔性也体现了数控机床的高柔性。
  4)高复合化。复合化包括加工工序复合化和数控机床的功能复合化。数控机床加工工件只需一次装夹就可满足工件加工工序卡中多道工序的加工任务,如车,铣,刨等。相比普通机床加工,数控机床加工功能复合化将大大减少工件装夹时间,夹具数量以及工件的搬运次数。由于数控机床使用更为简便的装夹,零件的相互位置精度得以提高以及工件尺寸的加工误差将会更小。
  5)高系统开放化。如今大多数数控机床CNC系统已采用工业级的PC机,其机床本体内硬件设施大大强于原本的CNC硬件,大幅提高了数控技术的稳定性。除此之外,加入计算机技术的CNC系统还带有远程缓冲的DNC接口,这样就可轻易实现控制器与被控制器的连接,即便是不同生产厂家生产的数控机床也能用不同的数控编程语言实现同一零件的标准化通信连接以实现数控系统的高度开放化。
  二、控技术发挥的作用
  由于不同时期的产品需求不同,这就使得机械加工制造业的生产类型存在单件小批量,成批大量产生。企业需要根据我国社会和企业自身发展有效选取不同的生产方式以及生产途径。
  1)提高各种机械设备使用率。我国农业机械化程度不高,但我国农业现代化中农业机械的发展离不開各种各样的生产机械。现代社会中美国的农业机械化高度发达,就主要得益于其数控技术的高度发达,美国的数控机床加工中心可以普遍达到五轴联动,而我国较为常用的仅是三轴或者四轴联动。数控技术的高度发达使得各种机械设备生产来的容易,这促进了农业生产高度集成化。就拿水稻或者小麦的生产而言,播种,除虫,育肥,收割,晾晒,脱粒,如果这些环节能实现一体化、自动化生产,那么将大大减少农业生产过程中的劳动力,农业生产将变得更加经济、高效。
  2)促进工业生产线流水线作业。汽车发动机中的曲轴连杆的生产就需用到高精度的数控车床,由于人工加工的曲轴连杆的同轴度一定程度上有所误差,且生产效率低下,一个曲轴的生产往往需要数十道工序,分别由不同加工人员完成,那么由数控机床所代表的流水线加工就是中国制造向中国智造靠近的最佳途径。提高工业生产流水线的数控技术的使用率不仅仅可以满足我国人民正常生活需求,甚至还可以向着国外市场进一步发展。
  3)提升工业生产所占比例。工业是国家主要的经济来源,它体现了一个国家总体发展程度,因此,工业的发展不可忽视。数字化,智能化,自动化是当代科学技术最大的特点,数控技术则是最具代表性的科学技术。数控技术通过数控机床的加工实现人机对话,把人、材料、工件、机床实现多维融合,减少劳动力的使用,提升了加工效率,间接加快了工业发展的步伐。数控技术还能完成某些不能由工人亲自完成的工作,这就是数控技术在工业生产中体现的最鲜明的特色。
  三、结束语
  电子信息革命每日都在更新,这也就意味着数控技术并不是止步不前,而是朝着更深层次发展。数控系统中控制系统的开放式设计使得数控技术向着更加统一化、集成化的方向发展。在我国今后的发展中,数控技术将会更加深入我们生活的方方面面,不仅仅是机械设计制造方面,还包括医疗卫生,军事设备,民生生  活等等。因此,高效,高质量,大规模的使用数控技术对我国社会主义现代化建设显得至关重要,这对我国工农业现代化的发展将会有巨大的贡献。
  参考文献:
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  作者简介:
  范浩灵(1999—),男,汉族,福建南平人,本科,研究方向:机械与农业机械技术。
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