数控技术在机械制造方面的应用探究

张成瑞 韩灵岗

山西航天清华装备有限责任公司 山西 长治 046012

在计算机技术不断发展的背景下,数控技术应运而生。该技术主要利用现代化的控制理念和信息技术,通过自动化控制的方式,达成某个功能目标。在目前,该技术的应用范围十分广泛,机械制造业也不例外。传统机械制造业以人工劳作为主,这种制造方式不仅浪费生产时间,还会造成极大的资源浪费。随着技术的发展和进步,数控技术已经在机械制造的过程中得到应用,许多制造环节都需要进行有效的控制和管理,利用数控技术,可以提升制造环节的控制质量,也能促进机械制造业自动化、机械化的发展。

一、数控技术的应用与发展

(一)应用特点

数控技术以数控系统为核心,采用自动控制、计算机等技术,属于自动化技术的一种。该技术利用设计好的程序对设备进行控制。目前,我国大部分机械制造行业都采取数控的方式,随着技术的不断完善,其应用范畴也愈加广泛。数控技术具有以下特点：首先,与普通机床相比,应用该技术不仅可以加工复杂零件,还可以加工曲面形状,且相对于普通机床其加工质量和效率更高;其次,在利用该技术进行加工时,可以通过调整工艺参数来调整加工方式,进而针对不同的产品、不同批次的零件采取不同的加工方式,便于新产品的研发,也能够改善加工质量;最后,利用模块化工具,可以提升工具标准化和管理水平,且无需消耗过多的时间。可见,数控技术对机械制造行业有很大的推动作用。

(二)发展趋势

随着数控技术的发展,传统制造业产生了巨大的变革,其逐渐向着工业化的方向发展。随着该技术应用领域的扩发,其对IT、轻工业、汽车等行业都起到了一定的带动作用,实现了多个行业的数字化转变。从全世界的角度来看,数控技术具有以下发展趋势：

第一,向高速、高精度加工和装备方向发展。不论是在机械制造业还是在其它制造行业中,效率和质量年都是研究和发展的核心。采用高速度、高效率的加工技术,能够全面提升产品加工效率和生产质量,在缩短生产周期的同时,就能有效提升产品市场竞争力。所以,日本线先端科技研究会已经将该技术列入5大现代制造技术之中,国际生产工程学会也将其定位21世纪重点研究方向。

第二,着重发展五轴联动加工技术和复合加工机床。五轴联动加工技术可以加工三维曲面零件,能够将刀具的几何形状调整到最佳状态然后进行切削,不仅提升产品的光洁度,还能增加加工效率。通常,1台五轴联动机床与2台三轴联动机床的加工效率相同,尤其在立方氮化硼等材料铣刀对硬钢零件高速铣削淬时,五轴联动机床可以发挥更大的效率,进而增加生产效益。

第三,向智能化、网格化的方向发展。从目前的发展趋势来看,大部分行业都在向着智能化的方向发展,数控系统也不例外。一方面,以提升加工效率和质量进行智能化优化,例如自动生成工艺参数。另一方面,以改善驱动性能和连接方式为核心的智能化优化,例如前馈控制。此外,编程简化、操作简化等方面也在不断进行智能化的优化,如自动变成等等。目前,许多国家都在研究开放式数控系统,如美国的NGC、中国的ONC等等。

第四,向着标准化、规范化的方向发展。其主要包括两个方面：一方面是对数控系统设计开发进行规范。根据前文所述,开放式数控系统是主要研究趋势,其具有通用性、扩展性、柔性等特点,许多国家都在对该系统进行研究,其中包括开放式体系结构数控系统规范的制定,可见数控技术正在向新的变革时期迈进;另一方面,对数控标准进行规范。在制造业信息化发展的过程中,数控标准是发展的必然产物,数控技术虽然已经出现了约50年,但信息交换标准始终以ISO6983为主,但在现代数控技术不断发展的过程中,该规范已经逐渐无法满足要求。所以,国际正在制定新的标准规划,主要为了提供一种中性机制,使其不再依赖具体系统,并对产品的全生命周期数据模型进行描述,从而实现产品制造的全过程信息的标准化。

二、数控技术在机械制造方面的应用

(一)应用于航天制造

在航天制造方面,其对产品有很高的精密性要求,且时常需要对特殊材质进行加工。如果采用传统加工方式,不仅生产效率低下,甚至根本无法满足生产需求。所以,必须应用数控技术,利用该技术保障产品的精密性和生产质量。例如,利用计算机进行生产方法评估,采取恰当合理的生产工艺,从而不仅保障生产效率和质量,还能使航天工业机械加工行业向高效、经济的方向发展。

(二)应用于汽车机械制造

近几年,我国经济上升速度比较平稳,人均收入也在不断提升,大部分人对产品消费的需求也在不断增大。在这个背景下,市场竞争日益激烈,面对这种情况,要增加汽车机械企业的市场竞争力,就要积极应用数控技术。数控技术可以全面改善汽车机械制造的质量和效率,并推动新的零件、产品的研发。与传统模式相比,采用数控技术可以进行大批量生产,也能丰富产品演那个是。尤其在复杂配件加工方面,利用虚拟制造技术可以有效解决此类难题,使零件加工环节更加简单、快捷。此外,集成制造等技术也得到了广泛应用,全面带动了我国汽车行业的进步。

(三)应用于工业生产

通常,工业生产的环境十分恶劣,不仅存在烟尘等污染问题,甚至会排放一些有毒物质或气体,如果采用人工生产的而方式,不仅效率不足,还会危害人体健康。不仅如此,现代市场对工业产品的精度要求越来越高,数量需求也在不断增大,传统生产模式并不能满足市场需求。所以,采用数控技术,利用数控系统来实现工业自动化生产,减少人力的投入,从而节省生产成本的同时,提升生产效率。工业数控系统有3个模块构成,分别是控制模块、驱动模块和执行模块。将编制好的生产程序输入到计算机中,设备会根据程序指令运行3个模块,并采用传感等检测方式进行在线检测,能够及时发现异常和故障问题。

(四)应用于煤炭矿机

由于煤炭企业对煤矿机的要求不断增加,为了生产更高精度、效率的煤炭机,就必须要应用数控技术。例如,采用数控气割技术,改善切割效率和质量的同时,有效控制加工件的剩余数量,进而在很大程度上避免了资源的浪费。此外,利用数控技术生产煤矿机械,也能提升生产机械的自动化水平,进而改善煤炭开采效率。

结语

综上所述,数控技术的应用范围愈加广泛,其受到了世界各国的重视,在不断的创新和完善。在机械制造业方面,应用数控技术不仅能够提升生产制造的效率和质量,还能满足自动化、智能化的发展要求,从而推动我国机械制造业的全面进步。