摘 要:随着机械制造业竞争日趋激烈,传统机械制造技术已经略显落后。一个国家的机械制造工藝的自动化水平的高低也是对该国家的工业水平和国力衡量的重要标准之一。于是,探索数控技术在机械制造业中的应用就显得越来越重要。本文主要对现代的数控技术当前在机械制造业各领域中的应用进行简单的阐述。
关键词:机械制造;数控技术
现代社会经济发展迅速,产品竞争日益激烈。为此,在机械制造中引入数控技术,对于提高我国的机械制造水平具有较大的促进作用,有助于尽早实现我国机械制造的一体化水平。 数控化技术是先进制造技术的核心,是制造业实现自动化、网络化、智能化、复合化等的基础。正是因为数控技术有着较多的应用优势,在相应机械制造行业中的应用也愈加广泛,被各个制造行业更加看重。随着机械制造行业在各个领域内的广泛应用,以及现代信息技术的崛起,以往的机械制造技术已经难以适应当前竞争市场的诸多需求。而当前形势下,机械制造行业的订单需求、以及产品质量等的完备需求也在加强,行业标准还是以传统机械制造技术为主的话,就使其技术发展显得柔韧性不足。因此,为了适应市场的诸多需求,以及缓解行业自身的竞争压力,引入数控技术势在必行。
一、技术特点
数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。
目前是采用计算机控制,预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置,使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成,这样极大的增强了机械制造的灵活性,提高设备的工作效率。
二、机械制造中数控技术的应用
1.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,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。
2.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。
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。
三、数控技术的发展
机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前,继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。从20世纪 50年代,出现了交磁放大机—电动机控制,到20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制,然后新一种自动化装置—顺序控制器。随后在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这是数控技术一次大的革命,一个重大转折。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境,由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点。随着计算机技术的迅速发展,数控机床的应用日益广泛,进一步推动了数控系统的发展,产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段,可实现产品从设计到制造的全部自动化。世界已经步入了新的机电一体化时代,它是以数字化制造技术为核心的时代,数控机床就是其中的代表。
总之,数控技术是实现机械制造自动化的关键,直接影响到国家工业的发展和综合国力的提高。以数控技术为核心的机械设备的生产和应用已经成为衡量一个国家技术水平和战略地位的重要标准。因此广泛采用数控技术应用于制造业,无论从战略角度还是发展策略,都是我国实现工业经济大国必须要大力提倡和广泛发展的。与此同时数控加工技术的大力发展业培养了一代掌握了先进数控专业技术的人才,进而推动我国现代化机械制造业更快速的迈向繁荣。
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