數(shù)控技術(shù)與機(jī)械加工論文
時間:2022-03-16 08:48:09
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1數(shù)控技術(shù)的基本原理
所謂的數(shù)控技術(shù),簡單來講就是指采用電腦程序控制機(jī)器的方法。主要是指通過采用數(shù)字信息,按工作人員事先編好的程式對機(jī)械加工進(jìn)行控制。它主要包括:計算機(jī)技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、自動化控制技術(shù)、傳統(tǒng)及現(xiàn)代的機(jī)械制造技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是一種綜合性技術(shù),把數(shù)控技術(shù)用于機(jī)械加工,能夠有效地對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化控制。這主要是運(yùn)用計算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)先編程,在運(yùn)行過程中利用計算機(jī)輔助軟件執(zhí)行繁瑣的數(shù)據(jù)存儲和運(yùn)算處理,在很大程度上提高了機(jī)械加工的精準(zhǔn)度與自動化,提高了機(jī)械加工的效率。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床設(shè)備中的作用
2.1數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的作用
伴隨著現(xiàn)代工業(yè)及信息技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械加工技術(shù)和工藝不斷進(jìn)步,從而推動了機(jī)械加工設(shè)備的更新?lián)Q代和機(jī)械加工控制系統(tǒng)的更新升級。由于數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用,出現(xiàn)了數(shù)控技術(shù)機(jī)械設(shè)備機(jī)殼的毛坯制造。數(shù)控氣割技術(shù)的使用輕易地解決了單間下料等諸多問題,數(shù)控氣割技術(shù)通過保持壓縮接觸面積的均勻,很好地滿足了密封功能的要求。這些使得產(chǎn)品內(nèi)外環(huán)凸凹曲面的加工精度得到提高,實(shí)現(xiàn)了毛坯料到成品過程的持續(xù)加工。因數(shù)控鏜銑床編程加工已與機(jī)械設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來,首先通過預(yù)先編程的齒形子程序,然后進(jìn)行機(jī)械加工和結(jié)合角度偏置,這能使產(chǎn)品滿足生產(chǎn)要求并進(jìn)行無差異化生產(chǎn),更好地滿足各種精度要求,極大地提高了機(jī)械設(shè)備加工效率,還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計算機(jī)控制一體化。
2.2數(shù)控技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的作用
機(jī)床設(shè)備是機(jī)械加工中的重中之重,因此,在機(jī)械加工過程中機(jī)床設(shè)備的控制技術(shù)是非常重要的。為滿足現(xiàn)代機(jī)械加工業(yè)的發(fā)展需求,擁有控制系統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備是現(xiàn)代機(jī)電一體化的關(guān)鍵。數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)床設(shè)備的靈魂和核心。通過在機(jī)床上使用計算機(jī)控制系統(tǒng),能夠?qū)C(jī)床的加工過程進(jìn)行控制,不僅保證了產(chǎn)品的高質(zhì)量要求,還極大地提高了機(jī)床的使用效率與生產(chǎn)效率。它用數(shù)字化的代碼來表示加工零件的工藝和幾何信息,也就是運(yùn)用計算機(jī)編程將刀具與工件間的相對位移以及進(jìn)給速度編排在計算機(jī)控制系統(tǒng)上,由計算機(jī)發(fā)出控制指令使機(jī)床按控制要求運(yùn)行。無需對機(jī)床進(jìn)行人工參與與調(diào)整,只需向計算機(jī)控制系統(tǒng)編入新的加工程序,就能改變加工零件,這是數(shù)控機(jī)床的最大特點(diǎn)。
3數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床中的發(fā)展趨勢
3.1數(shù)控技術(shù)的性能發(fā)展趨勢
現(xiàn)如今,我國的數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,數(shù)控技術(shù)的作用已不容置疑,它不僅推動了機(jī)械加工行業(yè)的持可續(xù)發(fā)展,還提升了我國的綜合國力。數(shù)控機(jī)床的性能正朝著高速高精高效化、柔性化、實(shí)時智能化發(fā)展。高速高精高效化:隨著高速RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)的運(yùn)用以及機(jī)床性能的改善,明顯提高了機(jī)床的高速高精高效化。柔性化:主要表現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)具有較強(qiáng)的可塑性和較好的可操作性。模塊化的設(shè)計,能滿足生產(chǎn)流程的不同需求。實(shí)時智能化:利用實(shí)時系統(tǒng)和人工智能相結(jié)合實(shí)現(xiàn)人類智能行為的模擬,使高科技手段有效運(yùn)用。
3.2數(shù)控技術(shù)的功能發(fā)展趨勢
為解決數(shù)控技術(shù)發(fā)展中面臨的多種技術(shù)與非技術(shù)問題,數(shù)控技術(shù)在功能上得到了很大的發(fā)展,主要表現(xiàn)在用戶界面圖形化、科學(xué)計算可視化、插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化以及內(nèi)裝高性能PLC。用戶界面圖形化:用戶界面是使用者和數(shù)控系統(tǒng)的對話連接。能夠根據(jù)客戶的知識接受能力和要求,加大對客戶界面的開發(fā)。用戶界面圖形化能夠?qū)崿F(xiàn)藍(lán)圖編程和快速編程、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放等功能??茖W(xué)計算可視化:能夠高效處理和解釋數(shù)據(jù),直接使用可視信息如動畫、圖像等。用于CAD/CAM,如參數(shù)自動設(shè)定、自動編程、刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理等。插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化:有2D+2螺旋插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、極坐標(biāo)插補(bǔ)等多種插補(bǔ)方式。補(bǔ)償方式有極坐標(biāo)插補(bǔ)、螺距和測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、以及相反點(diǎn)計算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)?。?nèi)裝高性能PLC:可用高級語言編程或梯形圖,提供在線調(diào)試和在線幫助功能。用戶在車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上修改自己需要的程序,能夠建立自己的應(yīng)用程序。
4數(shù)控機(jī)床的主要增效途徑
目前,我國數(shù)控機(jī)床的自動化生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝還存在一定的問題,主要表現(xiàn)在:數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)設(shè)備加工切削參數(shù)不太合理、與數(shù)控機(jī)床相關(guān)的知識庫和工藝數(shù)據(jù)庫缺乏、在自動化的制造中缺乏先進(jìn)的管理系統(tǒng)。這些問題增加了數(shù)控機(jī)床加工過程中的準(zhǔn)備時間、等待時間和故障調(diào)試時間,從而降低了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率。通過對國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀了解,提出了提高數(shù)控機(jī)床效率的有效途徑。
4.1提高數(shù)控機(jī)床的自動化程度在數(shù)控機(jī)床加工過程中,通過柔性生產(chǎn)線,以及柔性制造單元等數(shù)控加工技術(shù),逐步提高數(shù)控技術(shù)的自動化程度。這樣可以減少數(shù)控機(jī)床加工中的準(zhǔn)備時間、等待時間和故障調(diào)試時間,從而縮減了加工所需要的總時間。由此,在機(jī)械加工過程中加工零件的連續(xù)性以及自動化程度得到提高,進(jìn)而提高了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)總效率。
4.2逐步優(yōu)化加工過程通過機(jī)械加工生產(chǎn)過程的持續(xù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的加工,努力改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)和管理方式、刀具的自動配送、機(jī)械設(shè)備的管理以及機(jī)械零件的制造執(zhí)行系統(tǒng)等,積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)水平,逐步優(yōu)化加工過程。這能有效提高數(shù)控機(jī)床設(shè)備的完整性和開動率,使數(shù)控機(jī)床得到高效管理和有序運(yùn)用。
4.3優(yōu)化加工工藝以及加工設(shè)計保證加工零部件的質(zhì)量以及縮減機(jī)械加工的時間,是提高數(shù)控機(jī)床的加工效率,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化數(shù)控機(jī)床加工工藝的基礎(chǔ)。通過使用較為先進(jìn)的刀具或者性能高的數(shù)控機(jī)床設(shè)備能夠完成數(shù)控加工機(jī)床的模擬仿真秀。運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)努力優(yōu)化數(shù)控機(jī)床加工工藝和加工設(shè)計,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制系統(tǒng)裝置。通過提高數(shù)控機(jī)床的切削效率和主軸的加工效率,能夠保證數(shù)控機(jī)床的加工性能。
5結(jié)束語
通過對數(shù)控技術(shù)的基本概念及工作原理的解釋,以及目前我國數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床設(shè)備中的作用分析、數(shù)控技術(shù)在性能和功能上發(fā)展趨勢分析,提出了數(shù)控機(jī)床的主要增效途徑。從文中可以看出數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的重要地位,它是我國實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工自動化和智能化的關(guān)鍵,對我國國家工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和綜合國力的提高有著重要的影響。因此,在機(jī)械加工業(yè)中需要不斷加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的創(chuàng)新,積極引進(jìn)國外先進(jìn)的數(shù)控技術(shù),這對于機(jī)械加工企業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。機(jī)械加工業(yè)的飛躍發(fā)展,必將推動我國經(jīng)濟(jì)社會更好、更快發(fā)展。
作者:吳鵬宇單位:江蘇省如皋第一中等專業(yè)學(xué)校