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關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;性能;發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)控機(jī)床隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而飛速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床正朝著高速度、高效率、高精度、高可靠性、模塊化、智能化、高柔性、集成化、開放性等方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的使用范圍越來越大,數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,數(shù)控機(jī)床技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、航空、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用。目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)主要朝以下幾個(gè)方向發(fā)展。
一、高速、高效方向發(fā)展
數(shù)控機(jī)床要大幅提高加工效率,首先要提高切削和進(jìn)給速度,同時(shí),還要縮短加工時(shí)間、降低加工成本,提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。
數(shù)控機(jī)床只有通過縮短切削時(shí)間,才可能進(jìn)一步提高其生產(chǎn)率。隨著高效、大批量生產(chǎn)的需求和電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展,直線高速電動(dòng)機(jī)的推廣與應(yīng)用,開發(fā)出許多高速、高效、高精度的數(shù)控機(jī)床以滿足航空、航天、等行業(yè)的需要。由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)間周期的縮短,航空、航空、軍事等工業(yè)加工的零件不但復(fù)雜而且品種多,也需要高效的數(shù)控機(jī)床,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低成本的生產(chǎn)。
二、高精度方向發(fā)展
從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精密加工)是世界各工業(yè)強(qiáng)國(guó)致力發(fā)展的方向。加工精度范圍從微米級(jí)到亞微米級(jí),乃至納米級(jí)(
當(dāng)前,機(jī)械加工高精度的要求如下:普通數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密加工中心則從3~5μm提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)(0.001μm)。
三、高可靠性方向發(fā)展
高可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。所以,并不是可靠性越高就越好,只要能滿足產(chǎn)品精度需要就行。
四、模塊化方向發(fā)展
為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,精度要求較高以及產(chǎn)品更新頻繁,生產(chǎn)周期要求短,品種多、批量小的特點(diǎn),機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化,數(shù)控功能專業(yè)化,應(yīng)提高并優(yōu)化數(shù)控機(jī)床的性能。近幾年來最明顯的發(fā)展趨勢(shì)就是個(gè)性化。
五、智能化方向發(fā)展
為提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量方面的智能化,如自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成等;為形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系方面的智能化,如將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD、CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體。
自適應(yīng)控制智能化,根據(jù)切削條件的變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)工作參數(shù),使加工過程中能保持最佳工作狀態(tài)。具有自診斷、自修復(fù)功能,在整個(gè)工作狀態(tài)中,系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)CNC系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、檢查。
六、柔性化和集成化方向發(fā)展
數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化發(fā)展的方向是:從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(柔性制造單元〈FMC〉、柔性制造系統(tǒng)〈FMS〉、柔性制造生產(chǎn)線〈FML〉、專用機(jī)床或數(shù)控專用機(jī)床組成的柔性制造〈FML〉)向面(工段車間獨(dú)立制造島、自動(dòng)化工廠〈FA〉)、體(計(jì)算機(jī)集成制造〈CIMS〉、網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的趨勢(shì)發(fā)展,另一方面向?qū)嵱眯院徒?jīng)濟(jì)性方面發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)是我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的方向,是高端制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)能方與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)〈CAD〉、計(jì)算機(jī)輔助制造〈CAM〉機(jī)床自動(dòng)編程的編輯程序〈CAMP〉、信息系統(tǒng)〈MIS〉連接,向信息集成趨勢(shì)發(fā)展,向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、開放式趨勢(shì)發(fā)展。
七、開放性方向發(fā)展
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢(shì)
1 數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
社會(huì)的不斷進(jìn)步,市場(chǎng)需求量的不斷增多,使得人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量更加的重視,企業(yè)為了能夠適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境就必須提高自身的加工技術(shù),數(shù)控機(jī)床得以被廣泛應(yīng)用。但是我國(guó)使用數(shù)控機(jī)床的時(shí)間比較短,不能真正地掌握數(shù)控機(jī)床的使用技術(shù),在實(shí)際的應(yīng)用過程中能夠會(huì)出現(xiàn)很多的問題,給我國(guó)制造企業(yè)的發(fā)展造成不良影響。通過大量的實(shí)踐工作,我們總結(jié)出我國(guó)的數(shù)控技術(shù)發(fā)展情況的幾種現(xiàn)象。
1.1 數(shù)控機(jī)床技術(shù)的“三多”要求
企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈,這就導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床加工零件的數(shù)量不斷增多,數(shù)控化加工設(shè)備的使用量不斷增多,對(duì)加工產(chǎn)品的工藝要求越來越多。這三個(gè)方面對(duì)數(shù)控機(jī)床使用技術(shù)提出更高的要求。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)當(dāng)前有很多行業(yè)百分之九十到百分之百關(guān)鍵部位的零件都采用機(jī)床加工技術(shù)。特別是近幾年制造業(yè)的發(fā)展過程中,數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)起到了很大的推動(dòng)作痛,而且隨著機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展,加工精度、效率等方面都有很大的提高。
1.2 數(shù)控機(jī)床技術(shù)的“三缺”現(xiàn)象
我們需要正視的問題是當(dāng)前我國(guó)對(duì)數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)的研究還比較少,缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù),缺乏實(shí)踐的理論指導(dǎo),缺乏研究發(fā)展的平臺(tái)。這就是當(dāng)前我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)所缺乏的方面,其中缺乏科學(xué)的理論參數(shù)就不能對(duì)數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)有深入的了解,進(jìn)而不能發(fā)揮出其真正的作用,具體的表現(xiàn)在應(yīng)用中出現(xiàn)故障不能拿上解決,影響了生產(chǎn)效率,不能滿足高效生產(chǎn)的要求。有關(guān)機(jī)床加工數(shù)據(jù)庫(kù)的建立還不是很完善,而且使用范圍也是非常的有限,這就很大程度上影響了加工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,特別是缺乏針對(duì)服務(wù)業(yè)的加工技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù),甚至有很多企業(yè)根本就沒有建立相關(guān)的系統(tǒng),這就給數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展造成阻礙。
1.3 數(shù)控機(jī)床技術(shù)的“一低”現(xiàn)象
當(dāng)前的數(shù)控加工技術(shù)的總體效率比較低,具體的表現(xiàn)為主軸開動(dòng)的效率比較地,直接影響到相關(guān)加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)于數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)出現(xiàn)的問題,已經(jīng)引起了人們的關(guān)注。國(guó)家針對(duì)此問題也開展了很多的項(xiàng)目研究,取得了很好的成果,在提高數(shù)控機(jī)床技術(shù)快速發(fā)展方面起到了很大的促進(jìn)作用,這也進(jìn)一步增加了相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2 我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)問題對(duì)策
雖然我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)起步比較晚,但是發(fā)展比較快,通過總結(jié)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),加工技術(shù)得到了很大的發(fā)展并取得了很好的效果。但是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境是不斷發(fā)展和變化的,特別是技術(shù)方面在實(shí)際的應(yīng)用中總會(huì)產(chǎn)生一些問題,影響其發(fā)展。下面我們就針對(duì)這些問題給出相應(yīng)的對(duì)策。
2.1 重視數(shù)控機(jī)床理論探索
理論對(duì)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)作用,數(shù)控機(jī)床理論對(duì)于技術(shù)的不斷創(chuàng)新和產(chǎn)品的開發(fā)起到支撐作用,該理論涉及到的內(nèi)容比較多,包括工程、力學(xué)、機(jī)械學(xué)等方面的知識(shí)。隨著研究的不斷深入,當(dāng)代的數(shù)控機(jī)床理論有了更大的進(jìn)步,具體的包括基礎(chǔ)暗黑動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)分析等方面。
由于數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的時(shí)間比較短,相應(yīng)的專業(yè)人才也比較短缺,使得機(jī)床技術(shù)的研究理論成果比較少,試驗(yàn)的環(huán)境不夠完善。針對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)理論上的落后,我們必須提高這方面的投入,特別是人才的培養(yǎng),在高校中設(shè)置這門學(xué)科,培養(yǎng)該學(xué)科的實(shí)踐能力,并能夠從實(shí)踐中總結(jié)出理論經(jīng)驗(yàn),在實(shí)際的工作中,能夠利用有限的理論資源來提高生產(chǎn)效率,建立一定規(guī)模的研究機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床技術(shù)各個(gè)方面的理論探索。
2.2 提高數(shù)控機(jī)床開發(fā)設(shè)計(jì)能力
數(shù)控機(jī)床是集電機(jī)、電子、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科為一體的高科技設(shè)備,當(dāng)前我國(guó)在數(shù)控機(jī)床自主研發(fā)、設(shè)計(jì)方面還有很大的差距,主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)沒有對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行整合、以靜態(tài)設(shè)計(jì)模式為主、設(shè)計(jì)沒有充分的論證僅僅依靠以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定型化設(shè)計(jì)等。這種設(shè)計(jì)往往導(dǎo)致零件加工同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重,缺乏創(chuàng)新,有關(guān)零件細(xì)分產(chǎn)品較少很難滿足現(xiàn)代市場(chǎng)的需求。因此,在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重探索數(shù)控技術(shù)設(shè)計(jì)理論,提高機(jī)床性能和功能的創(chuàng)新意識(shí),不斷優(yōu)化在數(shù)控機(jī)床方面的探究和應(yīng)用,逐漸實(shí)現(xiàn)油靜態(tài)設(shè)計(jì)到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)化。
2.3 加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床可靠性探究
數(shù)控機(jī)床工作性能是判定機(jī)床質(zhì)量的重要指標(biāo),是用戶比較關(guān)心的重要內(nèi)容。數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定性一般使用平均故障時(shí)間間隔來判定,該參數(shù)不但描述了產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)間度量值,而且還綜合反映了機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)的綜合實(shí)力。因此,應(yīng)加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床可靠性方面的研究,建立和完善機(jī)床可靠性評(píng)價(jià)體系,熟悉機(jī)床故障發(fā)生的模式,在設(shè)計(jì)時(shí)采用相關(guān)措施加以避免,全面提高數(shù)控機(jī)床的可靠性能。
2.4 掌握經(jīng)典加工工藝
掌握典型的數(shù)控機(jī)床加工工藝,能夠準(zhǔn)確把握市場(chǎng)需求,從而不斷研發(fā)新產(chǎn)品,在提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)上具有重要意義,尤其最近幾年來我國(guó)機(jī)床企業(yè)對(duì)此引起了高度重視,對(duì)經(jīng)典工藝的研究越來越重視。通過對(duì)經(jīng)典加工工藝的研究能夠指導(dǎo)新工藝的開發(fā),縮短新工藝的開發(fā)周期,樹立企業(yè)良好的形象,以此發(fā)揮企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的依賴程度越來越大,以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的飛速發(fā)展為數(shù)控機(jī)床功能的擴(kuò)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐,使數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,而且逐漸向智能化、高精度化以及網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。
數(shù)控技術(shù)控制智能化主要通過執(zhí)行相關(guān)算法對(duì)加工的產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別,從而選擇合理的加工參數(shù)。智能化功能的實(shí)現(xiàn)極大的提高零件加工的精讀,提高機(jī)床的工作效率。例如,它能利用已有的故障信息對(duì)新出現(xiàn)的故障進(jìn)行快速定位。
數(shù)控機(jī)床的高精度化不僅僅局限在幾何精度上,它還包括機(jī)床各個(gè)部件運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)檢測(cè)等方面上,因此,能夠在同條件下完成多個(gè)零件的加工。
數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化是未來發(fā)展的主要特點(diǎn)之一,通過網(wǎng)絡(luò)能夠保證加工參數(shù)在各個(gè)車間進(jìn)行傳遞,既能達(dá)到數(shù)據(jù)之間的共享還能對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,因此大大提高了機(jī)床的操作效率。
4 結(jié)束語
綜上所述,文章主要針對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及出現(xiàn)問題進(jìn)行了相關(guān)闡述,并進(jìn)一步提出了當(dāng)前應(yīng)該采取的措施和該項(xiàng)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)控機(jī)床技術(shù)對(duì)企業(yè)的重要性是不言而喻的,我們必須抓住發(fā)展的機(jī)遇,對(duì)數(shù)控機(jī)床理論進(jìn)行分析和研究,并不斷創(chuàng)新,希望能夠使我國(guó)盡快地實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)。
參考文獻(xiàn)
[1]王敏.淺析數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀[J].機(jī)械制造,2012(8).
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢(shì)
1 數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,使人們的生活水平得到了顯著提高,而對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量也有了更高要求。為了滿足消費(fèi)者的需求,提高產(chǎn)品的質(zhì)量,許多企業(yè)開始使用數(shù)控技術(shù)來輔助產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造。與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)關(guān)于數(shù)控機(jī)床技術(shù)的研究時(shí)間較短,技術(shù)也相對(duì)落后,對(duì)于數(shù)控機(jī)床技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用還處在初級(jí)階段,無法徹底的將數(shù)控機(jī)床技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來,在實(shí)際的使用當(dāng)中也存在一些問題,對(duì)我國(guó)制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展造成了不利影響。
1.1 數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀
從我國(guó)目前的情況來看,制造業(yè)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈,企業(yè)除了在質(zhì)量上要滿足消費(fèi)者的需求以外,在生產(chǎn)數(shù)量上也要滿足市場(chǎng)的需要,否則就會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的尷尬局面,影響企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益的最大化。因此,數(shù)控機(jī)床技術(shù)便被應(yīng)用于制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中。由于產(chǎn)品加工數(shù)量的不斷增多,對(duì)于產(chǎn)品加工工藝的要求也越來越多,對(duì)于數(shù)控加工設(shè)備的依賴也就越來越嚴(yán)重。具有關(guān)數(shù)據(jù)表明,當(dāng)前我國(guó)的制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中,有90%以上的零件都是采用數(shù)控技術(shù)來進(jìn)行加工的,甚至有的零件數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)的使用率達(dá)到了100%。尤其是在數(shù)控機(jī)床技術(shù)逐漸被人們所熟知的今天,該項(xiàng)技術(shù)的使用率越來越高,有效的提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率。
1.2 數(shù)控機(jī)床技術(shù)在發(fā)展中存在的問題
1.2.1 存在著“三缺”的問題
所謂的“三缺”是指:在數(shù)控機(jī)床技術(shù)在使用的過程中,缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù);在實(shí)踐的過程中,缺乏足夠的理論指導(dǎo);在技術(shù)創(chuàng)新的過程中,缺乏研究發(fā)展的平臺(tái);相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的缺乏,使得我國(guó)在使用數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)制造的過程中,無法對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行更加深入的了解,無法將其的優(yōu)勢(shì)完全發(fā)揮出來,產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)效果有限,無法最大限度的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)收益。數(shù)控機(jī)床技術(shù)作為一項(xiàng)高科技技術(shù),需要擁有強(qiáng)大數(shù)據(jù)庫(kù)做支持。以我國(guó)目前的情況來看,數(shù)控機(jī)床加工數(shù)據(jù)庫(kù)的建立還有待于完善。因此,對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的使用范圍也是十分的有限,制約了我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展。
1.2.2 存在著“一低”的現(xiàn)象
所謂的“一低”指的是數(shù)控加工技術(shù)的總體效率較低,產(chǎn)品加工生產(chǎn)的質(zhì)量關(guān)系到消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的購(gòu)買意向,產(chǎn)品加工生產(chǎn)的效率,則關(guān)系到企業(yè)能否最大限度的實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控機(jī)床技術(shù)中“一低”的現(xiàn)象,嚴(yán)重影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前,國(guó)家已經(jīng)針對(duì)該現(xiàn)象展開了專項(xiàng)研究,并取得了一定的成果。在數(shù)控機(jī)床技術(shù)未來的發(fā)展中,必將起到良好的促進(jìn)作用,進(jìn)一步提升我國(guó)制造業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。
2 我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)問題對(duì)策
2.1 重視數(shù)控機(jī)床理論探索
由于數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的時(shí)間比較短,相應(yīng)的專業(yè)人才也比較短缺,使得機(jī)床技術(shù)的研究理論成果比較少,試驗(yàn)的環(huán)境不夠完善。針對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)理論上的落后,我們必須提高這方面的投入,特別是人才的培養(yǎng),在高校中設(shè)置這門學(xué)科,培養(yǎng)該學(xué)科的實(shí)踐能力,并能夠從實(shí)踐中總結(jié)出理論經(jīng)驗(yàn),在實(shí)際的工作中,能夠利用有限的理論資源來提高生產(chǎn)效率,建立一定規(guī)模的研究機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床技術(shù)各個(gè)方面的理論探索。
2.2 提高數(shù)控機(jī)床開發(fā)設(shè)計(jì)能力
數(shù)控機(jī)床是集電機(jī)、電子、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科為一體的高科技設(shè)備,當(dāng)前我國(guó)在數(shù)控機(jī)床自主研發(fā)、設(shè)計(jì)方面還有很大的差距,主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)沒有對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行整合、以靜態(tài)設(shè)計(jì)模式為主、設(shè)計(jì)沒有充分的論證僅僅依靠以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定型化設(shè)計(jì)等。這種設(shè)計(jì)往往導(dǎo)致零件加工同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重,缺乏創(chuàng)新,有關(guān)零件細(xì)分產(chǎn)品較少很難滿足現(xiàn)代市場(chǎng)的需求。因此,在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重探索數(shù)控技術(shù)設(shè)計(jì)理論,提高機(jī)床性能和功能的創(chuàng)新意識(shí),不斷優(yōu)化在數(shù)控機(jī)床方面的探究和應(yīng)用,逐漸實(shí)現(xiàn)油靜態(tài)設(shè)計(jì)到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)化。
2.3 加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床可靠性探究
數(shù)控機(jī)床工作性能是判定機(jī)床質(zhì)量的重要指標(biāo),是用戶比較關(guān)心的重要內(nèi)容。數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定性一般使用平均故障時(shí)間間隔來判定,該參數(shù)不但描述了產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)間度量值,而且還綜合反映了機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)的綜合實(shí)力。因此,應(yīng)加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床可靠性方面的研究,建立和完善機(jī)床可靠性評(píng)價(jià)體系,熟悉機(jī)床故障發(fā)生的模式,在設(shè)計(jì)時(shí)采用相關(guān)措施加以避免,全面提高數(shù)控機(jī)床的可靠性能。
3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的依賴程度越來越大,以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的飛速發(fā)展為數(shù)控機(jī)床功能的擴(kuò)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐,使數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,而且逐漸向智能化、高精度化以及網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。數(shù)控技術(shù)控制智能化主要通過執(zhí)行相關(guān)算法對(duì)加工的產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別,從而選擇合理的加工參數(shù)。智能化功能的實(shí)現(xiàn)極大的提高零件加工的精讀,提高機(jī)床的工作效率。因此,能夠在同條件下完成多個(gè)零件的加工。數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化是未來發(fā)展的主要特點(diǎn)之一,通過網(wǎng)絡(luò)能夠保證加工參數(shù)在各個(gè)車間進(jìn)行傳遞,既能達(dá)到數(shù)據(jù)之間的共享還能對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,因此大大提高了機(jī)床的操作效率。
4 總結(jié)
綜上所述,數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國(guó)具有較大的應(yīng)用市場(chǎng),在未來的發(fā)展過程中,必將成為制造業(yè)企業(yè)不可獲取的技術(shù)之一。雖然,數(shù)控機(jī)床技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中,還存在著一系列的問題有待于完善。但是,數(shù)控機(jī)床技術(shù)對(duì)于制造業(yè)企業(yè)的重要性是不言而喻的。因此,我們要抓住世界經(jīng)濟(jì)一體化的機(jī)遇,學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)理論,并將其應(yīng)用到我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新中來,促進(jìn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展,使我國(guó)不僅能成在制造數(shù)量上達(dá)到世界先進(jìn)水平,在制造技術(shù)和質(zhì)量上也達(dá)到世界先進(jìn)的水平。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床 控制技術(shù)
數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品,數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)是集計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)和精密機(jī)械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展,數(shù)控機(jī)床在企業(yè)普遍應(yīng)用,對(duì)生產(chǎn)線操作人員的知識(shí)和能力要求越來越高。
一、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
(一)數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)
對(duì)零件的適應(yīng)性強(qiáng),可加工復(fù)雜形狀的零件表面。在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上,只需更換加工程序,就可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動(dòng)加工,這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利,特別是對(duì)那些普通機(jī)床很難加工或無法加工的精密復(fù)雜表面(如螺旋表面),數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。
加工精度高,加工質(zhì)量穩(wěn)定。目前,數(shù)控機(jī)床控制的刀具和工作臺(tái)最小移動(dòng)量(脈沖當(dāng)量)普遍達(dá)到0.0001mm,而且數(shù)控系統(tǒng)可自動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差,使數(shù)控機(jī)床達(dá)到很高的加工精度。此外,數(shù)控機(jī)床的制造精度高,其自動(dòng)加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差,因此,同一批工件的尺寸一致性好,產(chǎn)品合格率高,加工質(zhì)量穩(wěn)定。
生產(chǎn)效率高。由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好,允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削,從主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大,因此在加工時(shí)可選用最佳切削用量,提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率,節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。與普通機(jī)床相比,數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率可提高2—3倍。
良好的經(jīng)濟(jì)效益。使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn)時(shí),可節(jié)省劃線工時(shí),減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間,節(jié)省直接生產(chǎn)費(fèi)用;同時(shí)還能節(jié)省工裝設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用;數(shù)控機(jī)床加工精度高,質(zhì)量穩(wěn)定,減少了廢品率,使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。此外,數(shù)控機(jī)床還可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用,所以數(shù)控機(jī)床雖然價(jià)格較高,仍可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
自動(dòng)化程度高。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高,可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少操作人員的人數(shù),同時(shí)有利于現(xiàn)代化管理,可向更高級(jí)的制造系統(tǒng)發(fā)展。
(二)數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床的主要缺點(diǎn)價(jià)格較高,設(shè)備首次投資大;對(duì)操作、維修人員的技術(shù)要求較高;加工復(fù)雜形狀的零件時(shí)。手工編程的工作量大。
二、數(shù)控機(jī)床的種類
數(shù)控機(jī)床的種類很多,主要分類
按工藝用途分類。按工藝用途,數(shù)控機(jī)床可分類如下。普通數(shù)控機(jī)床:這種分類方式與普通機(jī)床分類方法一樣,銑床、數(shù)控錨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。加工中心機(jī)床:數(shù)控加工中心是在普通數(shù)控機(jī)床上加裝一個(gè)刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置而構(gòu)成的數(shù)控機(jī)床,它可在一次裝夾后進(jìn)行多種工序加工。
按運(yùn)動(dòng)方式分類。按運(yùn)動(dòng)方式,數(shù)控機(jī)床可分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)錘床、數(shù)控沖剪床等。直線控制數(shù)控機(jī)床:數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置以外,還要保證兩點(diǎn)之間移動(dòng)的軌跡是一條直線,而且對(duì)移動(dòng)的速度也要進(jìn)行控制。這類機(jī)床主要有簡(jiǎn)易數(shù)控車床、數(shù)控銷、銑床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床:數(shù)控系統(tǒng)能對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制,使合成的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足加工的要求。這類機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。
按伺服系統(tǒng)的控制方式分類。按伺服系統(tǒng)的控制方式,數(shù)控機(jī)床可分類如下。開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。
按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類。技功能水平分類,數(shù)控系統(tǒng)可分類如下。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床大多指采用開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床價(jià)格便宜,適用于自動(dòng)化程度要求不高的場(chǎng)合。中檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能較全,價(jià)格適中,應(yīng)用較廣。高檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能齊全,價(jià)格較貴。
三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展
機(jī)械設(shè)備最早的控制裝置是手動(dòng)控制器。目前,繼電器—接觸器控制仍然是我國(guó)機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀(jì)奶年代至50年代,出現(xiàn)了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)控制,這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng),系統(tǒng)的控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管——晶閘管控制,由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)運(yùn)性能大為改善,而且減少了機(jī)械設(shè)備和占地面積,耗電少,效率局,完全取代了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
在20世紀(jì)的60年代出現(xiàn)丁一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的自動(dòng)化裝置—順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境,由于它具備了計(jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn),故目前已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益廣泛,井進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展,產(chǎn)生了自動(dòng)編程系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造一體化是機(jī)械制造一體化的高級(jí)階段,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全部自動(dòng)化。
綜上所述,機(jī)械設(shè)備控制技術(shù)的產(chǎn)生,并不是孤立的,而是各種技術(shù)相互滲透的結(jié)果。它代表了正在形成中的新一代的生產(chǎn)技術(shù),已顯示出并將越來越顯示出強(qiáng)大的威力。
四、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
[關(guān)鍵詞] 數(shù)控加工; 數(shù)控技術(shù); 創(chuàng)新; 關(guān)鍵技術(shù)
一 前言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高,我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)也有了很大的發(fā)展,數(shù)控加工技術(shù)一種高精度、高效率與高柔性的加工方法,能夠解決機(jī)械制造業(yè)中精密、復(fù)雜、小批多變零件的加工問題,只有不斷挑戰(zhàn)數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)、不斷加強(qiáng)創(chuàng)新能力,才能夠大力發(fā)展我國(guó)的數(shù)控加工技術(shù),增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
二 數(shù)控加工技術(shù)的基本概念[1]
數(shù)控技術(shù)是指利用數(shù)字信息控制機(jī)械的工作過程的機(jī)床控制技術(shù)。數(shù)控機(jī)床是一種基于數(shù)控技術(shù)的機(jī)床,數(shù)控機(jī)床通過安裝程序控制系統(tǒng),從而對(duì)特定的編碼程序進(jìn)行處理,以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化、一體化。
數(shù)控加工是指數(shù)控機(jī)床根據(jù)編制好的數(shù)控加工程序,對(duì)機(jī)床的刀具和零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制,從而完成對(duì)工件的加工,以解決機(jī)械制造業(yè)中精密、復(fù)雜、小批多變零件的加工問題。其中數(shù)控加工程序是根據(jù)零件的圖樣及工藝的要求等條件進(jìn)行編制的。
數(shù)控程序指數(shù)控機(jī)床為加工零件而執(zhí)行的一系列指令,該指令是由數(shù)控系統(tǒng)通過數(shù)控技術(shù)對(duì)加工零件的任務(wù)進(jìn)行編碼,并反饋給數(shù)控機(jī)床。數(shù)控編程是指在機(jī)械制造業(yè)中生成由數(shù)控機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行加工的數(shù)控程序生成過程。
數(shù)控加工技術(shù)包括零件上需要進(jìn)行數(shù)控加工表面的確定;設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝;加工程序的編程;驗(yàn)收和修改加工的程序;運(yùn)行加工的程序。數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)控控機(jī)床加工的工藝及數(shù)控編程的技術(shù)兩方面。數(shù)控加工技術(shù)的硬件基礎(chǔ)是數(shù)控機(jī)床,數(shù)控編程的技術(shù)是數(shù)控加工順利進(jìn)行的重要保障。
數(shù)控加工技術(shù)的工作過程如圖1所示,首先要確定需要進(jìn)行數(shù)控加工的零件的表面,再根據(jù)零件的表面設(shè)計(jì)加工的圖紙;根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)控加工的工藝方法;編程加工工藝的程序;根據(jù)編程程序?qū)α慵M(jìn)行數(shù)控加工。
三 我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀
我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)。
(一)數(shù)控機(jī)床向多軸化和復(fù)合化發(fā)展
數(shù)控機(jī)床直接影響到加工工藝的時(shí)間,數(shù)控機(jī)床多軸化、復(fù)合化,可以以減少數(shù)控加工工序的時(shí)間,大大提高數(shù)控加工的效率。數(shù)控機(jī)床的復(fù)合化是指需要加工的零件在一臺(tái)機(jī)床裝夾完成后,通過轉(zhuǎn)臺(tái)或自動(dòng)換刀旋轉(zhuǎn)主軸頭等措施,中間沒有間斷的進(jìn)行多表面、多工序的復(fù)合加工。數(shù)控機(jī)床在今后的研究中應(yīng)向高速、高精、高效化發(fā)展,只有高速、高精、高效化的數(shù)控機(jī)床才能適應(yīng)不斷發(fā)展的數(shù)控技術(shù),才能增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
(二)數(shù)控機(jī)床的智能化
以前的數(shù)控系統(tǒng)只是為了加工任務(wù)的完成,并沒有考慮實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的智能化。目前數(shù)控機(jī)床正向人工智能化發(fā)展。人工智能化的數(shù)控機(jī)床可以通過模擬人類的行為,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的智能化。通常是在數(shù)控系統(tǒng)配制故障診斷系統(tǒng)、編程系統(tǒng)、刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定系統(tǒng)等,通過系統(tǒng)的配制,可以將數(shù)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的信息反饋到數(shù)控機(jī)床,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的實(shí)時(shí)智能化模式。
(三)數(shù)控編程技術(shù)的現(xiàn)狀
數(shù)控編程技術(shù)包括手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程是指由人工完成的數(shù)控編程。例如簡(jiǎn)單階梯軸的車削加工,通常可以由技術(shù)人員通過設(shè)計(jì)的圖紙,編寫數(shù)控加工的程序。而自動(dòng)編程主要是采用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行編程,如輪廓形狀復(fù)雜的零件。編程人員根據(jù)設(shè)計(jì)的圖紙,通過CAD/CAM系統(tǒng),構(gòu)建出加工零件的幾何形狀,再分析零件的設(shè)計(jì)圖紙的工藝程序,最終確定加工工藝的方案、刀具及其參數(shù)、切削的用量,自動(dòng)生成零件加工的程序。數(shù)控編程技術(shù)的操作是在屏幕命令驅(qū)動(dòng)及菜單等交互途徑下完成的,自動(dòng)編程由于其本身具有直觀、形象和高效等特點(diǎn),所以被廣泛應(yīng)用于數(shù)控加工技術(shù)[2]。
(四)數(shù)控刀具的發(fā)展現(xiàn)狀
目前很多企業(yè)還是傾向用價(jià)格比較低廉的刀具,而低廉的刀具往往不能有效的提高生產(chǎn)效率。很多企業(yè)配備有比較先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床,但是卻沒有配備相應(yīng)的刀具,這樣雖然省了小錢,卻不能使數(shù)控機(jī)床的效率得到有效提高。所以企業(yè)應(yīng)該引進(jìn)先進(jìn)的裝備和技術(shù),生產(chǎn)一些比較高效的刀具,并將刀具廣泛應(yīng)用于制造業(yè),才能提高數(shù)控加工的效率。
四 數(shù)控加工技術(shù)存在的問題
目前還有很多因素制約著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展,比如設(shè)計(jì)的圖紙是否合理、數(shù)控機(jī)床的精度及其性能、加工的參數(shù)、加工工藝的步驟、刀具的選擇、刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡等。每一種因素控制不好,都會(huì)影響數(shù)控加工技術(shù)的順利進(jìn)行。影響數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵因素包括數(shù)控編程的技術(shù)、機(jī)床的操作以及機(jī)床的應(yīng)用等。
(一)數(shù)控編程的技術(shù)不到位
數(shù)控加工技術(shù)是根據(jù)數(shù)控的編程程序?qū)α慵M(jìn)行數(shù)控加工。數(shù)控編程的程序決定了數(shù)控機(jī)床的效率,數(shù)控編程技術(shù)的高低決定著數(shù)控加工是否能夠高效進(jìn)行。目前很多數(shù)控編程的工程師不熟悉數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造,不熟悉數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部結(jié)構(gòu),編程的程序不支持機(jī)床的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。很多數(shù)控編程程序的可靠性不高,需要花費(fèi)大量時(shí)間調(diào)試數(shù)控機(jī)床;數(shù)控編程的程序不合理,導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床經(jīng)常發(fā)生走空刀的情況。數(shù)控編程的技術(shù)不到位直接影響到數(shù)控加工技術(shù)的效率。
(二)數(shù)控加工技術(shù)的創(chuàng)新能力不足
目前很多企業(yè)沒有建立健全有效的數(shù)控加工創(chuàng)新機(jī)制,很多企業(yè)只能依賴國(guó)外的技術(shù),企業(yè)缺乏創(chuàng)新意識(shí),就算引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù),消化吸收能力也比較弱,不能對(duì)引進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行舉一反三,創(chuàng)新適合自己企業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)。很多企業(yè)不能形成一個(gè)創(chuàng)新的環(huán)境,企業(yè)之間也沒有技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。這就導(dǎo)致了企業(yè)數(shù)控加工技術(shù)滯后,從而影響了企業(yè)的高效生產(chǎn)。
(三)數(shù)控機(jī)床的操作不當(dāng)
數(shù)控加工技術(shù)的硬件基礎(chǔ)是數(shù)控機(jī)床,數(shù)控機(jī)床的發(fā)展直接影響到數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展。目前很多企業(yè)的數(shù)控機(jī)床在操作上還是不夠規(guī)范,機(jī)床也沒有及時(shí)的保養(yǎng),這就降低了機(jī)床的精度。很多企業(yè)不能定期檢測(cè)維修數(shù)控機(jī)床及其相關(guān)的設(shè)備,對(duì)數(shù)控相關(guān)的設(shè)備的加工任務(wù)不明確,零件粗加工與細(xì)加工的設(shè)備混用經(jīng)常發(fā)生。零件粗加工會(huì)對(duì)設(shè)備造成很大的精度損害,如果將細(xì)加工的設(shè)備誤用成粗加工的設(shè)備,就會(huì)影響到零件細(xì)加工設(shè)備的精度,導(dǎo)致零件的細(xì)加工受到影響,而且混用設(shè)備還會(huì)降低設(shè)備的壽命,給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。
五 提高數(shù)控加工技術(shù)的對(duì)策
我國(guó)的數(shù)控加工技術(shù)在數(shù)控機(jī)床的配置、創(chuàng)新能力、數(shù)控編程還存在很大的缺陷,提高數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵就是提高企業(yè)的創(chuàng)新能力,配置相當(dāng)?shù)臄?shù)控機(jī)床、編程可靠的數(shù)控程序等。
(一)科學(xué)操作數(shù)控機(jī)床
企業(yè)應(yīng)定期檢測(cè)、維修數(shù)控設(shè)備,對(duì)數(shù)控相關(guān)設(shè)備的精度做好記錄,將精度比較差、使用年限比較長(zhǎng)的設(shè)備定為零件粗加工的設(shè)備,而精加工設(shè)備則應(yīng)選用那些精度比較好、新購(gòu)買的設(shè)備[3]。在進(jìn)行零件的粗、細(xì)加工時(shí)應(yīng)該按照零件需要的精度要求選用合適的設(shè)備。只有選用合適的機(jī)床設(shè)備,才能保證數(shù)控加工的高效進(jìn)行。
(二)企業(yè)應(yīng)培養(yǎng)數(shù)控加工技術(shù)人員
企業(yè)如果沒有技術(shù)過關(guān)的數(shù)控人員,數(shù)控加工技術(shù)不可能真正發(fā)展。數(shù)控編程需要計(jì)算機(jī)軟件的專業(yè)人員,企業(yè)只有吸納相關(guān)的專業(yè)人員,才能編程出可靠的數(shù)控程序,進(jìn)而提高數(shù)控加工的有效進(jìn)行。除此之外,企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)數(shù)控機(jī)床操作者的培訓(xùn),只有科學(xué)操作數(shù)控機(jī)床,才能保證生產(chǎn)效率的有效的提高,也才能延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命,為企業(yè)降低不必要的經(jīng)濟(jì)損失。企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)人員創(chuàng)新能力的培養(yǎng),可以將數(shù)控技術(shù)人員到國(guó)外學(xué)習(xí)先進(jìn)的數(shù)控技術(shù),學(xué)以致用,研究出適合企業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)。
(三)編制可靠的數(shù)控程序
數(shù)控編程的程序決定了數(shù)控機(jī)床的效率,數(shù)控編程技術(shù)的高低決定著數(shù)控加工是否能夠高效進(jìn)行??煽康臄?shù)控編程程序應(yīng)該能保證零件加工的步驟、加工持續(xù)的時(shí)間、以及加工的質(zhì)量。編程時(shí)為了提高數(shù)控加工的效率,可以同時(shí)執(zhí)行編程的指令。例如將機(jī)床主軸的啟動(dòng)、定位、移動(dòng)編程指令同時(shí)執(zhí)行;將刀具的準(zhǔn)備、切削指令同時(shí)編碼執(zhí)行,這樣就把重合。這樣就把非切削時(shí)間、次數(shù)減少了。技術(shù)人員應(yīng)該及時(shí)檢查編好的程序,并將編好的程序調(diào)試運(yùn)行,以發(fā)現(xiàn)程序的問題并及時(shí)進(jìn)行改正。自動(dòng)編程比手工編程的出錯(cuò)率低,所以盡量使用自動(dòng)編程來編程數(shù)控的程序。技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)零件加工的工序,編程不同的子程序。加工工序的子程序有利于零件加工的順利進(jìn)行,也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)零件加工時(shí)程序的不足,可以及時(shí)改正。
(四)選擇合適的切削刀具
選擇合適的切削刀具是提高數(shù)控加工效率的前提條件。只有性能穩(wěn)定、切削力強(qiáng)、能夠承受高速切削的刀具才能適應(yīng)數(shù)控大功率、高速的數(shù)控機(jī)床。所以企業(yè)在選擇刀具時(shí)不要因?yàn)閮r(jià)格低廉就盲目選擇,如果加工條件允許,可以考慮硬質(zhì)合金刀具。企業(yè)如果有條件的,可以選擇性能比較好的、耐磨的、比較耐用的刀具,如立方氮化的刀具、涂層刀具、陶瓷刀片等[4]。球頭刀具在使用時(shí)由于其端部切削速度達(dá)到零,但是為了達(dá)到零件加工的精度,球頭刀具在切削時(shí)會(huì)取很密的行距,所以球頭刀具的效率是比較低的,建議慎用。平頭刀具的切削效率比球頭刀具好,可以考慮使用。平頭刀如果能保證不切過頭,可以應(yīng)用于曲面的粗、細(xì)加工。在選擇刀具時(shí),應(yīng)該結(jié)合數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì),選擇合適的刀具,才能保證數(shù)控加工的高效進(jìn)行。數(shù)控加工的技術(shù)人員可以根據(jù)零件加工的程序的編程、零件工序的進(jìn)行生產(chǎn)符合企業(yè)的刀具,這樣的刀具就會(huì)更加有針對(duì)性。比如三維槽型刀具、數(shù)控刀片等的研發(fā)就是順應(yīng)企業(yè)的需求而產(chǎn)生的,企業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)就得到了很大的發(fā)展。
六 結(jié)語
數(shù)控加工技術(shù)能夠解決機(jī)械制造業(yè)中精密、復(fù)雜、小批多變零件的加工問題,是一種高精度、高效率與高柔性的加工方法。只有培養(yǎng)專業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)人員、科學(xué)的操作數(shù)控機(jī)床、編制可靠的數(shù)控程序,才能大力發(fā)展我國(guó)的數(shù)控加工技術(shù),增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
[參考文獻(xiàn)]
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關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù);數(shù)控機(jī)床;汽車制造;應(yīng)用
數(shù)控技術(shù)是典型的機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)和檢測(cè)技術(shù)密切結(jié)合的機(jī)電一體化高新技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)制造過程自動(dòng)化的基礎(chǔ),是自動(dòng)化柔性系統(tǒng)的核心,是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的重要組成部分。汽車工業(yè)生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)已經(jīng)離不開數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床也需要汽車制造業(yè)的支撐,汽車制造業(yè)已成為數(shù)控機(jī)床消費(fèi)的主體。
1 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)
數(shù)控技術(shù)把機(jī)械裝備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個(gè)新水平,使傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了極其深刻的變化,數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)不同于傳統(tǒng)的加工技術(shù),其主要特點(diǎn)為:
(1)能高質(zhì)最地完成一般機(jī)床難以完成的復(fù)雜零件和曲面形狀的加工。 (2)能方便地改變加工工藝參數(shù),因而利于換批加工和新產(chǎn)品的研制。
(3)可實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成多道工序加工,確保高精度同時(shí)又減少了輔助時(shí)間。
(4)采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)工具,既減少了換刀和安裝時(shí)間,又提高了工具標(biāo)準(zhǔn)化程度和工具的管理水平。
(5)便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造。
數(shù)控機(jī)床,精度高、生產(chǎn)效率高、性能穩(wěn)定、故障率低、設(shè)備的可開動(dòng)率高,重復(fù)加工方便等優(yōu)點(diǎn)使數(shù)控機(jī)床在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用處于主導(dǎo)地位。
數(shù)控車床在汽車制造業(yè)中主要用來加工軸類和盤類零件,如曲軸、凸輪軸、飛輪、前輪轂、后輪轂、制動(dòng)盤、齒輪、齒套、差殼等,而軸類零件和盤類零件占汽車零部件的主體。
數(shù)控機(jī)床在汽車制造中的廣泛應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)效率,保證了加工精度,而且降低了生產(chǎn)成本。
2 汽車制造業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)
如今的汽車制造,對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)周期在不斷縮短,成本也不斷降低,資料顯示,十年前需要四年開發(fā)周期的汽車產(chǎn)品,今天只需要兩年就可以完成。除了在制造時(shí)采用了先進(jìn)的新產(chǎn)品開發(fā)方法,虛擬制造等先進(jìn)技術(shù)外,很重要的一點(diǎn)就是數(shù)控技術(shù)可以讓汽車制造商用最快的速度制造出滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。
隨著社會(huì)的發(fā)展,人民生活水平的提高,億萬家庭要求擁有自己的汽車,汽車走進(jìn)千家萬戶。汽車生產(chǎn)量非常大,而且迫切要求降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。更重要的是提高汽車的品質(zhì)和質(zhì)量。
3 數(shù)控技術(shù)在汽車零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用
一個(gè)轎車有一萬多個(gè)零部件,發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的心臟,制造加工精度要求相當(dāng)高,而且制造工藝復(fù)雜。氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)中的最大零件,也是其他零部件的支撐體。氣缸體先鑄造,再用數(shù)控機(jī)床銑操作,最后還要用數(shù)控機(jī)床精鏜缸筒。連桿先用滾鍛的工藝鍛造,再數(shù)控加工。曲軸的動(dòng)平衡要求很高,凸輪軸的凸輪型線精度要求很高,必須數(shù)控加工。發(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼采用薄鋼板沖壓而成,看似與數(shù)控機(jī)床無關(guān),但是沖壓用的模具是由數(shù)控機(jī)床加工出來的。變速箱最為汽車中最重要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),擁有大量的齒輪和軸類零件?,F(xiàn)在汽車制造中,變速箱中所有的齒輪和軸都由數(shù)控機(jī)床加工。數(shù)控機(jī)床在加工齒輪時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì),現(xiàn)在常采用插齒、剃齒、滾齒等工藝加工齒輪,加工精度高,生產(chǎn)效率高。
現(xiàn)代汽車車身的美觀性越來越受到人們的重視。同時(shí)為了獲得更好的空氣動(dòng)力學(xué)以及碰撞安全,以減少行車阻力和提高安全性,使得汽車車身形狀越來越復(fù)雜,曲面高次方程越來越多。現(xiàn)代車身雖然全部沖壓而成,但是哪個(gè)沖壓也離不了數(shù)控加工中心。在汽車中還有許多難加工的零部件,它們用普通機(jī)床往往無法加工,只能用數(shù)控機(jī)床加工。比如大批量汽車發(fā)動(dòng)、變速箱、底盤主要零部件需要中五軸的加工中心進(jìn)行加工。
4 數(shù)控技術(shù)在整車生產(chǎn)中的應(yīng)用
汽車整車生產(chǎn)的四條線,即沖壓、焊接、涂裝和總裝線,無一不用到數(shù)控機(jī)床。自動(dòng)化生產(chǎn)線中應(yīng)用最多的就是機(jī)械手和傳輸裝置,使工人裝配更方便快捷。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,也出現(xiàn)了一些完全不需要人干預(yù)的無人自動(dòng)化生產(chǎn)線,最典型、應(yīng)用最廣泛的應(yīng)該是自動(dòng)化車身前板生產(chǎn)線,完全由機(jī)器完成,不需人手持板件沖壓,減少了對(duì)人體的傷害。當(dāng)然,還有自動(dòng)化焊接機(jī)器人,在焊接車身時(shí),焊接質(zhì)量高,而且焊接速度是人工焊接的百倍以上。最值得一提的是美國(guó)通用的無人汽車生產(chǎn)車間,整個(gè)生產(chǎn)車間不需工人,完全自動(dòng)運(yùn)行。
5 數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用前景
數(shù)控技術(shù)在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益,顯示了其在國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用,并己成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用,給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。
隨著汽車工業(yè)和數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展,我深信:數(shù)控機(jī)床會(huì)更加深入地應(yīng)用到汽車生產(chǎn)中,加速汽車工業(yè)發(fā)展,為汽車工業(yè)服務(wù)。汽車工業(yè)也會(huì)促進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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一、多軸多刀數(shù)控技術(shù)的基本技術(shù)原理
多軸多刀數(shù)控技術(shù)的最直接,同時(shí)也是最有效的載體是多軸數(shù)控加工中心,這個(gè)數(shù)控加工中心主要包括數(shù)控裝置、輸入裝置和伺服裝置等。多軸多刀數(shù)控技術(shù)的基本技術(shù)原理是:把數(shù)控機(jī)床中的數(shù)控裝置、伺服裝置和工藝參數(shù)等,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息,然后以編成相應(yīng)的程序代碼輸入到機(jī)床控制系統(tǒng)之中,由控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理這些程序代碼,最后安裝伺服系統(tǒng)的指令完成控制機(jī)床各個(gè)部件協(xié)調(diào)的動(dòng)作,完成各種零部件的加工生產(chǎn)。
二、多軸多刀數(shù)控技術(shù)的設(shè)備
在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)界來說,在世界范圍內(nèi),美國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)家在復(fù)合加工機(jī)床、數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)床和數(shù)控加工刀具的結(jié)合方面的研究成果比較大。其中,德國(guó)的DS公司、意大利的COMAU等公司研發(fā)的平動(dòng)機(jī)床,等都是當(dāng)前世界上比較先進(jìn)的并聯(lián)機(jī)床。
而對(duì)于中國(guó)的數(shù)控機(jī)床的發(fā)展來說,隨著改革開放經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,也有了30多年的跌宕起伏的發(fā)展史,當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入到了成熟時(shí)期。在世紀(jì)之處的幾年例,中國(guó)金屬切削機(jī)床的產(chǎn)量的粘平均增長(zhǎng)率達(dá)到了19%左右,而同時(shí)期的數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量更是比同期提高了33個(gè)百分點(diǎn),由此可以看出,數(shù)控機(jī)床的增長(zhǎng)速度要比金屬切削機(jī)床的增長(zhǎng)速度快。
當(dāng)前,中國(guó)還是新興的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)國(guó)家,其它的國(guó)家比如韓國(guó)等,以及中國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)也是新興的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng),在這些國(guó)家和地區(qū),多軸多刀數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)方面具備很強(qiáng)的實(shí)例,而且市場(chǎng)相當(dāng)廣闊。比如中國(guó)的廣州數(shù)控、北京機(jī)床廠、大連機(jī)床廠等,以及韓國(guó)的斗山數(shù)控,在數(shù)控系統(tǒng)、多軸多刀數(shù)控機(jī)床方面均有了技術(shù)比較先進(jìn)的產(chǎn)品,有效滿足了所在地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)的需要。但是這些新興市場(chǎng)國(guó)家在高端多軸多刀數(shù)控機(jī)床研究方面卻無法與傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)研究強(qiáng)國(guó)相比,比如沒有的辛辛那提公司、德國(guó)的西門子公司和日本的FANUC公司等。
在1990年,中國(guó)的燕山大學(xué)研制出了中國(guó)的第一臺(tái)并聯(lián)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)樣機(jī),而七年之后,東北大學(xué)研制出中國(guó)的第一臺(tái)平移自由度并聯(lián)機(jī)床樣機(jī)。一年之后,也就是在1998年,清華大學(xué)和天津大學(xué)共同研發(fā)出并聯(lián)機(jī)床VAMTIY。這些數(shù)控機(jī)床設(shè)備主要以提高加工的精度為主要的設(shè)計(jì)目標(biāo),同時(shí)也能夠應(yīng)用于其他的葉片類、大型模具等復(fù)雜曲面零件的加工生產(chǎn),其中,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的當(dāng)屬大型龍門式五軸聯(lián)動(dòng)混聯(lián)機(jī)床。
三、多軸多刀數(shù)控機(jī)床的程序編制
從形式上來分類,多軸多刀數(shù)控技術(shù)主要分為三種:第一種是手動(dòng)編程,第二種是自動(dòng)編程,第三種是仿真技術(shù)。
手動(dòng)編程。多軸多刀數(shù)據(jù)編程的缺點(diǎn)是顯而易見的,比如編程的速度比較慢、不能用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的編程、編程的耗時(shí)比較長(zhǎng)等。不過,應(yīng)當(dāng)注意的是,手動(dòng)編程也具有程序短小、可修改性非常強(qiáng)和可用標(biāo)準(zhǔn)參考方程曲線等優(yōu)勢(shì),比如拋物線、擺線等。該文原載于中國(guó)社會(huì)科學(xué)院文獻(xiàn)信息中心主辦的《環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)》雜志http://總第539期2014年第07期-----轉(zhuǎn)載須注名來源現(xiàn)階段,很多多軸多刀的加工手法都是應(yīng)手動(dòng)編程來完成的,比如圓周上鉆等。下面筆者將通過一個(gè)實(shí)例來介紹手動(dòng)編程程序:
#1=60
#2=7
#3=2
#4=2.3398823/180
#5=21
#6=23
While#4LE#3
#7=360/#6*[#4-7]*#2
#8 = #2* COS( #4)#11 = #2* SIN( #4)
G88G89G90X[#18]Y[#8]Z[#6]R[#7]F300
#5= #5+ 1
ENDW
G120
G91G28Z1
M15
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自動(dòng)編程。通過上文中的分析,我們知道手動(dòng)編程具有容易出錯(cuò)、不適用于復(fù)雜零件編程的缺點(diǎn),而且編程的工作量也比較大,但是應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)編程,由于具有編程速度快等優(yōu)勢(shì),受到業(yè)界的廣泛歡迎。當(dāng)前,越來越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到,自動(dòng)編程技術(shù)具有高精度、該效率等特點(diǎn),不僅可以應(yīng)用于復(fù)雜零件的編程,而且性能也比較高。但是,當(dāng)前由于技術(shù)條件的限制,這種編程技術(shù)要想真正發(fā)揮其性能,還需要性能優(yōu)良的CAD/CAM軟件。
現(xiàn)階段,中國(guó)國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的CAD/CAM軟件主要包括:Pro/ENGINeer、UG和CATIA軟件等。這些軟件普遍應(yīng)用于工作站或者微機(jī)平臺(tái)上。但是這些軟件的價(jià)格通常比較昂貴,因此在一定程度上限制了該技術(shù)的應(yīng)用和推廣。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展,我國(guó)的CAD/CAM技術(shù)取得了比較大的進(jìn)步,比如高華CAD等,相比國(guó)外的技術(shù)軟件,這些軟件的價(jià)格相對(duì)來說比較便宜,因此符合我國(guó)的基本國(guó)情,從而占領(lǐng)了大年的大部分市場(chǎng)份額。由此我們也可以看出,我國(guó)在這方面的發(fā)展,無論從技術(shù)研究水平,還是從市場(chǎng)推廣方面來說,都與西方發(fā)達(dá)國(guó)家有著不小的差距。
國(guó)外的CAD/CAM技術(shù)軟件出現(xiàn)的時(shí)間比較早,而且研發(fā)和利用的時(shí)間相對(duì)來說比較長(zhǎng),比如UG等公司都是CAM行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),生產(chǎn)的都是世界范圍內(nèi)的頂級(jí)差異,可高效仿真刀具和機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前,這些公司的產(chǎn)品在我國(guó)已經(jīng)占領(lǐng)了一部分的市場(chǎng)份額。因此,無論從技術(shù)研發(fā)角度,還是從市場(chǎng)開發(fā)層面看,我國(guó)的CAD/CAM軟件的前景都不是特別的樂觀,特別是在五軸數(shù)控機(jī)床研究方面,中國(guó)的企業(yè)做的還不是很好,存在不少的問題和缺陷等。
自動(dòng)仿真技術(shù)。數(shù)控加工生產(chǎn)中的仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件來模擬數(shù)控加工生產(chǎn)的過程,然后把加工過程和結(jié)構(gòu)通過數(shù)字、圖形和圖表等方式展示出來,通過計(jì)算機(jī)展示出來,從而為人們的判斷、驗(yàn)證和控制加工過程提供合理的方法。現(xiàn)階段,數(shù)控加工仿真技術(shù)主要包括兩個(gè)方面,一是幾何仿真技術(shù),二是力學(xué)仿真技術(shù)。
當(dāng)前,雖然主流的三維軟件均有三維仿真功能,但是由于多軸加工生產(chǎn)具有復(fù)雜性的特征,所以無法徹底消除零件與刀具、刀具與工作臺(tái)等之間的碰撞,其控制方法和技術(shù)還有待完善。
多軸多刀數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 多軸多刀數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先,高精度與高速度;其次,高柔性化與復(fù)合化;再次,多功能化;第四,智能化;第五,自動(dòng)仿真技術(shù)。通盤考慮干涉、避讓檢查等約束條件,結(jié)合幾何仿真與力學(xué)仿真技術(shù)的自動(dòng)仿真技術(shù)。
Abstract: CNC machine has now gone over half a century. Especially in recent years, with the rapid development of digitization and information technology, open CNC system with deep level has entered our vision and vigorously developed in order to adapt to the modern production technology. And now it gets more modular, versatile and intelligent. This paper made a simple introduction on the composition of CNC, development of CNC in our country, and its development direction.
關(guān)鍵詞: 智能化;開放化;網(wǎng)絡(luò)化; 數(shù)控技術(shù);發(fā)展方向
Key words: intelligentize;open;internetization;CNC technology;the development direction
中圖分類號(hào):[TH-9] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)32-0169-01
1數(shù)控系統(tǒng)的定義和構(gòu)成
數(shù)控系統(tǒng)(computerized numerical contro,簡(jiǎn)稱 CNC):是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制加工功能的系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床則是一種技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備,能綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密加工技術(shù),發(fā)展前景十分廣闊,因此掌握數(shù)控車床的加工編程技術(shù)尤為重要。數(shù)控系統(tǒng)由程序、輸入裝置、輸出裝置、CNC裝置、PLC、伺服驅(qū)動(dòng)裝置組成。由于使用了CNC裝置,使系統(tǒng)具有軟件功能,又用PLC取代了傳統(tǒng)的機(jī)床電器邏輯控制裝置,使系統(tǒng)更小巧,靈活性、通用性、可靠性更好,易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)控功能,使用、維修也方便,并且具有與上位機(jī)連接及進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的功能。
2我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況
自建國(guó)以來,我國(guó)一直存在在工業(yè)基礎(chǔ)薄弱的狀況。雖然經(jīng)過不懈努力取得了一定的進(jìn)步,但作為工業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)――數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)與生產(chǎn)仍然與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在很多的差距。
目前,我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)多采用封閉體系,只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器使用。其加工程序需要在加工前事先通過手工或自動(dòng)編程軟件的方式進(jìn)行編制,加工過程變量也往往根據(jù)操作人員或設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式設(shè)定。
我國(guó)對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展主要是通過“七五”引進(jìn)、消化、吸收,“八五”攻關(guān)和“九五”產(chǎn)業(yè)化?,F(xiàn)已取得很大的進(jìn)展,基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù),初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè),同時(shí)帶動(dòng)了機(jī)電控制與傳動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。近年來,我國(guó)數(shù)控機(jī)床一直保持兩位數(shù)增長(zhǎng)。機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值已進(jìn)入世界第5名,機(jī)床消費(fèi)額在世界排名上升到第3位,數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)已有20家,國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)年銷售量達(dá)到7萬多臺(tái),約占市場(chǎng)份額的64%。同時(shí)通過自主研發(fā),國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)也取得了巨大進(jìn)展。如華中數(shù)控、航天數(shù)控、藍(lán)天數(shù)控等企業(yè)先后開展了開放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和軟硬件平臺(tái)的研究,并由此開發(fā)了多種數(shù)控系統(tǒng),打破了西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖和價(jià)格壟斷。
3數(shù)控技術(shù)整體發(fā)展趨勢(shì)
3.1 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的高精度、高速度化高速高精高效化,速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。盡管現(xiàn)代工業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)高精度高速度的發(fā)展趨勢(shì),但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)的,“高精度、高速度”的內(nèi)涵和定位也在不斷從新修定。最終只能是向著下一個(gè)階段的目標(biāo)發(fā)展進(jìn)步。
先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的主體從來都是――效率、質(zhì)量。畢竟高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,改善產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。
3.2 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的智能化數(shù)控機(jī)床智能化的發(fā)展前景,非常廣闊。它是世界制造技術(shù)進(jìn)一步提高效率、自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的努力目標(biāo),也是在今天數(shù)字控制機(jī)床技術(shù)基礎(chǔ)上向更高階段發(fā)展的努力方向。預(yù)計(jì)在21世紀(jì)前半期,有可能在現(xiàn)有機(jī)床技術(shù)上實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)床的“適應(yīng)控制”,并逐步向制造系統(tǒng)發(fā)展;在后半期,有可能建立不同程度智能化技術(shù)水平的CIM、CIMS,其發(fā)展時(shí)間的快慢,將取決于人類的努力和科學(xué)技術(shù)水平的提高。
3.3 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的開放化、網(wǎng)絡(luò)化為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題,數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來必然之路。所謂開放式控制系統(tǒng),它是一個(gè)保證不同的機(jī)床廠家和最終用戶都能夠方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品的開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)。目前許多國(guó)家正對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,其中開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是研究的核心。關(guān)于以上開放性的概念可從兩個(gè)方面進(jìn)行理解:一是時(shí)間的開放性,二是空間的開放性。時(shí)間的開放性是針對(duì)軟硬件平臺(tái)及其規(guī)范而言的,以保證平臺(tái)具有適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展,并能夠接受新的設(shè)備的能力。時(shí)間的開放性又有可擴(kuò)展和可移植性兩個(gè)方面??臻g的開放性是針對(duì)系統(tǒng)接口及其規(guī)范化而言的,它又可分為互操作性和互換性。由此可以看出,開放式數(shù)控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的適應(yīng)性和靈活配置能力,能適應(yīng)多種設(shè)備,靈活配置與集成;可順應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展,實(shí)時(shí)加入各種新功能;能適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展和更新?lián)Q代,能有效保護(hù)用戶原有投資。其優(yōu)勢(shì)不言而喻。目前美國(guó)的NGC、歐共體的OSACA、日本的OSEC,中國(guó)的ONC等生產(chǎn)廠商都在進(jìn)行相應(yīng)的研究工作。
數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年的研究工作推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī),反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。
4結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)力的迅速發(fā)展,人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量均提出了更高的要求。機(jī)械加工工藝過程的自動(dòng)化程度必然成為成為上述要求的最重要保障措施。它不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,還能夠極大地改善工人的勞動(dòng)條件,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。所以智能化、開放化和網(wǎng)絡(luò)化必然成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn):
歷時(shí)將近一個(gè)月的實(shí)習(xí)結(jié)束,該次實(shí)習(xí),真正到達(dá)機(jī)械制造業(yè)的第一前線,了解了我國(guó)目前制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r也粗步了解了機(jī)械制造也的發(fā)展趨勢(shì).在新的世紀(jì)里,科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展,更快更緊密得融合到各個(gè)領(lǐng)域中,而這一切都將大大拓寬機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向.
它的發(fā)展趨勢(shì)可以歸結(jié)為“四個(gè)化”:柔性化、靈捷化、智能化、信息化.即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要,能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性,使生產(chǎn)推向市場(chǎng)的時(shí)間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動(dòng)化生產(chǎn),追求人的智能于機(jī)器只能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值的信息化.
當(dāng)然機(jī)械制造業(yè)的四個(gè)發(fā)展趨勢(shì)不是單獨(dú)的,它們是有機(jī)的結(jié)合在一起的,是相互依賴,相互促進(jìn)的。同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,也將會(huì)使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機(jī)械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而,作為社會(huì)發(fā)展的一個(gè)部分,它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結(jié)合。21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動(dòng),而且要從繁瑣的計(jì)算、分析等腦力勞動(dòng)中解放出來,以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動(dòng),智能化促進(jìn)柔性化,它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。當(dāng)然這一切還需要我們大家進(jìn)一步的努力. 在此次實(shí)習(xí)中,在杭州發(fā)動(dòng)機(jī)廠的時(shí)間最長(zhǎng),歷時(shí)12天,分別介紹了x6130柴油缸體的加工工藝(分為面加工和孔加工),凸輪軸孔的加工,數(shù)控設(shè)備的加工特點(diǎn),分類及具體運(yùn)用,曲軸的加工工序以及發(fā)動(dòng)機(jī)的具體工作原理.在最后一天,我們還參觀了其鑄造部,參觀了其鑄造生產(chǎn)過程.在該廠的實(shí)習(xí)中,深刻明白了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)中發(fā)揮的切實(shí)作用,以及目前社會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床及數(shù)控人才的急需,而在一些重要數(shù)控產(chǎn)品,如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床等的需求上,決不能過于依賴進(jìn)口.
歷時(shí)將近一個(gè)月的實(shí)習(xí)結(jié)束,該次實(shí)習(xí),真正到達(dá)機(jī)械制造業(yè)的第一前線,了解了我國(guó)目前制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r也粗步了解了機(jī)械制造也的發(fā)展趨勢(shì).在新的世紀(jì)里,科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展,更快更緊密得融合到各個(gè)領(lǐng)域中,而這一切都將大大拓寬機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向.
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