数控技术在机械制造中的应用-(1)

数控技术在机械制造中的应用数控技术在机械制造中的应用 张林芳 随着科学技术的进步 随着计算机技术的高速发展 传统的制造业开始了 根本性变革 各工业发达国家投入巨资 对现代制造技术进行研究开发 提出 了全新的制造模式 在现代制造系统中 数控技术是关键技术 具有高精度 高效率 柔性自动化等特点 对制造业实现柔性自动化 集成化 智能化起着 举足轻重的作用 由于数控技术是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水 平的重要基础性产业 其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标 志 因此实现加工机床及生产过程数控化 已经成为当今制造业的发展方向 机械制造的竞争 其实质是数控的竞争 因此 加强传统机械制造行业自动化发 展的进程 推进行业市场的核心竞争力 提高我国工业基础水准 都离开不开数控 技术在机械制造中的有效应用 引言引言 现代社会经济发展迅速 产品竞争日益激烈 使得机械制造的技术难以满 足当前市场的发展需要 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 现代产品呈现多样化的发展 换代速度不断加快 生产时批量少 精确度 要求高 对现代制造技术的要求也越来越高 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 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 数控技术 CNC 是实现机械制造自动化的关键 它的出现改变了机械制造 中的某些传统观念 长期以来 由于我国的数控系统是传统的封闭式体系结构 所以只能作为非智能机床运动控制器 这种传统的结构模式通用性 软件移植 性都不太好 功能扩展和维修也比较困难 因此随着计算机技术和其他现代科 技的发展及市场产品竞争的加剧 它已不能适应日益复杂的制造过程的要求 当前 数控技术迎来了由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态 全闭环控制模式的变革 这种开放式体系结构的计算机数控系统的发展 使传 统的计算机数控系统面临了巨大的市场挑战 2 数控技术数控技术 数控技术是用数字信息对机械加工币和运动过程进行控制的技术 其给现 代机械加工带来了很大的帮助 数控技术不仅包含了传统的机械制造技术 计 算机技术 传感检测技术和网络通信技术 光机电技术 而且它还拥有属于自 己的先进技术 如 它具有高精度 高效率和柔性自动化等特点 数控技术主 要是采用计算机控制 预先编程后利用编程好的控制程序实现对设备的控制功 能 这样就增强了机械加工的灵活性并且提高了设备的工作效率 数控技术是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动 化技术 现在 数控技术也叫计算机数控技术 目前它是采用计算机实现数字 程序控制的技术 这种技术用计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的控 制功能 由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置 使输入数 据的存储 处理 运算 逻辑判断等各种控制机能的实现 均可通过计算机软 件来完成 数控技术是典型的机械 电子 自动控制 计算机和检测技术密切结合的 机电一体化高新技术 数控技术是实现制造过程自动化的基础 是自动化柔性 系统的核心 是现代集成制造系统的重要组成部分 数控技术把机械装备的功 能 效率 可靠性和产品质量提高到一个新水平 使传统的制造业发生了极其 深刻的变化 数控加工技术不同于传统的加工技术 其主要特点为 1 能高质量地完成一般机床难以完成的复杂零件和曲面形状的加工 2 能方便地改变加工工艺参数 如切削用量 因而利于换批加工和新产品 的研制 3 可实现一次装夹工件完成多道工序加工 从而确保高质量的加工精度同时 又减少了辅助时间 4 采用模块化标准工具 既减少了换刀和安装时间 又提高了工具标准化程 度和工具的管理水平 5 便于实现计算机辅助制造 随着计算机技术的发展和微处理器的采用 数 控技术得到了飞速发展和广泛的应用 3 数控技术的发展现状数控技术的发展现状 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化 使制造业成为工 业化的象征 而且随着数控技术的不断发展和应用领域的不断扩大 它对国计 民生的一些重要行业如 IT 汽车 轻工 医疗等的发展起着越来越重要的作 用 因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势 数控技术是现代先进制造技术的基础和核心 把传统的机械制造业推进到 了信息化的制造时代 当今世界各国制造业广泛采用数控技术 不但可以提高 制造能力和水平 提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力 而且是现代各 种新兴技术或尖端技术得以存在和发展的 使能技术 大力发展以数控技术 为核心的先进制造技术以成为世界各国加速经济发展 提高综合国力和国家地 位的重要途径 21世纪制造系统所处的环境将发生改变 这决定了机械制造技术自动化 精密化 柔性化 最佳化 集成化 网络信息化的发展趋势 基于此产生的精 益生产 敏捷制造 并行工程 智能制造等先进制造技术都离不开数控技术 今后数控技术的发展趋势是高速化 高精密化 高可靠性 多功能化 复合化 智能化和开放式结构 4 机械制造中数控技术的应用机械制造中数控技术的应用 在工业生产中的应用在工业生产中的应用 数控技术运用于工业生产 确保安全生产 在现代化工业生产中 工业智 能化操作系统一般是由控制单元 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 完成人类难以完成的工 作 数控技术运用于上述领域能够在满足技能信息和操作规范要求的基础上 提高工作效率 确保安全生产 数控技术运用于控制单元能够实现人机操作相分离的效果 该技术的运用 通过一系列的程序和操作要求 帮助人类完成预想的操作 同时同步检测执行 动作 一旦出现错误或发乍故障 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 可以这么说 数控技术运用于r业生产 不仅能 够帮助人们节省劳动力 还能够让人们在实践生产中提高安全系数 在 在煤矿机械中的应用煤矿机械中的应用 数控技术运用于煤矿机械 提高准确性 现代采煤机的发展更新速度快 单件的规格标准要求高 传统的制造生产方法难以适应上述生产要求 而数控 技术的运用具有如下的功效 助于优化套料的选用 使得各块料能够发挥作用 提高了制造的精确程度 便于人为操作 能够快速实现机械制造的高标准要求 除此之外 数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置 该装置能够在逐步 加工制造的过程中不断提高其精确性和更改性 能够最大限度满足制造的要求 这样的操作利于在生产过程中不断调整 更好加工剩余材料 在汽车工业中的应用 在汽车工业中的应用 数控技术在汽车领域的应用使得近20年来汽车工业的发展变化很迅速 其 中以零部件加工技术的发展尤为显著 数控机床在汽车零部件加工过程中的特 点是 可靠性好 不易出现故障 操作控制逐渐实现人性化 带有完善的主动 测量及强大的补偿系统 对上下料实现高效自动化 这些特点很好地解决了机 械加工柔性和高效率的矛盾 另外数控加工技术中的快速成形制造技术 虚拟 制造技术 柔性制造技术 集成制造技术等等 都使得汽车复杂部位零件加工 中的智能化 高效化轻易地实现 步入科技飞速发展的2l世纪 各个国家的汽 车工业都已经离不开数控加工技术的应用 国外数控技术在汽车制造业的应用 已经非常成熟和广泛 他们对于汽车数控制造工艺流程的不断开发 使得汽车 新产品的工业化投放周期明显缩短 4 而我国在汽车工业方面的数控技术比起 国外来讲仍然是低层次 对于大批量变速箱 底盘 发动机等主要零部件的加 工 在整线自动化设计 建立自身的零部件制造工艺 正线设备的开发等能力 方面仍然有待提高和改进 在机床设备中的应用 在机床设备中的应用 机械设备是机械加工制造中的重中之重 面对现代机械加工制造业的需求 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 控技术为机械加工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 在工业机器人中的应用 在工业机器人中的应用 工业机器人是一种能模拟人的手 腕和臂等部分动作 按照预定的运动轨 迹 动作等要求编成程序 使工业机器人实现抓取 搬运工件或操纵工具的自 动化装置 工业机器人可以在改善劳动条件 保证生产安全 提高产品质量和 生产率方面起重要作用 它主要用在机器制造业的生产线上装卸料和装配方面 以及在诸如喷漆 喷砂 焊接等恶劣的劳动环境下进行工作 甚至在人类无法 进入的环境如深水作业 对放射性物质的操作 太空作业等条件下进行工作 5 工业机器人系统由执行机构 动力部分和控制部分等组成 执行机构由伺 服驱动装置和机械结构等组成 能模仿人臂的动作 动力部分向执行机构的驱 动装置提供动力 使执行机构在驱动元件的作用下实现动作 控制部分由微机 数控系统组成 是工业机器人的指挥系统 它控制机器人按规定的程序运动 并可记忆各种指令信息 如动作顺序 运动轨迹 运动速度等 向驱