数控技术应用于机械自动化的基本方法研究周永峰论文_周永峰

数控技术应用于机械自动化的基本方法研究周永峰论文_周永峰

摘要:机械加工自身的生产系统标准化、精细化,具有高度的自动化控制要求,有望通过机械加工技术的创新和变革,增强机械加工、生产、设计、制造的综合效果,以满足社会发展的需要,有利于提升制造业在国际市场的影响力,取得更高的经济效益,目前,我国经济发展为制造产业带来机遇,制造业发展依靠技术水平的提升,将数控技术应用于机械制造中,能解决生产环节出现的技术问题。数控技术对机械生产中数据的精确掌控,提升生产制造工作效率,优化生产工艺和生产成本,为企业发展提供更低成本和更多利益。

关键词:数控技术;应用;机械自动化;基本方法;研究

引言

数控技术与机械加工系统有机融合,引领着我国现代机械加工企业的发展方向,提高机械加工一体化的效果。在此基础上,以期使我国现代机械加工行业能够得到有效的改善,分析数控技术和现代机械加工应用策略尤为重要。

1数控自动化技术概述

数控自动化技术主要表现在其应用到机械自动化中,就是数控技术在机械制造过程中,对设备加工、运行等进行数字化编辑的自动控制技术。数控技术应用机械制造过程中,主要依靠现代智能技术和计算机编程,将电子技术、计算机技术、自动控制技术有效结合,实现机械制造的自动化,提高机械制造产业生产效率。数控自动化技术主要体现在,首先机械制造过程中自动化操作通过计算机编程实现对机械的控制,使机械制造工艺流程变得更加精准。例如对机械切削用量的调整、换批加工等,都适用于数控自动化技术。其次数控自动化技术与计算机技术进行有效结合,能改善传统机械加工中存在的问题,实现传统机械无法出处理的零件加工问题,例如曲面加工和复杂零件加工等。最后数控自动化技术在机械加工中使用模块化工具,能提高工具的精准度,在安装环节节省制作时间,从而提高机械制造工作效率。

2数控技术在自动化机械制造中的运用方法

2.1多技术的联用

数控技术在自动化机械制造中的运用方法之一是多技术的联用。在自动化机械制造中,数控技术的运用并不是单一的,其依赖多项技术的集成,包括通信技术、自适应技术、智能技术、传感器技术、PLC技术和CAN总线技术等。如普通的数控机床,在工作的过程中,其对作业强度、态势的感知是以传感器进行的,各类指令的无人化执行,则借助智能技术完成程序的读取和记忆。CAN总线技术可保持对不同信息的同步收集和差异化处理,避免信息出现互扰和混乱,尤其是大型机床、工厂中。各项技术作用的发挥和层次化起效,需借助集成技术,并通过PLC逻辑控制使数控机床的各个部分、各个工作环节保持作业的有序性,不至于出现信息混乱和信号互扰等问题。

2.2自适应技术

数控技术在自动化机械制造中的运用方法之二是自适应技术。自适应技术是数字化控制技术的核心,也是智能技术、自动化操作的关键。在常规操作的过程中,受到机床刚性、加工疲劳等因素的影响,机床的切削参数即便保持不变,加工的误差也会持续增加,为提升作业精度,自适应技术得到重视和应用。以零件的切削为例,假定机床工作的标准参数为X,在实际工作,其工作参数将围绕X出现波动变化,这种变化缺乏线性规律,与机床材料的刚性呈现负相关,与工作时间呈现为负相关,即刚性越差的机床、工作时间越长的机床,加工参数的波动越明显,以X表达加工参数,其实际值可表现为一个数集:X=[X-n,…,X-2,X-1,X,X1,X2,…,Xn].数集之中,[X-n、Xn]代表机床加工参数可能出现的理论最小值和最大值。在实际工作中,可收集上述两个数值代入到机床的计算机中实现存储和记忆,并通过传感器进行直接对象(如温度、振动幅值等)的收集,据此判断机床的加工参数是否存在异常,如果传感器收集所获信息不处于[X-n、Xn]范围之内,则由计算机控制机床进行一次参数校对,借助自适应技术保持工作效率和精度。

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2.3机械自动化中数控技术应用智能化和多维化

数控技术在自动化机械制造中的运用方法之三是机械自动化中数控技术应用智能化和多维化。数控技术的智能化应用到机械制造中,对机械制造的安全性、自适应度、精准度提出更高要求,对计算机编程也要进行一定程度提升。数控技术对机械控制参数和模糊控制过程中,使机械制造的反映控制和识别运算等方面具有发展空间。机械自动化数控技术的多维化,是指多维层次发展机械自动化,通过数控技术的有效应用,实现机械自动化功能拓展,能采用多维化技术发展机械自动化,使数控技术发挥更大优势。多维化数控技术在机械制造中应用存在编程开发难度较大的问题,在一定程度上限制了数控技术在机械自动化领域的发展。

3数控技术在自动化机械制造中的运用分析

3.1数控技术在机床加工中的应用

机床生产利用数控技术并具备丰富的机床制造形式,使其能够满足各种零件加工、机床制造、机床加工的需要。机床回收利用的优点是合理化应用数控技术,实现加工零件以满足更高的应用需求,如六轴义齿加工机床,是原五轴义齿加工机床的应用技术前提下,采用数控技术改造而成的产品,达到提高机床加工能力的目的。

3.2虚拟化技术的应用

工业虚拟化技术是基于仿真建模系统实现的工业虚拟化生产模拟,从而对工程的各个生产环节运行的情况进行大致的预测和分析,从而防止设计、制造、生产等各方面出现经济损失。这都是因为在传统的机械设计制造过程中,对于相关操作技术的研究和改进都需要进行反复的实践操作,才能得出正确的技术成果,这需要企业投入大量资金和人力物力。

3.3计算机3D技术的应用

机械设计制造及其自动化中的3D数据采集技术,可以利用激光测距原理记录被测物体表面密集点的三维坐标、反射率、纹理信息,生成被测物体的线、面、体等图件数据。其扫描系统包括有动作捕捉仪、便携式激光扫描头、数据处理器、移动工作站,能够对被测物体的各个部分进行激光扫描,并对扫描数据进行降噪、精简等后期处理,再将三维数据导入到3D打印机中进行打印输出。以矿山排水用叶轮3D打印为例,就充分体现出3D技术在机械零部件逆向工程中的应用特性和功能,主要应用要点包括有:①三维扫描。预先清理机械零部件表面的污渍,采用在零部件表面贴控制标靶的方式进行三维扫描,捕捉定位零件的空间位置,通过三维扫描获悉矿山排水用叶轮的故障部位和程度,针对性地拟定最佳扫描方案。在三维扫描的过程中,手持便携式激光扫描头在动作捕捉仪的视野之内采集数据,并将其输送到工作站,实现三维可亮化图形成像和数据处理,最后导出生产所需点云格式。②数据处理及建模。在进行零件三维扫描之后,要对获取数据进行后期处理,对数据进行降噪、精简之后,由相关软件完成曲面重构,甄别三维扫描中的数据误差,并进行零件破损部位的数据修复,直接导入3D打印机中进行打印。③排水用叶轮3D打印。利用3D打印技术和反模铸造技术,打印金属零件毛坯,再对其进行精加工。

结语

总之,数控技术在我国的现代自动化机械制造中占据着不可磨灭的地位,必须大力加速其发展进程,充分认知到数控技术在我国各行各业当中的所起的作用,将数控技术良好地应用到现代自动化机械制造中,从而极大地提高我国的社会建设进程。

参考文献

[1]杨业淼.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用分析[J].农家参谋,2017(08).

[2]何楠.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].山东工业技术,2016(07).

论文作者:周永峰

论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷17期

论文发表时间:2019/11/29

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