数控技术在机械加工中的应用及发展研究论文_沈术刚,时金龙,刘政

数控技术在机械加工中的应用及发展研究论文_沈术刚,时金龙,刘政

天津移山工程机械有限公司 天津 300462

摘要:在我国技术发展过程中,数控技术已经发展了很长的时间,数控技术的应用水平不断提升,在机械加工中的应用越来越成熟。而随着我国居民消费能力的不断提升,市场对于机械加工产品的需求也发生了比较大的变化,对于数控技术的应用水平也提出了越来越高的要求。

关键词:数控技术;机械加工;应用;特点;发展前景

1机械数控加工技术的基本概念

数控技术是对传统制造业生产过程的全面改造和升级,机械设备和各种零部件的加工需要机床设备作为生产基础, 而数控技术将机床这一生产工具通过智能化和自动化模式的改造,提高了机床的工作效率和质量,使得制造和加工的精密程度大幅上升,这对设备和仪器的性能来说是至关重要的。机械制造加工随着数控技术的进一步发展,生产过程已经逐渐脱离了传统的加工制造工序,管理方式也随之发生改变。数控技术将控制系统与机械设备紧密结合,形成高度的智能化自动化,在整个生产过程中替代了大量人工操作,减少了很多人工失误,随着数控技术水平的不断上升,机械制造加工的能力和水平也必将进一步提高。

2数控技术在机械加工中的应用特点

2.1智能化

数控技术相比于传统加工技术来说,智能化是其最大的特点之一。机械加工领域中的数控技术智能化体现在许多方面,比如在对工时相关变量进行设置的过程中,以往所采用的设置方法主要为依照固定参数或操作经验来进行,采用数控技能够对相关变量进行智能化的设定,即简化的操作步骤,同时又提升了相关操作的精确化水平。在加工编程设计过程中,以往所采用的编程方法主要是通过人工操作的方式来设定计算机编程程序,编程与变量方面的调节机制十分复杂且混乱,无法充分发挥出机床的使用性能。采用数控技术一方面能够提升加工机械的数字化、自动化水平,同时也能够依照机械运行的实际需求对编程进行有针对性的设定。当前我国已经全面进入知识化时间,AI人工智能技术可以为机械加工控制的智能化奠定更加坚实的基础。

2.2高效性

将数控技术应用于机械加工中能够进一步缩短加工周期,提高加工效率。首先,采用数控技术能够一次完成多道工序,在机械加工过程中,由于需要经历许多不同的操作流程,传统加工技术条件下,在完成每道操作工序后都需要对机械设备在重新设置。而应用数控技术,能够实现多道工序在一次装夹工件中完成生产,辅助时间大幅降低;提高复杂零件的加工效率。采用数控技术还能够对各种结构复杂、加工难度较高的工件进行规模化加工,同时也能够保证所生产出的工件具有足够的加工精度;信息化程度高也是数控技术高效性的另一种体现。

3机械加工行业中数控技术的具体应用

3.1现代化工业生产领域

工业机器人是指在一定的指令控制下能够模拟人的动作,代替人去完成一些工作的自动化设备。工业机器人实际上属于机械设备的一种,因此使用工业机器人可以提高生产效率,节约劳动力成本,同时也能保证产品质量的稳定性。工业机器人还可以在一些有毒、粉尘、高温等极端环境下代替人力去高效的完成指定的工作,比如热钢锭绑扎、喷涂、铸造、化工高污染场所等等。

3.2现代机床设备领域

机床加工环节中机械加工过程中最为重要的环节之一。数控技术在该过程中的应用需要通过软件技术与计算机技术共同完成。即将控制装置与电子计算机相连接,在机床加工过程中共同参与起到监控与指导作用,即在整个数控机床体系下实现全覆盖。在数控机床投入运行的过程中,全部的刀具应用与操作环节均以数字化的方式对其进行指挥,在控制介质的媒介作用下通过计算机对全部的参数进行识别,进而实现针对加工过程的整体化控制。

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3.3机车工业领域

在我国工业技术水平不断进步的大背景下,城乡居民的物质生活水平得到了进一步的提升,对于汽车工业的发展也起到了十分重要的推动作用,汽修行业对于零部件的需求也日益增长。若单一依靠以往的生产技术远远满足不了新形势下的汽车零部件市场需求。应用数控技术能够实现大批量的机车工业生产,尤其是对于部分十分复杂的汽修零部件能够大大提升市场供应能力,同时也能够进一步优化套料的选用方案。

3.4煤矿机械加工

在煤矿机械加工中,应用于数控技术,不仅能够有效促进采煤业的发展,而且还能够有效带动相关产业的发展,比如采煤机。采煤矿有一个非常普遍的特点,那便是环境不尽相同,而现如今采煤机本身的发展速度较快,机械的型号多样,多数为小批量生产,在制造中,关于机壳的毛坯制造也多用于焊件,并且传统的机械对于单件的下料问题很难实现,数控技术应用其中,对材料进行切割,便可轻松地将此问题有效解决,将传统采煤机制造中的仿形法所取代,将龙骨板程序对象设置为采煤机叶片和滚筒,将套料的选用方案得到进一步提升。

4机械加工行业中数控技术的发展前景

4.1实时智能化

将实时系统和人工智能进行有效结合,使人工智能向着具有实时响应的领域发展,实时系统向着具有智能领域发展,从此产生了实时智能化领域。在数控技术的发展过程中,实时智能化的研究需要向着以下几个方面发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统。在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能,在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使数控系统的控制性能大大提高,从而达到最佳控制的目的。

4.2技术与设备更高、更精细化

在制造业中,要想取得成功,首先要保证质量,其次要保证效率。目前,我国的数控技术和设备均已达到了高精度、高效率的要求。在未来的发展当中,可以通过缩短产品生产周期的策略来提高市场竞争力。国外很多的汽车制造业,高速加速中心的给进速度可以达到每分钟80米的效率,而且机床的加速度甚至达到了每分钟34G。一个零件从加工到结束,在短短的半小时之内就可以操作完成。然而利用普通的机床加工,则需要3个多小时的时间。这一系列的现象均表明我国的数控技术距离世界一流水平仍存在一定的差距。

4.3工艺复合性和多轴化

在机械加工过程中,为了减少加工时间和不必要的加工工序,机械行业经常使用复合加工,并且向着多轴化的方向发展。在数控机床加工的过程中,所使用的工艺复合指的是工件在一台机床上面完成多个加工工序。在数控技术轴中,西门子880系统控制轴数可达24轴。

4.4柔性化

数控技术柔性化指的是数控系统本身的柔性和群控系统的柔性。数控系统本身的柔性是指数控系统采用模块化设计,可裁剪性较强,以便于满足不同的要求;群控系统的柔性指的是群控系统可以根据不同的生产要求,对物料和信息等内容进行自动调控,将群控的功能发挥到最大。

5结束语

当前我国已经进入到工业化发展的关键阶段,相关单位需要进一步针对数控技术加强研究力度,全面分析当前机械加工行业的发展特点与技术需求,只有这样才能够提高数控技术的应用有效性,使机械加工行业得到健康快速的发展。

参考文献

[1]安冬云.数控技术在机械加工中的应用及其发展前景分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2017(10):161-162.

[2]陈彩珠.研究企业加工机械中数控技术应用及其商业化发展[J].橡塑技术与装备,2016,(12):19-20.

[3]王爱民.数控技术在机械加工中的应用及其发展前景[J].电子技术与软件工程,2015(23):170-171.

论文作者:沈术刚,时金龙,刘政

论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期

论文发表时间:2018/7/5

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