數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
2018-5-31 來(lái)源：齊齊哈爾二機(jī)床集團(tuán)有限公司 作者：張馨予
摘要：文章根據(jù)數(shù)控機(jī)床的具體生產(chǎn)原理，討論出數(shù)控機(jī)床技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用時(shí)的特征。然后，結(jié)合數(shù)控機(jī)床技術(shù)的生產(chǎn)特征，分析了手工生產(chǎn)與機(jī)械生產(chǎn)之間存在的關(guān)聯(lián)及使用數(shù)控生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題。最后，提出如何提高數(shù)控生產(chǎn)效率的意見(jiàn)。
關(guān)鍵詞：生產(chǎn)原理；生產(chǎn)特征；提高效率；發(fā)展趨勢(shì)
1、 數(shù)控機(jī)床技術(shù)的概念
數(shù)控機(jī)床技術(shù)一共由三部分組成。第一部分為機(jī)床部分，是數(shù)控機(jī)床技術(shù)運(yùn)用的生產(chǎn)平臺(tái)，它又分別包括了基礎(chǔ)件和配套件。其中基礎(chǔ)件包括床身、立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)；而配套件包括刀架、刀庫(kù)、傳動(dòng)件。第二部分為數(shù)控系統(tǒng)，是數(shù)控機(jī)床技術(shù)的操作平臺(tái)，主要包括控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)試反饋系統(tǒng)。第三部分為外圍技術(shù)，主要包括工具技術(shù)、編程技術(shù)和管理技術(shù)。
2 、數(shù)控機(jī)床技術(shù)的特點(diǎn)
（1）智能化。以往的機(jī)械生產(chǎn)任務(wù)簡(jiǎn)單，不具有規(guī)劃、決策能力，更不具有故障自動(dòng)診斷功能，對(duì)于生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型復(fù)雜化，呈曲線變化及需要建模的系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品往往存在很大的困難。然而數(shù)控機(jī)床智能化控制成功克服這一困難，不僅如此，高速高精加工的智能控制還有以下 4 個(gè)特點(diǎn)：①多程序段預(yù)處理；②預(yù)算道具軌跡；③由機(jī)床的機(jī)械性能，來(lái)選擇允許進(jìn)給率和最大允許加速度；④具有自適應(yīng)控制、學(xué)習(xí)控制等特殊的控制技能。
（2）網(wǎng)絡(luò)化。隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步，通信設(shè)備也成為機(jī)械生產(chǎn)中必要的一部分，而數(shù)控機(jī)床作為車(chē)間的生產(chǎn)的源動(dòng)力，它的通信設(shè)備主要包括與車(chē)間內(nèi)部通信及與車(chē)間外部通信兩部分，其中與車(chē)間內(nèi)部通信包括：①CNC 裝置與數(shù)字伺服間的通信；②與車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及 I/O 裝置通信。與車(chē)間外部通信包括：①與服務(wù)中心通信；②與另一個(gè)工廠的系統(tǒng)進(jìn)行交互通信、遠(yuǎn)程登錄、傳送和交換制造數(shù)據(jù).
（3）微機(jī)電控制系統(tǒng)。在現(xiàn)代科技中，微機(jī)電控制系統(tǒng)也被運(yùn)用到數(shù)控機(jī)床使用當(dāng)中。它采用了非常精密的微加工和晶片鍵合技術(shù)，融合了硅體微加工，硅表面微加工技術(shù)，同時(shí)運(yùn)用高分辨率的傳感器，使得該系統(tǒng)具有極高的加工精度。
（4）數(shù)字化。數(shù)字化是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，它通過(guò)DNC 技術(shù)連接 CNC 與通信網(wǎng)絡(luò)，將實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程虛擬化，從而使人通過(guò)這些虛擬信息來(lái)控制機(jī)床生產(chǎn)。
3 、我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
（1）我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的現(xiàn)狀。隨著社會(huì)科技發(fā)展，社會(huì)需求量大，機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)越來(lái)越不可缺失，而數(shù)控機(jī)床技術(shù)也成為工業(yè)生產(chǎn)的潮流。數(shù)控機(jī)床技術(shù)于 1948 年美國(guó)帕森斯公司提出由計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想，在 1949 年開(kāi)始數(shù)控機(jī)床的研究，并在 1952 年制作出世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，在 1957 年正式投入使用，而我國(guó)與 1958 年起開(kāi)始研究數(shù)控機(jī)床技術(shù)。并與我國(guó)“六五”期間開(kāi)始引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，包括從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專(zhuān)機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分已具備進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)，部分技術(shù)已經(jīng)商品化、產(chǎn)業(yè)化。
（2）我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展前景。雖然我國(guó)已基本掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，但是對(duì)比于外國(guó)還是存在一定的差距，如精確度、穩(wěn)定性、可靠性等。然而隨著現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)工業(yè)生產(chǎn)的重要性，我國(guó)也越來(lái)越注重?cái)?shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展。2010 年 10 月，國(guó)務(wù)院出臺(tái)《加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)的決定》明確指出要積極發(fā)展數(shù)字化、柔性化及系統(tǒng)集成技術(shù)為核心的智能制造裝備，高檔數(shù)控機(jī)床成為發(fā)展中的重中之重。根據(jù)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，到 2020 年，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備將占國(guó)有比例 80%。隨著國(guó)家的不斷改革，對(duì)人才的不斷培養(yǎng)及升華，相信只要我們努力奮斗、堅(jiān)持不懈，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)會(huì)縮小與國(guó)外數(shù)控機(jī)床技術(shù)的差距，從而成為一個(gè)數(shù)控強(qiáng)國(guó)。
4 、數(shù)控機(jī)床技術(shù)的運(yùn)用
機(jī)床是對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、綜合國(guó)力和國(guó)防建設(shè)具有重大影響的裝備行業(yè)，自從 1949 年人類(lèi)開(kāi)始研究數(shù)控機(jī)床技術(shù)至現(xiàn)在，66 年期間，機(jī)床技術(shù)已被廣泛運(yùn)用。在工業(yè)高度發(fā)達(dá)的一些國(guó)家中，數(shù)控機(jī)床制造廠中的生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床量達(dá)到 20%以上。而在我國(guó)，自從開(kāi)始引進(jìn)并吸收數(shù)控技術(shù)，至 1995 年，我國(guó)機(jī)床產(chǎn)量數(shù)控化率就達(dá)到了 6%~8%，而機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率更是達(dá)到了 20%~25%，為我國(guó)企業(yè)機(jī)床使用率提供了前提條件。
5 、數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
（1）智能化。智能化包括在數(shù)控機(jī)床的各個(gè)方面，它的發(fā)展主要包括加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，提高性能使用連接方面的智能化，簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作的智能化，方便監(jiān)控、方便系統(tǒng)診斷及維修的智能化。
（2）高速、高效、高精度、高可靠性發(fā)展。高速、高效、高精度、高可靠性是現(xiàn)代或者是以后數(shù)控機(jī)床發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展發(fā)向。隨著科技的發(fā)展，社會(huì)需求工業(yè)產(chǎn)品越來(lái)越多，使數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)更加高速、更加高效、更加高精度、更加高可靠性，不僅有助于企業(yè)提高加工效率，還能降低成本，同時(shí)還可以提高工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，增加機(jī)械使用壽命，是數(shù)控機(jī)床技術(shù)適應(yīng)現(xiàn)代化科技發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。
6 、結(jié)語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)代社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)的必不可少的生產(chǎn)技術(shù)。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床技術(shù)也將沿著更高速、更高效、更高精度、更高可靠性的、更具有智能化的方向不斷進(jìn)步，在不久的將來(lái)，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)一定會(huì)有更好的發(fā)展。
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