時間:2023-03-23 15:20:46
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目前,我國機械制造領域逐步實現了由以往機械制造向著現代化、自動化以及智能化的機械制造加工不斷轉變。在實施機械制造精細化、復雜化處理加工以及高危險性生產過程中,均能夠完成機械設施應用控制的全面自動化。由于機械自動化手段技術可符合該類施工應用設備儀器的精密性標準,因此可確保施工操作處理人員的人身安全,保護國家財產完整性,實現國有資產的保值增值,使機械生產加工效率全面提升,并可令機械生產的大規?;约按笈啃宰兂煽赡?。其在一定層面上使以往傳統機械生產加工模式的缺陷有效的得到彌補。
2、機械數控技術實踐應用
2、1機械數控技術在機械制造領域中的實踐應用
隨著現代信息技術、計算機系統的廣泛普及,進一步為機械數控技術的快速發展以及廣泛應用提供了深層次運作的空間。機械制造領域之中的數控技術更是受到了大眾的全面重視。該環境下,機械數控銑床、鉆床技術、數控磨床與切割機床手段得到了快速發展。再者,機械數控沖床與彎管機在各領域中也實現了廣泛的應用。車削中心與數控板材加工處理中心則有了一定程度的提升。以上機械設施處理加工技術手段加快了CAD技術的更新發展步伐,令其向著工程化的方向不斷發展。加之微電子技術的有效滲透與合理應用,使得機械數控綜合技術水平迅猛提升,漸漸完成了機械數控機床加工體系刀具的高效自動化轉換,并實現了工件的全面更新。機械制造領域之中,較多數控機床生產車間均引入了托盤站,令機械制造以及柔性化生產單元的應用發展變成可能。在該基礎之上則完成了自動化的操控數控機床系統目標,使得傳動帶實現了高效的自動化控制,并引入了工業機器人完成自動化管理。上述單元共同組成了現代化機械制造管理系統,并創建形成了相應的柔性數控系統制造生產線。伴隨自動化手段以及現代化網絡技術的廣泛應用,漸漸構成了集成化的機械數控技術系統,并令機械制造發展整體向著更優質、更健康的方向跨越式提升。
2、2機械數控技術在工業以及煤礦領域的實踐應用
縱觀當前形勢我們明確,在工業化生產建設的階段中,通常采用的機械數控手段會互相協作施工,而在食品加工較多生產線之中以及印刷造紙過程中,應用機械數控手段更加豐富。在危險性較高的生產環境之下以及施工條件相對復雜的環境下,機械數控技術的應用極為常見。通過機械數控手段可令基本的工業建設生產條件更加健全完善、快速更新。在該基礎之上,則可為具體生產部門工作人員創建安全有力的保障,令工業生產機械化水平、產業化程度全面提升。另外,機械數控技術的有效應用在確保生產加工質量上也頗有貢獻??捎行У臏p少企業勞動生產綜合強度,進而實現適中任務量的人性化管理目標。再者,應用機械技術還可縮短生產時間,保質保量的完成任務。針對實際加工生產來講,機械數控技術可借助計算機系統實現對較多工業生產體系的自動化管控,進而令整體工業生產環節均按照原本的流程開展??蓱镁唧w的傳感器裝置檢測體系做常規性的驗證。在發掘系統出現錯誤、運行操作包含缺陷之時,則應就不同狀況進行調節以實現相對穩定的目標。
2、3機械數控技術在汽車工業領域的實踐應用
有效的引入機械數控手段可使汽車工業生產、加工零部件工序緊湊,提升工作效率。在一定層面可為汽車產業贏取市場競爭主動發揮重要影響作用。特別是高效快速的機械數控機床的豐富應用,令現代化汽車生產線成功組建,體現了快速高效的生產加工特征。另外,機械數控技術手段的應用還令汽車產業持續的擴充生產規模,各類復雜汽車零件的加工生產更新了以往傳統單一的加工操作模式,令目前的機械數控技術手段向著更加規范高效的方向發展。
2數控技術的特點
數控技術(NumericalControl),即采用電腦程序控制機器的方法,按工作人員事先編好的程式對機械零件進行加工的過程,簡單地說就是用數字化信號對設備運行過程等進行控制的一種先進的自動化技術,是典型的機械與電子計算機相結合的機電一體化科技。從誕生之初到現在,經歷了電子數控技術、晶體管數控技術、中小規模IC數控技術、小型計算機數控技術以及微處理器數控技術五個階段。數控技術在我國開發應用是從1958年開始,改革開放之后,數控技術在機械制造行業的應用才逐漸步入正軌,主要模式是引進國外的先進數控技術,通過消化吸收后,投入生產,總的來說,我國數控技術在制造行業的應用有了質的飛躍,許多機械制造企業從傳統產品轉變為數控化產品,促進了經濟的發展。現階段,由于數控技術是一種采用計算機數字實現數字程序控制的技術,所以數控技術也可以成為計算機數控技術。電子計算機數控技術采用軟件模塊化的體系結構,使輸入數據的存儲、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能得以實現,使計算機按事先存儲的控制程序來執行對設備的控制功能,顯示了數控技術優良的性能,具有較高的性價比(。圖一為完整的數控工作示意圖)總的來說,數控技術的進步與發展與計算機的發展息息相關,在數控技術的發展過程中起著基礎性作用,當然數控技術的發展也離不開各種輔助技術的進步,比如說傳感檢測技術、光電技術、機械制造術以及通訊技術等。數控技術是實現機械制造自動化過程的基礎,是現今集成制造系統的重要組成部分,在美國、日本和德國等發達國家,將數控技術應用到機床改造與生產線量產上,境地了機械制造企業的生產成本,并有效地將機械設備的功能、效率以及產品質量提升到新的高度,使傳統的機械制造業發生了極其深刻的變化。
3數控技術在機械制造中的具體應用
隨著信息技術、網絡技術以及自動化技術的不斷發展,數控技術與機械制造行業的結合越來越有效,通過計算機操作平臺可以全面掌控生產產品的各項指標與基本參數,并為新產品的研發與現有產品的性能完善提供技術支持,數控技術與機械制造行業的融合,拓寬了機械制造業的范圍,帶動了經濟發展。數控技術的應用范圍也較為廣泛,以下為數控技術在機械制造行業的具體應用:
3.1數控技術在煤礦機械中的應用
我國國土面積較大,各種資源比較豐富,煤炭資源更是儲量大,在我國的能源系統中占據重要地位,所以如何有效開發利用煤炭資源是我國煤機企業的主要任務。企業設備自動化程度是工業化水平的象征,在市場競爭較為激烈的大環境下,煤機企業不斷提升勞動效率、降低生產成本才能處于不敗之地,長久發展。根據煤礦企業的生產環境以及自身特點,不適合使用大型的機床設備,更不適合投入大量的資金購置設備,所以煤炭企業可以利用現有型號的加工機床,改裝成加工精度等級較高,性能較好的設備,有效地開采、加工煤礦資源。當然煤機企業充分利用現有機床產品等設備資源,并不斷改造提升機床的易操作性,提升其功能和精度,不斷滿足較高生產環境的設備要求,提升生產效率,最終實現投入少、效率高、設備應用率高的目的,不斷促進煤炭企業的發展。
3.2數控技術在汽車工業中的應用
近年來,汽車行業的發展可以說是較為迅猛的,汽車制造、零部件加工等等都隨之發展,數控技術的出現,對汽車制造業來說,是一項福利,加快了復雜零部件的制造,減少了人力,提升了效率?,F階段,汽車行業對零部件和車身的要求逐漸提高,為了滿足生產需求以及市場需要,各種機械設備也不斷朝著精密化、自動化的方向發展。例如激光數控檢測技術的應用,激光檢測技術具有精度高、適用性強、可靠性高等優點,比如,激光檢測技術可以應用到測量尺寸上,用激光對汽車的曲軸、凸輪軸、閥座等零件的直線度、長度、垂直度、密度等測量,所有尺寸的分辨率可達1μm,重復精度0.2μm,精確性非常高(。圖二為汽車工業中采用激光技術加工的部分零件表)數控技術應用到汽車工業上,可以提高產品生產效率及產品質量。例如美國Ford汽車公司和Ingersoll機床公司合作研制成HVM800型臥式加工設備,并采用高速電主軸和直線電機,主軸最高轉速為24000r/min,工作臺最大進給達7612m/min,可以理解為不到1s工作臺可行程1m,瞬間完成一個工作行程。在汽車工業的今后發展過程中離不開數控技術,二者的結合會越來越融洽。
3.3數控技術在工業生產中的有效運用
在工業生產的范疇中,機械設備是基礎,主要由控制系統、驅動系統及執行系統構成。在現代工業在生產中,有些生產環境較為惡劣,人工操作難度大,也不能滿足生產要求,造成人力資源浪費,甚至會發生工傷安全事故等等,所以應引進先進的生產技術實現自動化生產。數控技術在工業上的應用,有效地改善了這些情況,生產效率得到了提升,工作人員的人身安全也得到了保障。除此之外,數控技術也具有監管功能,在實際生產過程中,一旦發現操作錯誤,信息就會立刻經過傳感器輸送到控制單元,對錯誤操作進行提示,并采用一定的措施進行保護,從而實現正?;a。
3.4數控技術在機械設備上的有效運用
在機械制造行業中先進的設備居于核心地位,機械設備是機械制造的重要組成部分,是機械制造的靈魂,在機械生產領域的地位是無可替代的,數控技術的發現應用,使得機械制造行業實現了數字化及自動化發展,實現了機電一體化。面對現代機電一體化的要求,機械制造業必須具有具備控制能力的數控機床設備。在機床上運用數控技術,主要依靠代碼,其可以將產品生產的各類數據儲存在介質中,之后發出指令,傳達到控制系統,最終實現對整個機床生產的控制,是電腦機械相結合的產物,通過軟件設置來控制主軸速度變化、選擇刀具、啟動冷卻泵等各種繁雜的操作。數控技術在在機械設備上的應用,促進了各個行業的發展,提升了生產效率,實現了批量化生產,在經濟發展中也起到了推動作用。(圖三為激光檢測系統原理結構圖)(圖三激光檢測系統原理結構圖)
4數控技術在機械制造中的應用的發展前景
數控技術的優越性能在機械制造領域很好的發揮出來,無論是最開始的封閉式技術,還是現代的開放式計算機數控技術,數控技術很好的發揮了他的優越性能。在以后的發展過程中,數控技術也將逐步提高其自動化和智能化的性能,更好的提升工作效率,適應市場需求。數控技術在機械制造中發展應用前期,我們并沒有注重專業化需求,無論從技術上、管理上、人才選取上我們都應專業化,最終實現產品專業化的目的。提升我國制造裝備行業的綜合競爭能力,實現機械設備產業化發展,滿足國家的戰略需求,促進國民經濟發展,實現制造行業飛速發展,不斷提高我國的工業發展實力。
通過將計算機技術、通信技術、傳感技術以及光、機、電等諸多技術與現代制造技術融合在一起,以實現數字化對機械進行加工以及運動工程進行控制制的技術成為數控技術。目前數控技術主要利用事先編制好的程序,通過計算機來實現對設備的控制。因此數控技術具有效率高、自動化程度高、精密度高等優點。數控加工技術的具體加工特點如下:①對于換批加工和新產品的研發,只需通過改變數控機器內的參數便可實現,因此對產品的改良和新產品的研發帶來了很大便利。②縮短加工時間,提高效率。數控技術可以實現一次裝夾完成多道工序的加工。這樣既保證了加工精度又大大縮短反復裝夾浪費的時間。③提高產品品質。利用數控技術可以實現對復雜零件及零件曲面任意形式的加工,這是普通機床難以完成的。④模塊化、標準化加工。通過對數控技術的模塊化設計,可以大大減少換刀時間及安裝時間,從而實現對一種部件的模塊化、標準化加工。
1.2數控技術優勢
現代數控技術融合了計算機技術、電子技術、自動化技術,具有高精度、高效率等特點而日益成為現代機械加工控制技術的發展方向。另外,現代數控加工技術能將各個單獨系統組成模塊形成自動化生產線,從而為實現大批量、高效率、自動化加工零件帶來可能。自動化生產的同時也可以大大降低生產成本。
2現代機械加工中數控技術的應用
數控技術因其優勢而被廣泛使用,也很快得到人們的認可。其在機械加工領域的應用體現在以下方面:
2.1數控技術在工業中的應用
數控系統一般由控制單元、驅動單元和執行單元三部分組成。工業生產中數控技術主要運用在機器設備生產線上,以實現大規模集成化生產。如:傳統工業如食品加工、造紙印刷行業等;以及惡劣勞動環境下如重工業金屬冶煉、化工行業、農藥加工、資源開采等方面。數控技術的應用有助于實現大規模自動化生產,因此在惡劣復雜條件下,數控技術有助于改善勞動條件、減少勞動強度、保障人員安全等優點,再加上數控技術高精度、高效率的特點在兼顧質量的同時保持效率。通過編制計算機程序,來控制計算機發出指令到驅動單元,然后由驅動單元帶動執行機構實現自動化加工生產。通過傳感系統和檢測技術控制零件的加工精度以保證質量,若出現錯誤和故障,傳感器和檢測系統就會發出故障信號給計算機系統,計算機系統控制發出報警信號,并自動控制系統停止工作以保護機器。
2.2數控技術在機床設備中的應用
數控技術在機床設備加工中的應用更是普遍,現代數控技術是機床設備加工工藝實現現代機電一體化組成中不可或缺的部分。數控技術在機床加工中應用是機床加工工藝發生了革命性的變化。首先數控技術對機床加工設備的控制能力發生質的飛躍。如今我們可以控制設備實現對物件任意形式的加工。通過將刀具、工件之間相對位置、主軸、刀具、速度以及冷卻泵的啟停等各種設備按照既定動作編排到計算機上,然后計算機發出控制指令實現對所需要部件的加工。
2.3數控技術在汽車工業中的應用
現代汽車工業對零部件的要求極為苛刻,傳統加工技術已無法滿足現代汽車工業的要求。如今現代數控技術在汽車工業零部件加工和組裝中處于支配地位。數控技術使汽車使得汽車兩大加工中心合為一體,實現一體式流水線自動加工生產,同時數控技術還具有快速控制,使得加工中心具有高速性。這種“高柔性”與“高效率”的結合,不僅滿足了產品更新換代的要求,而且能實現多品種,中小批量的高效生產的特點。數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術和集成制造技術等,在汽車制造工業中得到了廣泛深入的應用。
2.4數控技術在煤礦機械加工中的應用
煤炭在我國能源結構中占有重要地位,尤其今年來采煤業發展突飛猛進。作為采煤業必不可少的設備采棉機決定煤炭企業的效率。采煤業以其復雜環境、惡劣條件使得傳統加工工藝已越來越無法滿足現代采煤業的要求。傳統機械加工難以實現單件的下料問題,而數控技術通過對材料進行切割就很輕松地解決了這個問題,它代替了過去流行的仿型法,使用龍骨板程序對象為采煤機葉片和滾筒,從而進一步優化了套料的選用方案。數控技術在采煤機上的應用優勢體現在以下幾個方面:①切割速度快,提高了采煤效率。數控技術的快速控制使采煤機的快速切割成為可能,切割葉片能在一定時間內完成更多的采集提高了采煤速度。②提高采煤機自動化,降低勞動強度和人工采礦的危險性。自動數控技術在采煤機上的使用不但提高采煤機自動化而且降低勞動強度和危險性。③提高加工質量和效率。數控氣割機可自動可調的補償切縫,一些零件的焊接坡口可直接割出,從而提高了生產效率。另外它允許對構件的實際輪廓進行程序控制,這樣就可以通過調節切縫的補償值來精確地控制毛坯件的加工余量,更好地配置資源,實現最優化生產。
2.5數控技術在兵器工業機械中的應用
傳統兵器工業機械加工已經成熟且自成一體。如果全面更換使用現代數控機床技術,既不經濟又不現實。因此充分利用現有資源將原有加工機床與現代數控技術結合在一起,這樣既可以節省成本又可以提高加工精度以滿足兵器工業機械加工現代化要求。對于加工工藝要求不高的部件我們可以運用傳統機床進行加工生產,對于加工工藝要求較高的部件我們可以運用數控機床進行加工生產,這樣避免了資源的浪費。數控機床以其高精密性、高穩定性、可復制性因此能滿足兵器工業機械加工的規?;痛罅可a。對傳統機床的改造賦予其現代數控技術使普通機床變成了全新概念的數控機床,最終達到投入資金少,方便操作,功能和精度都普遍提高的效果。因此現代數控技術必將為兵器加工工業帶來新的飛躍。
1.1數控機床應用水平低
自我國制造業正式引進數控加工技術以來,制造業的生產水平獲得明顯提升。雖然在日常使用過程中,有基本的數控機床操作規范與維護措施,不過機床本身的精度損失是無法避免的。為進一步提高工作效率,改善生產質量,落實好機床維護保養工作十分重要。此外,由于許多工程并未明確每臺設備的加工精度與加工任務,沒有合理區分粗加工設備與細加工設備,設備資源沒有得到合理安排,不但影響到數控機床的使用壽命,還會大大降低數控機床的生產效率。
1.2操刀頻率與設置不合理
在開展大規模生產活動時,合理選擇換到方式能有效縮短換刀的輔助時間,避免機床嚴重磨損,從而減少機床維護成本,提高機床生產的經濟效益。從目前情況來看,大部分工廠的換到頻率均存在不合理現象,同時,夾具選擇、走刀線路、刀具排列位置以及刀具樹勇順序都沒有具體細化,設計方案明顯存在漏洞,如此一來,機床運行的工作效率自然也會受到影響。
1.3編程程序不符規范
數控機床的運行模式主要取決于計算機的編程程序,計算機編程主要負責控制機床工作步驟。隨著信息技術的不斷發展,計算機編程程序在數控機床加工中獲得廣泛應用,不過不得不承認的是,計算機編程目前仍未達到最理想化的運用程度?,F有計算機編程十分復雜,給系統的調試與操作帶來了諸多不便。也正因如此,數控機床機械技術加工效率始終無法得到提升。
2提高數控機床機械技術加工效率的根本途徑
2.1人員管理方面
2.1.1提高操作人員業務水平
在數控機床加工環節中,操作人員的業務水平直接決定數控機床的工作效率。作為數控機床軟件的操控著,其專業能力與職業素養均將對數控機床的加工效率產生深遠影響。所以,提高數控機床一線操作人員業務水平很有必要。
2.1.2規范數控機床操作流程
相較于普通機床,數控機床的操作流程更為復雜,操作工藝也更加豐富多樣化。為確保加工活動得以順利開展,提前制定好科學、規范的數控機床操作流程很有必要。因此,加工企業有必要在實際工作中,制定規范數控機床的操作流程,要求全體操作人員在工作期間,嚴格按照相關規范執行各項操作。
2.1.3對現有管理模式進行改良
數控機床的穩定運行離不開科學管理,只有提高管理水平,才能充分發揮出數控機床的功能與優勢,為生產加工活動做貢獻。所以,在工作期間,有必要定期對數控機床管理模式進行調整與改良,根據生產加工活動的具體需求以及數控機床的規格、類型、加工工藝等方面,制定不同類型的管理模式,以確保在不同生產加工活動中,不同類型的數控機床能夠得到有效利用。只有實現管理模式的與時俱進,才能更好地提高數控機床設備資源的有效利用率,進一步促進機械技術加工效率的不斷提高。
2.2技術設備方面
實際上,加強對數控機床機械技術設備方面的研究,從技術層面著手是提高數控機床機械技術加工效率的根本途徑。在對數控機床技術設備方面進行研究時,務必要結合數控機床的工作特點,針對具體情況采取具體的應對措施,在考慮到可操作性的同時,加強成本管理,以確企業的整體效益。
2.2.1恒定電網供電水平
數控機床集互聯網技術與機床技術于一體,因此對電網供電系統有著極高的要求。以目前應用范圍最廣的數據機床為例,在電網供電極度不穩定的情況下,該裝置內部的欠壓保護裝置報警系統根本無法發揮出正常作用。從技術可行性與經濟性的層面來看,結合運行中數控機床的在自身特性,于電網系統中設置交流穩壓器是解決該問題的唯一途徑。交流穩壓器的設置,能夠有效避免在高峰或低谷時段供電不穩定現象,從而為數控機床的高效生產創造有利條件。
2.2.2正確選擇合適設備
在數控機床運行期間,操作人員應重視數據機床設備的選型,特別是有關數控系統方面的選型,設備選型是否合理將直接決定數控機床的相關工作能否順利開展。因此,相關工作人員在選擇相關設備的型號時,務必要對工作環境、工作條件、生產需求等多方面因素進行充分考量。此外,為提高數控機床與各相關設備工作的協調性,企業在選購數控機床以及相關設備時,應盡量選擇同一廠家的產品。同一廠家出產的產品有利于工藝之間的鏈接,且為后期維修保養工作減少了許多不必要的麻煩,從根本上解決了數控機床機械技術加工效率低的問題。
2.2.3落實機床維護管理工作
數控機床的管理與維護是確保數控機床得以正常工作的重要前提,也是延長數控機床使用壽命的關鍵。因此,相關工作人員可定期對機床進行維護與管理,通過機床等方式,對數控機床進行維護與保養。另外,部分數控機床運行環境較為特殊,為確保數控機床的應用價值得以充分發揮,務必對機床采取合適的方式進行保養。同時,不同型號的數控機床保養維護方式也不一樣,油的類型與使用方式切不可混淆。只有認真落實好機床維護保養工作,才能有效提高數控機床機械技術加工效率。
1.2在工業中應用在工業中,主要是將數控技術應用在機械設備生產線上。采用編程方法,把需要的指令輸入到了計算機中,然后通過控制計算機實現機械設備遠程自動化控制技術,不再使用人工控制。數控技術具有很高的精確度,在保證了加工質量的同時,還能夠提高生產效率,人工工作的環境也得到了改善。在工業中應用數控機床能夠完成復雜的加工任務,在精度方面也有很好的精確度,在工作效率方面更是比人工操作快速。一旦出現了故障,數控機床的相關傳感和檢測系統,就能夠把故障的相關信息傳輸到計算中,計算機就會停止機床的工作,能夠很好的保護數控機床設備。這樣能夠很大的節省人力資源,讓企業的成本降低。
1.3在機械加工中應用我國科學技術發展非常迅速,不進行數控車床技術的更新就不能跟上時展的步伐。很多的機械制造商已經意識到了先進技術的潛力,不斷地引進先進的焊件。數控氣割技術輕松的解決了單件下料難的問題,在工作的時候,只要保證壓縮接觸面積均勻,就能夠實現很好的密封功能,對于產品的內外環凹凸面加工提供了保證,實現毛坯到成品持續加工。數控技術在機械浮動油封中也得到了很大的應用,能夠將數控鏜銑床編程和現代機械設備進行結合,通過提前編制好齒形子程序,調整結合角度就可以滿足質量的要求。在機械加工中,使用數控車床技術,還能夠提高零件焊接的精度,進行密封,能夠從毛坯到成品持續加工,很大程度上提高了加工效率。
2數控機床增效措施
數控機床加工工藝和加工設備中有一些問題,缺乏數控機床加工工藝的知識庫和數據庫,缺乏加工切削參數,缺乏數字化管理系統和制造系統。數控機床在加工的時候,需要很長的準備時間和等待時間,發生故障之后調試的時間也很長,這些都降低了數控機床的效率。對我國數控機床加工工藝現狀進行認真分析之后,研究出了一些增加數控機床效率的方法。
2.1提高自動化程度數控技術在發展過程中,會逐漸的提高自動化程度,這是數控技術發展的趨勢,也是制造領域的要求。自動化程度加快之后,能夠減少加工的時間,提高加工的效率。經過柔性生產線和柔性制造單元以及復合加工技術,能夠提高數控技術的自動化和連續性,這樣可以有效的降低加工所需要的輔助時間,提高了生產效率。
2.2優化加工過程數控車床加工過程還存在一定的缺陷,通過優化生產加工過程,能夠減少加工準備時間。在加工中,使用先進配套的管理方式、生產技術、機械零件制造執行系統、刀具自動配送、機械設備管理等,能夠增強設備的開動率和完整性,對于數控機床的持續運行和高效管理具有很好的作用。
2.3優化加工設計和工藝數控機床加工工藝需要優化,在保證零件質量的前提下,通過減少加工的時間,提高加工的效率。數控機床使用先進的刀具或者是高性能的數控機械機床等,能夠仿真模擬數控機床的加工,從而優化控制數控機床程序。優化加工工藝和加工設計,能夠提高加工的性能,提高切削效率和主軸的加工效率。
數控技術作為一種高新技術,從實質上而言,其是指利用計算機技術對傳統機械制造技術進行科學的控制,以便保證機械制造過程的安全性,并提高機械制造的效率和質量。在機械制造中,數控技術的應用主要是為了對機械設備的角度、速度等進行合理的控制。與傳統機械制造技術相比,數控技術具備三個優點,即效率高、精度高、柔性自動化。數控技術在機械制造中的應用是以機械自動化為基礎,其也是構成機械制造集成系統的主要部分之一。
1.2原理
在機械制造中,數控技術屬于一種高新技術,而這種技術的應用也是對計算機技術、精密測算、自動控制等綜合使用的重要體現。從結構方面而言,數控技術的主要構成部分是現代數控系統,而要想利用這種系統對不同的機械設備進行控制,論機械制造中數控技術應用孫響英雙峰縣職業中專417700需要依靠存儲程序來實現?,F代數控系統(CNC系統)作為構成數控技術的主要部分,該系統主要包括CNC裝置、輸入和輸出裝置、速度控制單元及軟件等多個部分,而其中最為重要的部分是CNC裝置。CNC系統中的CNC裝置屬于一種特殊的電子計算機,這種裝置的使用是為了利用硬件對軟件的運行進行合理的控制,以便保證軟件的運行效果。在機械制造中,數控技術的應用原理是將機床加工信息輸入到CNC系統中,再經由電子計算機輸出到驅動電路。另外,在數控技術的應用過程中,機械制造人員需要對該過程進行實時控制,以便保證對機械制造過程的控制能夠更加精準,機械制造的質量和效率能夠得到有效的提升。
2數控技術在機械制造中的應用
隨著科學技術的不斷創新,以及機械市場的激烈化發展,數控技術在生活中各個行業也得到了更為廣泛的應用,而這主要體現在以下幾個行業中的應用。
2.1機械設備
在機械制造中,機械設備是基礎條件,但其所起的作用卻極為重要。數控技術在機械制造中的應用可以使機床加工得到更好地控制,而數控機床的應用是指利用數字化方式對機械零件加工工藝的各種信息進行處理,并以代碼的方式對機械制造過程進行管理,以便確保機械制造過程能夠真正實現機電一體化管理。在機械制造中,數控技術的應用是利用計算機對機床進行控制,以使機械制造的精度和效率能夠得到有效提升,并真正實現自動化操作。利用數控技術對機床進行控制的優勢在于零件加工過程比較簡便,不像傳統操作方式那樣復雜,制造人員只要將零件加工信息輸入到存儲程序中,就可以實現自動化操作。由此可以看出,數控技術在機械制造中的應用,不僅能夠提高機械制造的質量及設備的運行效率,也能夠對機械制造過程進行合理的簡化,而這對增強機械設備的可控性有很大幫助。
2.2工業生產
市場競爭的激烈化發展也現代工業生產增加了很大的難度,而對工業生產而言,數控技術的應用可以使機械設備完成機械操作人員在惡劣工作環境下無法完成的任務。同時,數控技術在工業生產中的應用不僅能夠提升機械設備的運行效率,也能夠提高工業產品的生產質量。比如汽車零件的生產由數控機械進行控制,可以有效的提高汽車零件生產的質量。汽車齒輪需要依據設計的圖紙及實驗所得的數據進行生產,利用數控技術控制汽車齒輪的生產,可以提高汽車齒輪的契合度,也能夠提升數控機械生產汽車齒輪的精準度。在工業生產中,數控技術包含的控制單元是由計算機構成,而將工業生產程序輸入數控技術包含的現代數控系統中,并利用計算機將指令輸送給驅動單元,及時檢測指令輸出情況,以便保證工業生產的質量和效率。假如在數控技術應用中,操作人員存在錯誤操作,傳感裝置會及時將信息反饋給控制單元,從而確??刂茊卧軌蚣皶r的采取保護措施。一般情況下,執行控制單元保護措施的結構主要是由機械原件和伺服系統構成。此外,在工業生產中,數控技術的使用不僅能夠減輕機械操作人員的工作壓力,也能夠提高工業產品的生產質量和效率,這對提升工業生產安全性有很大幫助。比如,在汽車零部件生產中,高速電主軸的HVM800型臥式加工中心的轉速最高可達到24000r/min,而工作臺在不到1s行程就可以達到1m,這不僅提高了汽車零部件生產的效率,也在一定程度上增加了汽車制造企業所獲得的經濟利益。
2.3煤礦機械
煤礦開采必須使用的設備是采煤機,而當前煤礦開采所使用的采煤機的改良速度比較快,且具備品種多、批量小等特點,這也代表著采煤機生產技術比較簡單,往往是采用焊件生產。在煤礦機械的焊件下料中,傳統機械制造技術很難得到煤礦機械制造要求,而如今所使用的數控氣割技術是利用龍骨板程序進行采煤機焊件下料,這可以有效的提高采煤機焊件下料的安全性。
數控機械施工需要依托多個技術平臺如數據采集、機械控制、現場定位、三維模型設計等,結合通訊技術對現場資源進行優質整合,最大限度走出時間與空間局限,應用機械實現對施工進度的實時跟蹤管理和施工情況的精準控制。數控機械施工現在普遍應用于各類工程,如公路、礦山、機場、公共工程等,利用智能控制系統與機械相聯合組成智能數控設備完成多個關節的施工任務,并完成壓實與驗收。這種施工技術的應用可以實現分環節、分工序的精確控制與多機械、多標段的高效組合,在專業化平臺輔助應用下完成建設任務。比如昆明機場跑道的水穩施工使用數控平地機即可完成無需掛線,高速公路精加工層施工也無需放樣測量可直接完成。數控機械施工技術之所以能夠發揮眾多優勢,關鍵在于應用GPS或實時動態定位控制技術明確機械位置和狀態,利用傳感器采集數據對三維化模型進行校準,從而準確的操作指示引導施工人員控制機械精準施工。與傳統機械化施工低效率、數據反饋不及時、安全性差、對外部條件依賴高等問題相比,數控機械施工在多種技術平合下可高效完成施工人物,節省時間、人力與成本,提升施工安全性,施工中同時完成質量監控,實現管控一體化,減少返工現象。路基填筑數控施工技術流程如下。路基填筑數控施工技術流程設計數據導入系統,架設定位基站運料車裝、卸料數控推土機將料堆散開,自動調整鏟斗進行物料粗平數控平地機根據設計對比自動調整鏟刀進行精平數控壓路機碾壓,實時顯示所壓區域的壓實度和壓實遍數完成及時提供動態數據。
2數控機械技術應用實踐分析
數控機械技術憑借自身多重優越性能在公路土建施工中得到了普遍應用,我們以某地區高速公路建設中某一標段中300m精加工路段為例,分析下數控機械技術的實踐應用情況。
2.1施工后標高誤差
施工標高數據的對比是可以凸顯施工技術精準性和優越性的一個重要指標。與傳統施工技術標高數據對比,數控機械技術在減少誤差提升精準度方面具有顯著優勢,我們以具體數據來進行分析對比。某高速公路標段內不同方法施工后標高檢測結果對比見表1。從實際數據對比情況來看,應用數控機械技術輔助施工在標高控制方面顯著縮小了誤差,提升了精度與精確性,可見數控機械技術在公路土建施工中優越的控制性能,有助于加強施工管控。表1某高速公路標段內不同方
2.2施工成本與效益
傳統機械施工中,需要數名施工人員進行測量放樁、護樁,不僅耗費人力物力,且需要反復核對確保精準性,對外部天氣條件以來程度較高,且施工人員安全情況缺乏保證,后續工作中還需要人工指導機械就位,反復收集整理數據,工作量大,在面臨工程數據或設計變更時無法及時有效進行調整反饋,甚至可能導致返工。但是數控機械技術則不同,它可通過三維建模和多技術平合應用完成數據整合,無需放樁即可進行是施工,不僅顯著提升了施工效率,節省了人力物力與資源,保障施工人員人身安全,且在地誤差高精度控制下,還能夠實現數據的實時采集、自動控制,在施工過程中完成進度控制與質量控制,動態監控全程,實現一體化施工,無論是施工成本還是施工效益都有切實保障。為進行直觀有效對比,我們以高速公路某路段為例進行施工試驗,對比施工成本和施工效益,數控產品選擇美國Trimble公司GCS900系統,在長為300m的精加工路段分別應用傳統施工方法和數控機械施工技術各施工150m,對比施工效率、施工誤差、施工成本。兩種施工模式施工效率、施工成本對比見表2。結果顯示,數控機械施工可顯著提升施工效率,降低人力物力等成本投入,施工效益好。人力投入的減少并未影響施工數據收集,既避免了施工人員對機械施工的干擾,降低安全隱患,同時節約人力和成本投入,二者成本上的顯著差異證實了數控機械施工的優越性。由此可見,廣泛使用并推廣數控機械施工能夠加快施工進度,提升施工效率縮短工期,降低成本投入,帶來可觀的經濟效益。
2.3應用實例
目前數控機械技術已經廣泛應用于國內多個公路項目建設,比如江西省昌西南連接線TJ合同段引進數控機械化設備天寶GCS900系統,應用于超寬路基平整施工。傳統路基平整施工方式要耗費大量人力、物力和時間,樁與樁之間的精度較難保證,未解決以上難題,數控機械系統被引入基建施工,以美國天寶GCS900系統為主,集成了精準定位技術、通訊技術、機械控制技術、計算機技術、SPS930全站儀、MT900靶標、車載電腦、傳感器、電臺、光棒指示及液壓/電源模塊數字設備,實現了一體數控機械化施工,在路基平整中可以做到了無樁化施工,避免了施工過程中人為因素而造成的誤差。在公路工程施工運用過程中,數控機械化施工產生了節約時間、節約成本帶來的經濟和社會效益,控制了施工的質量和精度,減少了作業行程和運營成本,并且低碳環保,數據永久保存,便于管理,為后續的道路維護養護提供相關資料。數控機械化施工技術的引入,為公路土建施工建設提供了有力的技術保障,較之傳統施工方法,至少提高效率(縮短工期)35%以上,是成功的應用范例,值得在公路土建領域大力應用推廣。
(1)數控技術的便利性是多方面的展現與傳統制造業相比,數控技術的應用就很好地減少了機械制造中繁復的工藝流程,通過這種減少工藝流程的方法之后,那么數控技術的便利性就會完全展露無遺。
(2)數控技術在機械制造中的發展應用還能夠改變機械制造中的加工工藝參數,改變了機械制造中的加工工藝參數之后,我們的機械制造將會更加的便利。
2數控技術的高效率
(1)數控技術在機械制造中的發展應用能夠實現一次裝夾工件完成多道工序的加工,從而能確保加工的精度和減少輔助的時間;
(2)數控技術在機械制造中的發展應用能夠高質量的完成普通機床難以完成的復雜零件和零件曲面形狀的加工;
(3)在我國機械制造產品的穩定性和可靠性存在一定的問題
再加上網絡化程度也不夠普及,只用于一些簡單的程序數據傳輸,就串口通訊技術來說,網絡數字化水平不高,集成化和遠程故障的排除能力較弱。總而言之,數控技術在我國機械制造業的應用上還不是很成熟,需要投入更多的人力和財力,加強相關方面的技術人員的培訓,不斷地吸收新技術的同時,真正做到將技術成果實踐于實際操作中。
二數控技術在機械制造中的實際應用探究
1數控技術在機床方面的實際應用
在機床的數字化作用下對于刀具以及機械的部件以及主軸的變速等等都是由數字來進行操作,只需要在對機械的一些零部件加工之前由編程人員把零部件的相關程序進行編程,而后再通過程序的載體,在這一過程中如果是想改變對機械的零部件加工只要在電腦系統的程序中進行修改,輸入新的程序即可,這對于傳統的人工調整有著很大的方便性,在效率上得到了提高。
2數控技術在汽車機械制造中的實際應用
在我國的經濟得到穩步上升過程中人們的生活水平也隨之得到了很大的提高,在對產品的消費方面需求愈來愈大,在這一市場激烈競爭的背景下數控技術就有著其重要的作用,數控技術在汽車機械制造中得以應用能夠在質量上以及效率上都能夠得到有效的提高,對于汽車的零部件的加工以及新產品的研制都有著很好的效率提升,從而也把汽車機械的零部件加工向著集成化以及規?;姆较虻玫搅税l展。
3數控技術在煤礦機械制造中的實際應用
(1)當前的煤礦產業的發展中對于采煤機械的要求也已經愈來愈高
在實際的采煤環境制約下采煤機的種類也比較的多,并且都不是大批的進行生產,這就給采煤機械的制造有了很大的困難,對于傳統的機械制造的技術在采煤機的單件下料問題上得不到很好的解決,而數控技術的應用可以通過龍骨板程序進行下料,對于在套料的選用方案上起到了很好的優化作用,在效率提高的同時,在對機械的零部件生產過程中的精確度也有了很好的保障。
(2)在數控技術得到了一定程度的發展的同時
也應當清醒的看到一些不足之處,在長期的發展過程中,我國的數控機床還處在一個低檔膨脹和中檔發展遲緩以及高檔進口的這樣一個局面,在我國的一些重要的工程方面的應用上還是依靠于進口的設備和技術來完成,從整體的發展上來看,我國在數控技術上的水平以及精確度和質量、性能和其他國家相比還處于比較落后的階段,在自主創新能力方面還不夠,在自主產權的操作系統方面還比較的缺乏。
數控機床使用計算機嵌入式系統,能夠在計算機上遠程控制和定位工作臺,還具備了和數控機床匹配的功能模塊結構,很大程度上提高了工作的效率。對固定工件進行位置處理,能夠保證程序正常運行。使用數控機床的時候,把每個坐標軸移動分量傳送到驅動光源中,這樣機床的切削運動就可以按照編制的路線進行。使用裝置中的插補功能進行數據的記錄,控制系統把數據信號傳送到控制裝置中從而進行管理。中央處理器分析數據信息,讓每個部件都可以正常運轉,對零件進行精密加工處理。數控機床使用的是數字信息控制運動過程和機械加工。設定編程程序,讓編輯好的程序控制設備。所以數控技術極大的提高了機械加工的設備的靈活性,促進了加工機床的發展。在制造行業中,數控技術已經是加工的主體,數控技術的高低直接關系到產品的質量。
2數控技術在制造行業應用
2.1在機床設備中應用
數控機床是現代機電的重要組成,能夠有效的提高制造業的工作效率。數控機床的應用改變了原來的零件加工方式,能夠使用數字化技術處理零件的加工工藝,使用編程指令,讓人工操作得到了取代,提高了加工效率。在機床設備中應用數控技術,能夠讓生產工序和各項設備有機配合,不再調整機床工作臺的位置,能夠實現復雜零件的加工。
2.2在工業中應用
在工業中,主要是將數控技術應用在機械設備生產線上。采用編程方法,把需要的指令輸入到了計算機中,然后通過控制計算機實現機械設備遠程自動化控制技術,不再使用人工控制。數控技術具有很高的精確度,在保證了加工質量的同時,還能夠提高生產效率,人工工作的環境也得到了改善。在工業中應用數控機床能夠完成復雜的加工任務,在精度方面也有很好的精確度,在工作效率方面更是比人工操作快速。一旦出現了故障,數控機床的相關傳感和檢測系統,就能夠把故障的相關信息傳輸到計算中,計算機就會停止機床的工作,能夠很好的保護數控機床設備。這樣能夠很大的節省人力資源,讓企業的成本降低。
2.3在機械加工中應用
我國科學技術發展非常迅速,不進行數控車床技術的更新就不能跟上時展的步伐。很多的機械制造商已經意識到了先進技術的潛力,不斷地引進先進的焊件。數控氣割技術輕松的解決了單件下料難的問題,在工作的時候,只要保證壓縮接觸面積均勻,就能夠實現很好的密封功能,對于產品的內外環凹凸面加工提供了保證,實現毛坯到成品持續加工。數控技術在機械浮動油封中也得到了很大的應用,能夠將數控鏜銑床編程和現代機械設備進行結合,通過提前編制好齒形子程序,調整結合角度就可以滿足質量的要求。在機械加工中,使用數控車床技術,還能夠提高零件焊接的精度,進行密封,能夠從毛坯到成品持續加工,很大程度上提高了加工效率。
3數控機床增效措施
數控機床加工工藝和加工設備中有一些問題,缺乏數控機床加工工藝的知識庫和數據庫,缺乏加工切削參數,缺乏數字化管理系統和制造系統。數控機床在加工的時候,需要很長的準備時間和等待時間,發生故障之后調試的時間也很長,這些都降低了數控機床的效率。對我國數控機床加工工藝現狀進行認真分析之后,研究出了一些增加數控機床效率的方法。
3.1提高自動化程度
數控技術在發展過程中,會逐漸的提高自動化程度,這是數控技術發展的趨勢,也是制造領域的要求。自動化程度加快之后,能夠減少加工的時間,提高加工的效率。經過柔性生產線和柔性制造單元以及復合加工技術,能夠提高數控技術的自動化和連續性,這樣可以有效的降低加工所需要的輔助時間,提高了生產效率。
3.2優化加工過程
數控車床加工過程還存在一定的缺陷,通過優化生產加工過程,能夠減少加工準備時間。在加工中,使用先進配套的管理方式、生產技術、機械零件制造執行系統、刀具自動配送、機械設備管理等,能夠增強設備的開動率和完整性,對于數控機床的持續運行和高效管理具有很好的作用。
3.3優化加工設計和工藝
數控機床加工工藝需要優化,在保證零件質量的前提下,通過減少加工的時間,提高加工的效率。數控機床使用先進的刀具或者是高性能的數控機械機床等,能夠仿真模擬數控機床的加工,從而優化控制數控機床程序。優化加工工藝和加工設計,能夠提高加工的性能,提高切削效率和主軸的加工效率。
2、煤礦機械數控機床的設計
應綜合考慮系統應用的場合,所需控制的對象以及對系統提出的基本要求這些因素之后,再選擇使用合適的CPU。8088,8086,80386,8098,80286,8096等16位機的CPU是目前我國常用的CPU芯片。有時候也選用8位機的CPU,例如8080,8031,Z80等。應用于普通數控機床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51單片機。選擇它們主要是看重了配套芯片比較廉價,而且實用性和普及都是很強的,此外,對于它們的制造和維修也都是很方便的。這些特點使得它們完全符合改造需求。電氣控制系統的目的就是為了滿足被控對象工藝,有效的促進產品的質量和生產效率的進一步提升。在設計PLC控制系統的過程中,要按照下列原則進行。一、堅持完整性原則,也就是說,要確??梢詽M足工業生產過程和機械設備的需要。二、經濟性原則,就是產品一經設計出可以做到簡單實用。三、可靠性原則,就是PLC控制系統在設計完成后可以穩定可靠的運行。四、發展性原則,就是對現在已有的生產工藝進行全面的檢查后給未來的發展留出一定的空間。通過機床的傳動實現不同的工件在不同的速度下運行時的協調。傳動的性能會對零件的質量和生產效率產生很大的影響,在設計中還要考慮其經濟性,利用原來的電動機拖動機床的傳動,達到機床的正常高效率運行。在加工的設計中,考慮到變換了切削轉矩以及機床電壓,會使得電機轉速也發生變化,使得生產精度提高,其影響會直接反應在零件的表面生產。在主軸的設計中應加入變頻調速系統,用來完成機械換擋。傳動系統主要是將接受系統的指令傳輸給傳送系統需要進行工作的部分。驅動系統會根據指令進行相應設定的工作,之后會進行機械的加工處理,從而生產出符合規定要求的零件。對于精度要求很高的參數設置需要依據傳動要求進行相應的設定,同時,開環控制是對驅動系統進行改造的過程中不可缺少的環節。當現代機床與傳統的進行比較時可以發現,現代機床具有更高的穩定性,而且自身發生故障的可能性越來越低,工作中出現的故障也大多是由于人為操作失誤所引起。數控機床都是由機械和電氣等多方面的程序構成,維修人員要從內到外仔細的檢查,最大限度的排除因為隨意的卸載造成的機床性能降低。此外,對于參數的設置也要能夠起到將滾珠絲杠螺母副之間的軸向間隙減小甚至消除的作用,這樣的操作可以更加有效地提高傳動的剛度。在設計中,對數據庫的整理也是很有必要的,它是遠程數據庫的基礎,網絡數據庫是將數據和資源實現共享的核心技術,然后經過本地計算機的處理完成數據的存貯和查詢。
3、煤礦數控機床伺服系統設計
數控機床的伺服系統有三種,即開環,半閉環和閉環三種。其中閉環的控制方案的優點很多也很突出,閉環的系統的機床精度很高,在補償機械運動中的誤差小,能減小甚至消除干擾與間隙等因素對精度的影響。但是閉環系統的機構較其他系統復雜,使用技術難度較大,對該系統的調試和維修困難,再有就是生產的造價高,在實際的生產過程中使用閉環的控制系統沒有太大的必要性。ActiveX的其實就是一個開放的平臺。其工作內容就是給程序的開發人員和用戶,還有Web生產廠商提供在互聯網創建程序集成過程中的方向。ActiveX服務器控件能把所有的能執行的代碼還有程序融入到該服務器系統之中,并嵌入到Web中,讓用戶能通過網絡就能得到想要的程序,不需要遠程的客戶端就能進行遠程的執行。
作者:惠延嶺 單位:鄭州市國防科技學校
在數控加工中,通常粗精加工一次完成,說以粗精加工有時候放在一個工序中,所以和普車有很大區別。學習機械加工工藝文件要加工工藝參數為重點。在數控教學教學中,由于課時少,設備少,教學往往過于強調指令的學習,對于加工工藝參數的學習幾乎沒有。加工藝參數是零件質量的重要保證,提高學生對選擇合理的工藝參數學習是不可缺少的,切削用量不僅是機械加工必須確定的重要參數,而且其數值合理與否對加工質量、加工效率、生產成本等有著非常重要的影響。生產實踐表明,靈活應用切削用量,在加工中有著重要的意義,能大大地提高工作效率,提高學生對機械加工工藝文件的加工工藝參數學習是提高學生技能的保證。
機械加工工藝文件的學習是滿足現代企業的需要,有助于學生對機械加工知識有一個系統學習和提高,畢業后才能較快地入到企業的生產活動之中,在日常的教學中,加強機械加工工藝文件是系統地學習和指導作用是要培養學生的獨立分析及解決問題的能力,從而,全面提高學生車工實習教學質量和教學效果。機械加工工藝文件對有助于數控實習合理安排。機械加工工藝文件是在具體的生產條件下,把較為合理的工藝過程和操作方法,按照規定的形式書寫成工藝文件,經審批后用來指導生產。將工藝文件的內容,填入一定格式的卡片,即成為生產準備和施工依據的工藝文件。總的來說,工藝流程是綱領,加工工藝是每個步驟的詳細參數,工藝規程是某個廠根據實際情況編寫的特定的加工工藝。通過工藝文件的工藝流程可以科學的安排實習教學,對實習教學有很大的指導作用。機械加工工藝文件對有助于學生分析、解決問題能力的提高。在實習中,學生根據機械加工文件的要求獨立完成實習任務,對學生知識和技能的全面提高有指導作用。從工具、量具到刀具的選擇必須自己解決,零件雖然簡單,但需要磨外圓刀,鏜孔刀、端面刀,及相應的鉆頭、量具等工具的準備,還要自己根據加工工藝選擇加工順序,選擇切削用量等,如果沒有扎實的基本功和獨立的工作能力,想加工出來,也是不可能的。顯著提高有獨立分析解決問題的能力,機械加工工藝文件在車工實習中有助于學生對零件的作用及工作條件、表面幾何特征及組成、表面質量、材質性能方面的技術要求、結構工藝性、機加工方法達到結構要求的難易程度等進行正確的分析,以明確加工的內容及要求,從而正確地選擇加工方案,確定加工順序、走刀路線、選擇合適的機床、設計夾具、選擇刀具,確定合理的切削用量等,能提高學生知識把握的全面性。
機械加工工藝文件對安全隱患有指導作用,實習存在學生分布廣、實習場地情況各不相同等特點,首先要做到嚴格遵守實習安全操作規程,包括安全事故隱患、設備使用與維護的問題以及預防是車工實習教學管理的重中之重,一旦學生出現安全事故,將對學生、家庭、學校造成嚴重的影響。因此,教師教育學生執行安全操作規程,加強學生安全、守紀、順利地完成實習任務是不容忽視的。機械加工工藝文件中工藝參數的選擇,和工件裝夾和走到順序為實習安全提高保證。機械加工工藝文件在科學合理的規定工藝順序,加工工藝參數,時間定額等多方面內容,是科學合理安排加工重要依據,是按現代企業要求進行的,有助于學生的安全。