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数控技术在机械加工中的应用分析与发展历程

2018-05-16张天翼周龙

科学与技术 2018年19期
关键词:数控技术机械加工自动化

张天翼 周龙

摘要:我国科学技术在这些年的发展之中不断提升,机械加工行业也取得了巨大进步,数控技术在其中发挥了重要的作用,应用优势不断呈现,不仅大幅度提高了机械加工的效率和精度,还提升了其自动化水平,有力推动了机械加工行业的快速发展。本文对数控技术的应用与其发展过程进行了简要分析。

关键词:机械加工;数控技术;效率;自动化;发展

引言

在当今机械加工发展当中,数控技术在我国已经有了较长时间的发展历程,并得到了广泛的应用,该技术具有多种特点,并熟练运用于各种领域。数控技术的运用实现了自动化生产,所以将数控技术运用于机械加工行业之中,可大大提高国家的生产力水平,也促进了我国机械制造行业的发展,促进我国的工业实现全面现代化。

1.数控加工技术在机械加工中的应用分析

在现阶段,数控加工技术在机械制造行业中的应用十分广泛,对机械加工生产的影响深远,加大数控技术的应用,也能促进我国制造业的发展。

1.1数控技术的特点

(1)加工产品质量高

通过数控技术的应用,可以对多种形式的曲面进行加工,成功解决了复杂曲面结构在普通机床上无法加工的难题,数控技术可以实现零件等更高精度的加工,使得机械产品更加多样化,也使得产品质量大大提高。

(2)耗时短,效率高

数控加工只需要对加工产品进行编程,然后进行一次装夹,就可完成多道工序的加工,大大缩短了加工时间,提高了生产率。

(3)加工形成模块化

在设计和生产中,数控技术逐步对其进行模块化设置,大大减少了换刀安装等时间,从而使加工产品的质量和精度稳定。

1.2数控技术的重要作用

(1)有利于提高机床的控制力

数控技术的运用可提高机床自身的控制力效果,由于机床上的设备是通过数控来进行自动控制,因此使机床的加工性能达到了最大程度的发挥,提高了机械加工质量,从而获得更大的收益。逐步提高数控技术的水平,也大大简化了机床设备的操作,使工作效率进一步提高。

(2)有利于推动制造行业往更高水平的發展

数控技术对我们人类制造业的发展有着非常重要的影响,将此先进技术应用于制造产业当中,使得市场上有了更加多样化的产品,也为一些复杂的机械产品等提供了技术保障。此技术的诞生,提高了生产效率,从而提高了收益,这也推动了数控技术往更先进层面的发展,进而提高了全球制造行业水平。

1.3机械加工行业中数控技术的运用

(1)现代各种机床设备领域

机床中数控技术的应用十分广泛,机床设备在机械加工的过程中是一个最基本的使用工具之一,它在其中的应用程度在一定层面上也反映了一个国家制造业的发展状况。数控技术的运用需与计算机技术紧密结合,将控制装置与计算机相连,使机床实现自动化,并在整个加工过程中起监控和指导作用,这不仅使加工在可控制的范围之内,也使机床对零件的加工更为精密,效率大大提高。

(2)汽车工业领域

近年来,我国的工业技术不断进步,促进了经济的快速发展,人们的物质生活生活水平也逐步提高,这也极力推动了汽车工业的蓬勃发展,汽修行业对汽车零部件的需求量也日益增加,仅靠过去通用的制造方法已满足不了市场需求,所以数控技术在此领域起到了重要作用,数控加工可实现大批量的汽车工业生产,尤其对于内部的一些复杂精密的零部件加工,而且效率高,质量好。汽车制造是我国经济的一个重要组成部分,数控技术的广泛应用也提高了国产汽车的综合竞争能力。

2.数控技术的发展历程

2.1世界数控技术历史的发展

数控机床的研制最早是从美国开始的。20世纪40年代,首台数字电子计算机的出现使数控机床的出现成为可能。1952年,世界上第一台用专用电子计算机控制的三坐标立式数控铣床诞生于麻省理工学院(MIT),经过改进于1955实现量产,但由于成本原因只限于在航空工业中使用。1960年开始,德国、日本、中国等国家都相继投入到开发,生产和使用数控机床的行列中来。

普遍认为,数控技术的发展到目前为止经历了2个阶段和6代的发展。

第一阶段的数控系统为硬件数控(NC),分别为采用电子管的第一代(1952—1959年),采用晶体管分离分离元件,出现自动换刀的数控机床,称为加工中心,使数控装置进入到第二代(1959—1965年),采用小、中规模集成电路的第三代。

第二阶段的数控系统称为计算机数控(CNC),也称软件数控。分别经历了采用大规模集成电路的小型通用计算机数控系统为第四代,之后微处理器开始用于数控系统,数控系统发展到第五代(1974年开始),1990年,出现了基于个人计算机(PC)为平台的数控系统,使数控系统进入到第六代。

2.2国内数控技术的现状

自上世纪六十年代开始,我国便开始了数控技术的研究工作,经过几十年的努力,我们在国内许多高校都开设了数控技术专业,在数控技术发展上取得了很大的成就,特别是在通用微机数控领域,以PC平台为基础的国产数控系统,已经走在了世界前列。但是我国数控技术的现状还是存在着很大的问题,例如加工精度不够,技术创新能力相对较弱,市场占有率低等。在当今的数控技术领域,市场基本被SIEMENS和FANUC两家公司占有,我国自主的数控系统面临着极大的挑战,很多方面与世界的主流先进技术还存在很大的差距。

因此,我们当前要将可持续发展应用到数控领域中,结合我国的基本国情,走符合我们中国国情的基本数控技术发展道路。

2.3数控技术未来的发展趋势

(1)高速、高精度的数控机床

在当今数控技术领域,效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。在轿车领域,对于车辆加工的速度需求就显得尤为突出。根据乘联会的零售数据,2018年,上汽大众和一汽大众的销量总和超过了400万辆,2018年销量最高的轿车为46.76万辆,这是一个什么概念呢?年产30万辆车的生产节拍是40秒一辆,而销量最高的轿车在此基础上还要提升一半,这对于一条生产线来说是极大的挑战,对生产线数控技术加工的速度和精度有着极高的要求。

(2)智能化的发展趋势

智能化是通过聚集各种智能技术,使智能设备像人一样具有处理各种问题的能力。随着科技的发展,错误率低运算速度快的智能机器必将代替绝大部分人工。智能化的优势性主要体现在以下几个方面:第一,智能化可以极大的提高机床的计算速度,提高机床的工作效率。第二,智能化系统的应用使机床就算出现较大的误差也能够根据系统自身的运算补偿回来,从而减小误差。第三,智能化能够极大的简化操作步骤,减轻人工的压力,从而节省人力成本。

3.结束语

当前我国正处于社会主义初级阶段,主要矛盾为落后生产力和人民日益增长的物质文化需求的矛盾,因此,提升我国的综合生产力便尤为重要。生产力的发展离不开数控技术的支持,只有数控技术发展起来过后,我们才能极大的提高生产力,提高硬件的加工精度,提高我国的制造力。随着我国的数控技术的高速发展,中国制造必将媲美世界先进生产制造技术,赶上当今世界的发达国家。

参考文献

[1]周利平.数控技术基础.西南交通大学出版社.2011.

[2]图说汽车.2018年全国汽车销量排行榜.易车网.2019.

[3]宋韬.我国数控技术的发展现状及发展趋势[J].山东工业技术.2016(17):29-30.

[4]王彩霞.数控系统与数控机床技术发展趋势[J].新技术新工艺.2010-04-25.

作者简介:张天翼(1997—),男,四川省自贡市,本科,西华大学,机械工程学院,机械设计制造及其自动化专业。

周龙(1998—),男,四川省宜宾市,本科,西华大学,机械工程学院,机械设计制造及其自动化专业。

(作者单位:西华大学 机械工程学院)

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