张龙 数控技术在机械制造中的应用与发展.doc

数控技术在机械制造中的应用与发展张龙200709233907机制3班数控技术在机械制造中的应用与发展摘要：随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧，传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大，产品交货质量和成本要求的提高，要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界元素的适应能力以及产品适应市场的变化能力，就需要我们能利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应用干机械制造行业。将机械设备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新的水平。从而满足现代市场的竞争需求。关键词：机械制造 数控技术 发展趋势1数控技术及其特点数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术，计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术，具有高精度，高效率、柔性自动化等特点。目前它是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。总的说来可将其特点概括为以下几个方面：(1)能方便地改变加工工艺参数，因而利于换批加工和新产品的研制。(2)可实现一次装夹工件完成多道工序的加工，从而能确保加工精度和减少辅助时间。(3)能高质量的完成普通机床难以完成的复杂零件和零件曲面形状的加工。(4)采用模块化的标准工具，既减少了换刀和安装时间，又提高了工具标准化的程度和工具的管理水平。当然，随着微处理器的发展以及现代SOPC技术的发展，无论从机械加工的生产技术发展还是从机械设备的维修检测以及集成程度的层次上，都势必有极大程度的提高。而我国现代数控技术的发展尚处于对国外产品的模仿阶段，缺乏技术创新。这不仅是对引进技术的消化不够，更重要的在于我们缺乏完善的技术创新环境和应有的创新机制。另外我们产品的可靠性和稳定性不高，网络化程度也不够，目前主要用于NC程序传送，串口通讯技术，其集成化、远程故障排除、网络化水平有限。所以，我们在数控技术的研究和应用上还有很长一段路要走，我们翘首以待中国的DNC(数字制造)技术能早日到来。2数控技术在机械制造中的应用21数控技术在机床上的应用机械设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，主轴变速、刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。22数控系统木材加工方面的应用目前主要的CNC木材加上设备种类有：数控镂铣机，基本功能是三轴连动，具有多个(16)高速主轴电机，每个主轴即可单独工作，又可以任意组合或同时工作，可实现多个工件同时加工。具有效率高的特点，数控加工中心，根据功能可实现三轴联动、四轴联动或五轴联动，具有2套能够自动更换刀具的高速主轴电机和可装有众多刀具(含有加工单元)的刀库，每个主轴即可单独工作又可同时工作，可自动快速更换刀具，机械手控制的缩放雕刻机，一般具有2一l 6个刀轴，能对平面或圆柱面进行批量的比例缩放雕刻全自动操作的机器人雕刻机，能对固定不动的工件进行表面雕刻并联式(杆件系统)运动机构的数控加工中心，是一种全新的机床，对板材加工没有任何限制；数控带锯机，基本功能是-二轴联动，是针对板材的曲线加工，提高了板材的利用率；数控多排钻，实现加工数据输入，钻排的自动定位，以提供工件精度和工作效率；数控仿形磨机，能进行刀具或图纸的图像采集，矢量化处理，数据标定，Nc指另生成及刀具刃磨加工；数控板材下料锯，具有压梁、先导锯和自动板材进料装置，所有的板材下料均通过按键存储，在线数据输入和板材下料最佳优化编程令自动喷漆系统，能对固定或移动的工件进行表面的喷涂。23数控系统在工业生产上的应用工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。丰要运用机器设备的生产线上，比如装配、焊接，喷漆等方面。或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下，完成人类难以完成的工作，比如深水作业、太空作业等。它可以模拟人手或者腕等动作通过程序完成对构件的搬运、抓取等动作。很大程度上改善了劳动条件，保证了生产质量和人身安全。尤其在汽车批量装配、喷漆或者大型集装箱的安装，搬运等方面起到了不可忽视的作用。在实际操作中，控制单元是由计算机系统组成，它好比人的中枢神经，指挥机器人按照写入内核的程序向驱动单元发出指令，完成预想的操作，同时同步检测执行动作，一旦出现错误或发生故障，由传感系统和检测系统反馈到控制单元，发出报警信号和相应的保护动作。而执行机构是由伺服系统和机械构件组成。有动力部分向执行机构提供动力，使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作。24数控系统在采煤机制造方面的应用现代采煤机开发速度快，品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。例如在采煤机摆线齿形的销轨轮，其切槽较深，加工余量大，普通铣床的加工余量不均匀。而数控铣床可解决这一问题较精确的控制。气割后在进行安全退火，改善了构件的组织和韧性。不但提高构件质量也降低了能源的无用浪费。在切削加工方面的应用，可实现形状复杂、精度要求高的零件加工。在采煤机浮动油封的结构中，使用时要求内环的凸曲面与外环的凹曲面的密封圈各处压缩量相等。压缩接触面积均匀，才能满足密封的功能，因此内外环凸凹曲面的加工精度直接影响密封的可靠性。用数控机床编程加工，较容易的保证其曲面精度，满足浮动油封的使用要求。此外，在采煤机减速机构中，其行星架等分孔的等分精度几每行孔的同轴精度都直接影响整机的传动精度和使用寿命，在加工中心上加工行星架，不仅保证了图样的精度要求，同时加工效率也很高，是用坐标镗床加工的58倍。在无链牵引的采煤机行走机构中，驱动轮和摆线销轨轮，参数采用的都是大模数(大于等于25)少齿数(z小于l7)。在加工时，受齿轮加工机床和齿轮刀具所限，难以实现范成加工或仿行加工，用数控镗铣床编程加工比较容易实现，大大减少了生产投入和工艺准备时间。目前，所有采煤机种大模数少齿数的齿轮一般都是用数控镗铣床编程加工的，编出加工一个齿形的子程序，利用角度偏置或坐标旋转编程功能，加工其余齿形。精度满足使用要求，加工效率比较高。三大机壳的加工一直是采煤机制造业中的关键，加工效率及精度直接影响到采煤机的制造周期和使用寿命。现代采煤机结构大都是多电机“分控横摆”在每种机壳上都有电机安装孔，此类孔孔径比较大。另外再加工牵引壳体端面的对接孔时，由于另一端是耳子与截割部摇臂相联，只能卧式加工。在坐标镗床拉坐标加工20多个孔，加工效率很低。用数控机床编程加工效率可提高47倍，而且用同一个加工程序，另用镜像功能可以加工左、右牵引机壳及其与其联接的中间箱体两端面上的对接孔，逼近效率高，精度也很高。随着采煤机产品开发的种类增多。新的工装胎具数量也相应增多，生产投入增加，制造周期也长。利用数控机床编程加工可替代一些胎具工装，如在机壳上使用数量较多的钻磨胎具等。减少很多胎膜具的设计与制造。对数控机床加工替代不了必不可少的工装，可用数控机床来加工此类工装，缩短了工艺准备时间。数控机床的充分使用，大大的提高了加工质量，减少了生产的投入，缩短了制造周期。数控机床具有高速切削加工的设备基础，特别是在采煤机市场竞争日益激烈的情况下，如何提高制造质量和加工效率，增强竞争力，更多的占有市场份额，应用先进的制造技术是立足之本。在压力加工技术方面，在热压力加工范围内。数控系统在热态成型方面起着越来越大的作用。在液压锻造压力机上装上数控系统，能够达到较高的工作速度，提高了生产率，缩短了每件加工时间，降低了能耗，锻造精度高压力机的经济性得到明显提高。总之，以上所举只是罗列了常见的数控系统在机床的设备制造上的典型应用而已，在这里只是希望大家能了解数控机床在各个行业的广泛应用，起到一个抛砖引玉的作用3结语总之，数控技术是实现机械制造自动化的关键，直接影响到国家工业的发展和综合国力的提高。以数控技术为核心的机械设备的生产和应用已经成为衡量一个国家技术水平和战略地位的重要标准。因此广泛采用数控技术应用于制造业，无论从战略角度还是发展策略，都是我国实现工业经济大国必须要大力提倡和广泛发展的。参考文献l南生春，傅万四浅谈数控技术在木材加工机械上的应用J木材加工机械，2004(01)2孙荣创数控技术及装备的发展趋势及策略J中国科技信息，2006(12)3陈光明基于数控加工的工艺设计原则及方法研究J制造业自动化，2005(09)4马岩中国木材工业数控化的普及J木材工业，2006(02)5周玉成，程放，詹新生，范留芬，安源数控木材加工系统的设计与实现J木材工业，2004(01)