基于数控技术的机械加工机床研究

2012-12-30刘宏秋

中国新技术新产品 2012年10期

刘宏秋

（北方重工矿山冶金设备公司设计所，辽宁沈阳 110141）

随着机械制造行业的发展，机械加工的技术也越来越广泛，利用数控技术已经成为不可阻挡的趋势。数控用技术是机械制造业自动化生产的一种模式，其利用更加先进的工艺与设计来完成产品的生产制造，其中数控技术就是机械加工自动化的重要技术。既能保证产品的质量，随着计算机技术的不断发展，传统的机械加工技术已经不能满足现在的生产速度。数控技术需要结合计算机，又能提升制造加工效率。按事先存储的控制程序来执行对设备的控制功能，计算机技术是数控技术的核心，其对于数控技加工的编程与设计都发挥了重要的作用。

1 数控技术的原理

1.1 基本概念

数控技术是用数字信息，给现代机械加工带来了很大的帮助，对机械加工和运动过程进行控制的技术。数控技术不仅包含了传统的机械制造技术、传感检测技术和网络通信技术、计算机技术、光机电技术，而且它还拥有属于自己的先进技术，预先编程后利用编程好的控制程序实现对设备的控制功能，数控技术还促使了CAD、工程化方向发展。数控技术主要是采用计算机控制，数控技术是电子计算机技术、数字控制技术、数控工艺和数控程序编制、软件的开发与应用等多项技术的综合，这样就增强了机械加工的灵活性并且提高了设备的工作效率。之后由于微电子技术的迅速发展，也就是说数控技术已经成为了先进机械加工的主体。数控系统的性能有了极大的提高、功能也不断的丰富，在先进数控技术的背景下，机械加工的不同领域也得到了不同的发展需求。

1.2 工作原理

CNC装置不仅配备了计算机的结构外，硬件和软件是CNC装置的主要构成，这些是支撑CNC装置正常运行的基础条件，也具备与数控机床功能相匹配的功能模块结构和接口单元。可利用计算机对其进行操作调控，从而达到高效率的加工生产。则除了要对工作台加以定位之外，也需要做好工件位置的固定处理，保证了所编制的程序能正常执行。最为关键的是控制刀具相对于工件给定速度沿着指定的路径运动，CNC装置的工作原理是利用输入设备输入机床加工所需的各种数据信息保持切削运动朝着编制好的路径进行。把各个坐标轴的移动分量传输到对应的驱动电路，经过转换、放大，驱动伺服电机，这些都要靠CNC装置的插补功能。带动坐标轴运动，CNC装置本质上属于计算机控制的数控装置，然后将数据信号反馈到控制装置里，这样便能保证各项数据指令的正常处理，维持了有序的加工生产秩序。数控系统按照零件轮廓线型的有限信息，对刀具的各个加工点详细计算，最后实现了精密加工处理的要求。

2 数控技术在机械制造中应用

2.1 工业中应用

在工业生产中，数控技术主要运用在机器设备的生产线上。通过计算机可以让生产设备按照写入的程序或编入的程序码，从而实现生产加工的有序进行。数控技术在工业生产中主要是替代工作人员完成人工不能完成的工作任务。由于数控技术的高精度特点数控技术与计算机技术是密不可分的，则能够在有助于提高生产效率的同时还能保证生产的质量，实现低成本高效率。这样有助于改善工作人员的劳动条件，极大地节省了劳动力。如果出现错误或者故障的时候，维持正常的生产加工秩序，保障工作人员的人身安全，传感系统和检测系统则会把发生的错误故障信息传送给计算机系统，并且会自动停止相应的工作，起到保护的作用。数控技术的操作主要是由计算机系统进行控制的，严格按照设计图纸上的要求完成生产加工，只要把编好的程序安装在计算机系统中，自动化生产模式让产品的精度更加准确，其通过计算机技术实现各种加工控制要求。

2.2 机床设备应用

机床设备控制技术是机械加工中非常重要的技术，进一步提高机床的生产效率，是现代机电一体化的重要组成部分。数控计算机便会发出控制指令来控制机床的执行，以及冷却泵的起停等各种顺序动作编排在计算机数控上，使得机床自动加工出所需要的零件。数控技术为机械加工带来了很多良好的机床，也就是运用数控技术对机床进行加工控制，把加工零件的几何信息和工艺信息进行数字化处理，逐渐取代人工操作方法，然后在数据机床上实现有序的加工引导，以及进给速度等都用数字化的代码表示。机械设备是实现自动化生产的主要功能，对所有的操作步骤和刀具与工件间的相对位移，将数控技术运用在机械机床上可实现一体化加工生产。计算机数控技术能够给机械制造业创造多元化的控制功能，保证了各项装置之间有序配合，编数控机床加工的最大优势在于，其只需改变相应的程序指令则能自动加工，从而满足了更加复杂的功能加工需求。程人员只需在加工前将相应的代码传输到系统中，然后按照加工需要来编制程序，无需在重新调动机床工作台位置。让机床设备按照理想的程序指令操作，这样才能实现多功能的生产加工要求。

2.3 机械加工系统应用

伴随着先进机械设备的研制，相应的设备控制系统也在更新变化。各种机壳的毛坯制造开始积极引进焊件，采用数控气割之后能处理好诸多问题。只有保持压缩接触面积的均匀才能达到密封功能的要求，传统机械加工难以实现单件的下料问题，保证了产品从毛坯料到成品过程的持续加工，内外环凸凹曲面的加工精度对密封性有很大的影响。数控系统运用于切削加工能满足多方面的加工需要，对机械浮动油封的结构里引进该系统，维持了正常的产品质量要求。现代的机械设备多数结合了数控镗铣床编程加工，先编制了相应的齿形子程序，再结合角度偏置或坐标旋转编程功能对剩余的齿形加工，则需保持内环的凸曲面与外环的凹曲面的密封圈各处压缩量相等。采用数控机床编程加工之后能满足各种精度要求，对于机械减速机构而言，经过这样的优化过程满足了加工要求。其行星架等分孔的等分精度对整机的传动精度和使用寿命都会造成影响，还能在生产加工效率上实现改进。

2.4 数控技术的发展前景

随着科学技术的发展，机械加工技术是衡量一个国家的科技发展水平的重要标志，数控技术发展的速度也越来越快，更是国际间的科技竞争重点。随着数控系统集成度的增强，数控机床实现多台集中控制，数控机床的发展越来越快。现如今我国的数控技术在机械领域中得到了广泛的应用，其在机械领域中的作用已不容置疑，数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，它不仅推动了机械行业的发展，而精度的保持性要好。数控机床要缩短周期和降低成本，这既有利于制造商又有利于客户。数控机床各轴运行的速度将大大加快。数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，数控化技术是先进制造技术的核心。