数控系统与现代机械工程技术的关系研究

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第7期   作者:刘星茹
[导读] 数控系统是一种专用计算机系统,其能够通过数字、文字和符号等数字指令还实现对机械设备动作控制。
        刘星茹
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        摘要:数控系统是一种专用计算机系统,其能够通过数字、文字和符号等数字指令还实现对机械设备动作控制。而现代机械工程技术是生产制造中代替人工所存在的一种机械自动生产技术。分析数控系统和现代机械工程技术可知,两者都在制造加工业中发挥着重要的作用而随着现代的生产制造的需求可知,数控系统在现代机械工程技术创新研发中占据着重要的地位。因此本文主要从数控系统和现代机械工程技术的概述和特点入手,重点分析数控系统和现代机械工程技术之间存在着相互应用的关系。
关键词:数控系统;现代机械工程技术;应用关系
数控技术指的是通过采用编程的形式,来进行操纵机械运作的一种技术手段。数控技术刚开始是在机床行业发展起来的,随后又有了多方面的发展。数控技术的发展以及普及,冲破了人们以往对于机械设计的某些传统的观点,这对于机械制造业的发展打开了新的局面,同时也进一步促进了机械工程技术的发展。数控技术就是以数字量编程实现机械或其它设备自动工作的技术。它首先在机床行业生产并得到广泛应用。自1954年第一台数控铣床问世,40多年数控系统一共经历了5次更新换代。数控技术的出现及发展,对传统的机械制造业产生了巨大的冲击,其高速度、高精度、高效率的特点,打破了传统的机械设计理念,使机械制造业发生了巨大的变化。它的出现也对机械工程各学科产生了深远的影响。
一、机械工程技术和数控系统的现状
        数控系统是数字控制系统(Numerical Control System)的简称,在自动化加工设备的控制中有较为广泛的应用,根据控制程序,实现树脂控制功能。其指令程序由数字、文字和符号组成,由此完成一台或多台机械设备动作控制,具有较高的控制精度和效率。数字控制系统中配有接口电路和伺服驱动装置,随着数控系统的优化发展,其内部所具有的控制程序和控制功能得到不断的完善。一是数控系统的数值控制技术,能够通过电子控制装置将相关的数据、信息转换成数值进行存储,并且利用电子控制装置控制驱动装置,完成精度化、批量化的机械零部件加工;二是拥有微处理器软件,在数控系统中由一些微处理器为核心CNC,该软件能够减少对数控系统对于一些硬件配置的依赖性,主要是通过设置计算机程序的方式完成一些加工速度处理、位置控制等,大大降低了数控系统制造的成本;三是拥有数控标准数据库,数控系统在展开生产应用时,其必须拥有一个统一化的标准才能够达到各个行业的机械生产的标准需求,目前数控系统中含有NC技术标准,能够满足NC加工的标准需求;四是拥有伺服技术,伺服装置是数控系统的动力所在,其能够实现对数控系统数字化控制;五是自动编程技术,即数控系统中拥有自动编程技术,其能够完成对生产所需要的数学语言的编程,更好地完成零件几何图形的现实、交互设计等等,使得机械加工朝着CAD和CAM一体化的方向发展;六是传感器技术,数控系统中的传感器技术能够对于生产加工中的位置、速度等进行分辨和传输,为超进度控制加工创造条件;七是分布式数控概念的发展,即数控系统实现一台计算机控制多台的数控机床,使得机械加工朝着柔性生产线即计算机集成制造系现阶段,我国机械工程技术方面对数控系统的应用仍然不够深入,处于初级阶段。对于机械工程数控化生产与管理模式的选择,大部分企业的选择比较保守,比较认可传统的管理与经营模式,在进行相关机械设备采购时,为了眼前的利益,选择成本相对较低的设备。在人才管理模式方面,大部分企业选择对国外企业进行照搬照抄,但是通常情况下,国内企业与国外企业存在着较大的差异性,由此使得国外管理模式在国内企业的应用效果不够理想。主要是由于国内相关技术人员的理论知识掌握能力较强,但缺乏实际操作能力。此外,我国的工艺水平与国外相比较差,复合加工技术仍是仿照国外技术来完成,相关技术缺乏独创性。机械工程由技术自动化,到电子化,再到智能化等阶段,正在向着产品、设备和管理的智能化发展。


        二、数控系统技术在机械制造当中的应用
        (一)数控系统技术在机械制造当中的应用特点
        数控系统技术对机械制造的精度和质量有非常明显的提升作用。数控系统的使用,完成系统参数设计后,可用较少的时间完成较大的加工量,而传统机械设备只能进行一件的加工,因此数控系统的加工效率有着非常明显的优势。通过编程可使机械制造速度更快,可完成多道工序的融合,提高装夹速度。数控系统可有效解决机械制造过程中出现的问题。例如,不能持续加工不同型号、不同批量的产品。对于传统技术,在程序启动后,不能进行相关参数的调整,而数控系统则可以很好的解决这一问题。数控机床与传统机床相比,加工精度较高,且加工速度相对较快。对于一些传统加工不能直接加工的零件,数控加工可以很好的完成,相比之下数控加工范围更加广泛。传统制造工艺在设计、制造和参数调整中需要较长的时间,数控系统在完成设计后,可通过模拟对整个过程不合理之处进行调整,完成模拟调整后进行生产工作,制造周期与传统制造相比较短。
(二)数控系统技术在机械制造当中的应用
        现阶段,数控系统技术在机床设备、汽车部件等领域应用较为广泛。就机床设备而言没有机械设备就不能制造机械设备。随着数控技术的不断创新与完善,数控机床的应用越来越广,数控机床的控制能力较强,具有效力高、精度高、速度快的特点,可有效提高机械制造的产品合格率。智能化产品的出现,使机床设备不断智能化发展,工业机器人的出现和广泛使用,也间接说明智能化技术在数控系统当中的应用。工业机器人可代替人工在较为恶劣的工作环境下完成相关工作。
(三)煤矿机械中的应用
采煤机械种类较多,并且正在以较快的速度不断的更新,在传统煤矿机械的下料期间,通常会有较大的指出,另外此类机械数量较少,使企业对其投入的资金和时间较多,限制了煤矿企业的发展。使用数控技术进行机械设备的制造,对于下料工作可以利用数控气割技术进行灵活的控制,由此可有效降低下料成本,并提高下料质量。
(四)汽车部件中的应用
        随着人们经济收入的不断提升,对生活质量的要求不断提高,人们对汽车的需求和相关技术要求越来越高。数控技术对汽车产业有较好的推动作用,使汽车的相关零件加工速度和汽车制造速度不断提升。数控技术可有效缩短汽车相关部件的加工时间,还可通过较高的智能化和自动化为生产企业降低制造成本。如今消费者对汽车的要求不断提高,汽车制造遇到瓶颈,但是通过数控技术的合理运用,保证机械设备的高精度和高自动化,就能很好的满足市场要求。例如,激光数控检测技术在汽车零部件的生产中较为常见,该技术可对一些汽车部件进行高精度的测量。
三、总结
        数控技术可与机械设备、信息处理等技术进行有效的结合,与现代机械工程技术有着密切的联系,在机械工业技术中同样具有重要的作用。数控技术仍然需要向着智能化、自动化的方向发展,不断提高效率。综上所述,数控系统凭借着其计算机控制加工的功能,使得现代机械加工技术的精度、速度和效率都得到了提升。当前数控系统正逐渐应用到工业生产中,如在一些高科技材料的生产制造中,数控技术保证了这些材料生产的高效率生产以及精度化生产。其次数控系统在现代机械制造中的应用,即其能够实现更智能化的机械设备的诞生,而这些机械设备的出现能够保证一些产品生产工艺的复合化和多轴化;最后是数控技术在机床加工中的应用,数控机床的产生,使得产生的生产加工的效率和质量得到提升,减少零部件加工中出现的变形等问题。
参考文献:
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