為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí), 2015 年5 月8 日,印發(fā)《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng),促進(jìn)信息化和工業(yè)化深度融合,提升我國(guó)制造業(yè)整體水平。將“數(shù)控機(jī)床”列為重點(diǎn)領(lǐng)域之一,提出“開發(fā)精密、高速、、柔性數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備及集成制造系統(tǒng),以提升可靠性、精度保持性為重點(diǎn),開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)主要功能部件及關(guān)鍵應(yīng)用軟件”。數(shù)控技術(shù)是指通過(guò)編寫具有特定功能的程序語(yǔ)言,利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對(duì)機(jī)械加工設(shè)備運(yùn)行軌跡的控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品自動(dòng)化加工的技術(shù),是提升機(jī)械加工效率和精度,推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)向自動(dòng)化、智能化發(fā)展的重要手段。
1 數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析
,高精度加工,數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)具有良好的剛度和熱穩(wěn)定性,能進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削。采用多軸聯(lián)動(dòng),具有高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的進(jìn)給系統(tǒng),能實(shí)現(xiàn)微米級(jí)直線軸定位。結(jié)合先進(jìn)的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制和智能化誤差補(bǔ)償,能有效降低廢品率,提高生產(chǎn)效率。第二,定制化生產(chǎn),數(shù)控機(jī)床可通過(guò)調(diào)整操作參數(shù)、更換加工程序從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格、尺寸的零件的加工,替代復(fù)雜生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)柔性化制造。能實(shí)現(xiàn)對(duì)精密復(fù)雜表面的自動(dòng)化加工,為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)及新產(chǎn)品的研發(fā)提供了便利。
2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用
2.1 汽車工業(yè)
傳統(tǒng)的汽車工業(yè)追求規(guī)?;?、效益化,消費(fèi)者對(duì)汽車功能需求的提高對(duì)汽車零部件精度和整車性能提出了更高要求,數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動(dòng)其向個(gè)性化、小規(guī)模、率方向發(fā)展。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、活塞、連桿、氣缸等零件加工,變速箱中的軸和齒輪的加工,整車生產(chǎn)的沖壓、焊接、涂裝和總裝線等工藝都需要應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。將數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等生產(chǎn)要素與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)構(gòu)成柔性制造系統(tǒng),如當(dāng)前很多汽車公司采用的自動(dòng)化車身前板生產(chǎn)線,無(wú)需工作人員進(jìn)行加工作業(yè),實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人。
2.2 采煤機(jī)械
采煤機(jī)械制造中毛坯制造、單件下料等過(guò)程應(yīng)用數(shù)控技術(shù),能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)加工工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)制造過(guò)程的智能化控制,提高作業(yè)效率和生產(chǎn)質(zhì)量,提升機(jī)械設(shè)備的性能,降低采煤的危險(xiǎn)性。采煤機(jī)浮動(dòng)油封結(jié)構(gòu)加工時(shí)必須保證內(nèi)環(huán)凸曲面與外環(huán)凹曲面密封圈壓縮量相等,其密封性能受內(nèi)外環(huán)凹凸面加工精度的影響,采用數(shù)控氣割取代傳統(tǒng)的仿形加工,自動(dòng)可調(diào)整的切縫補(bǔ)償裝置能控制毛坯的加工余量,使切割速度更快,加工精度更高。
2.3 航空航天
航空航天技術(shù)是國(guó)家科技發(fā)展水平的重要體現(xiàn),也是國(guó)家綜合國(guó)力的重要標(biāo)志,對(duì)機(jī)械制造材料選用和加工精度提出了新的要求。航空航天設(shè)備多采用鋁合金、鈦合金等輕質(zhì)材料,傳統(tǒng)的切削、銑削技術(shù)產(chǎn)生的切削熱易導(dǎo)致零件產(chǎn)生變形,影響加工質(zhì)量。高速切削技術(shù)的切削力小、產(chǎn)熱少,結(jié)合數(shù)控技術(shù)、傳感技術(shù)、模糊控制技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行智能化控制,動(dòng)態(tài)控制加工過(guò)程,提高加工精度,滿足航空航天設(shè)備的制造要求。
2.4 工業(yè)生產(chǎn)
數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的典型應(yīng)用為工業(yè)機(jī)器人,能接受人類指令并按照預(yù)設(shè)的程序執(zhí)行運(yùn)動(dòng),廣泛用于工業(yè)搬運(yùn)、機(jī)械加工、焊接、裝配、噴涂等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,替代人類在高溫、粉塵、有毒有害等惡劣勞動(dòng)環(huán)境下工作。工業(yè)機(jī)器人包括高精密減速器、高性能伺服電機(jī)、高速高性能控制器等關(guān)鍵技術(shù)。由計(jì)算機(jī)程序組成數(shù)控系統(tǒng)控制單元,通過(guò)控制面板驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成既定操作,結(jié)合壓力傳感器、碰撞檢測(cè)傳感器、視覺傳感器對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,及時(shí)反饋信息并采取動(dòng)態(tài)調(diào)整措施,保證生產(chǎn)安全,提升產(chǎn)品質(zhì)量。
3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展
為推進(jìn)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展,需要政府加強(qiáng)統(tǒng)籌管理,細(xì)化并落實(shí)相關(guān)政策,指明具體的發(fā)展路徑。加快標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),確保按照相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行數(shù)控機(jī)床模塊化制造,搭建數(shù)控交流服務(wù)平臺(tái)和試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái),規(guī)范工藝和產(chǎn)品。出臺(tái)財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策,鼓勵(lì)企業(yè)科技創(chuàng)新,從材料、熱處理、軸承等基礎(chǔ)工藝入手,研究動(dòng)、靜結(jié)合面的小或無(wú)應(yīng)力裝配,調(diào)整主軸軸承間隙等裝配參數(shù)和主軸密封與潤(rùn)滑方式,選擇合適的監(jiān)控參數(shù)和參數(shù)閾值,不斷提高數(shù)控機(jī)床的精度和可靠性。實(shí)施產(chǎn)教融合,開展校企合作,企業(yè)和高校共同研發(fā)數(shù)控技術(shù)前沿相關(guān)的課題,協(xié)助高校開展現(xiàn)代學(xué)徒制人才培養(yǎng)。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),完善產(chǎn)業(yè)鏈,整合產(chǎn)業(yè)資源,發(fā)揮在行業(yè)發(fā)展中的作用。
4 結(jié)論
數(shù)控技術(shù)是順應(yīng)“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略,實(shí)現(xiàn)高精度加工和定制化生產(chǎn),提升我國(guó)制造業(yè)自動(dòng)化、智能化的重要手段,在汽車工業(yè)、采煤機(jī)械、航空航天、工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛應(yīng)用。為推進(jìn)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展,需要政府加強(qiáng)統(tǒng)籌管理,加快標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè); 鼓勵(lì)科技創(chuàng)新,突破核心技術(shù); 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),推動(dòng)產(chǎn)教融合。
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