1 我國數控技術的發展及其現狀
1.1 我國數控技術的發展歷程
數控技術從誕生至今,前后經歷了五個發展階段。即電子管數控、晶體管數控、中小規模IC數控、小型計算機數控、微處理器數控。目前數控系統的發展進入了一個良性的發展模式,即主板以超大集成電路板為主,處理器以單片機或PLC為主,控制核心單元以PC機專業軟件系統為主的發展模式。我國從1958年起,由一批科研院所、高等學校和少數機床廠起步進行數控系統的研制和開發,但當時收效甚微。改革開放后,我國數控技術逐步取得實質性的發展。通過引進國外技術,消化吸收和科技攻關,使得我國的數控技術有了質的飛躍,數控制造業進入了高速發展的階段,許多機床廠從傳統產品實現向數控化產品的轉型。但總的來說,技術水平不高,質量尚不佳。“九五”以后國家從擴大內需啟動機床市場,加強限制進口數控設備的審批,投資重點支持關鍵數控系統、設備、技術攻關,對數控設備生產起到了很大的促進作用。目前國產數控系統主要為經濟型(多采用單片機開發)。而我國高檔數控市場的95%仍被國外公司占據。如日本的法拉克,德國的西門子等。
1.2 數控技術的特點
數控技術是指用數字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動化技術。數控技術是實現制造過程自動化的基礎。是自動化柔性系統的核心,是現代集成制造系統的重要組成部分。數控技術把機械裝備的功能、效率、可靠性和產品質量提高到一個新水平,使傳統的制造業發生了極其深刻的變化。
數控加工技術不同于傳統的加工技術,其主要特點為:
(1)能高質最地完成一般機床難以完成的復雜零件和曲面形狀的加工;
(2)能方便地改變加工工藝參數(如切削用量),因而利于換批加工和新產品的研制;
(3)可實現一次裝夾工件完成多道工序加工,從而確保高質量的加工精度同時又減少了輔助時間;
(4)采用模塊化標準工具,既減少了換刀和安裝時間,又提高了工具標準化程度和工具的管理水平;
(5)便于實現計算機輔助制造。
隨著計算機技術的發展和微處理器的采用,數控技術得到了飛速發展和廣泛的應用。
1.3 我國數控技術的發展現狀
我國的機械制造工業已具有一定的實力。機床工業高速發展,機床產品除滿足國內建設需要外,還有部分產品遠銷國外。
(1)現已能生產小型儀表機床、重型機床。各種精密的、高度自動化的、高效率的機床,機床性能正在逐漸提高,有些機床性能已接近世界先進水平。
(2)目前生產的數控系統(以數控機床為主)大部分以PC機作為控制核心,使得我國生產的數控系統在硬件系統方面、軟件系統方面都有不同程度的提升,增強了市場競爭力。
(3)目前已能生產100多種數控機床,并研制出六軸五聯動的數控系統,可應用于更加復雜割面的加工。國產數控機床的分辨率已經提高到0.001mm。系統的可靠性也大大提升,這是由于我國生產數控系統均采用模塊化設計,且電路板中廣泛采用超大規模集成電路,保證了系統的整體可靠性。我國機械制造工業已經取得了巨大的成就,但與世界先進水平相比還有很大差距。大部分高精度機床的性能還不能滿足要求,精度保持性差,特別是數控機床的產量、技術水平和質量保證等方面都明顯落后,這主要是管理落后、專業化生產水平低,工藝落后也是主要因素。由于工藝水平落后,使產品研制出來后也不能迅速轉變成商品,即使從國外引進的機電產品技術,也不能形成批量生產。目前,美圍利用計算機數控技術已經成功實現了機械制造的“三個三”,即設計周期三個星期,試制周期三個月,無故障運行三年。為此,機械工業部門提出了“加強工藝管理、嚴格工藝紀律為突破口,提高工藝水平,推行全面質量管理,打一場提高產品質量的硬仗”作為工藝工作的指導方針。這是振興我國機械工業的重大戰略措施之一。
2 數控技術在機械制造中的應用
2.1 數控技術在煤礦機械中的應用
我國是一個煤炭大國,煤炭資源在我國的能源系統中占有舉足輕重的地位。這就決定了我國的煤機企業的任務是為煤炭系統生產高質量、高可靠性的煤炭開采及保護裝備。在激烈的市場競爭的條件下,如何謀生存、求發展,煤機行業本身的水平關鍵要看創新能力、人員素質和企業素質的提高。企業設備數字化化程度高低(數控設備占主要設備擁有量比率)是代表工業化水平的標志,同時要組建符合廠情的生產模式,機床的配置上要根據被加工零件的圖紙的復雜程度、精度、材質、數量和熱處理等因素來選擇機床。
根據煤礦機械的具體情況,不可能進行全面投資購置大量數控加工機床等設備,要充分利用好現有的各種型號的加工機床。采取普通機床加數控機床的生產模式,制定出加工精度等級,數控機床與普通機床最大的優勢在于精加工精度高重復性好,加工質量穩定。精度要求低的在普通機床上加工,精加工要求高的在高精度的數控機床上加工。另一方面,煤機企業要針對目前企業主要裝備是普通機床的現狀,充分利用現有的設備資源,在普通舊機床基礎上,按照要求,選擇國產或進口數控系統,對舊機床實行數顯、數控改造。通過數控化改造使之成為全新概念的數控機床,達到投入少,易操作,功能和精度較高并能滿足要求,來實現整體機床數控化的提高,以適應日益復雜的制造過程。
2.2 數控技術在汽車工業中的應用
汽車工業近20年來發展尤為迅猛。在快速發展的過程中,汽車零部件的加工技術也在快速發展,數控技術的出現,更加快了復雜零部件快速制造的實現過程。將高速加工中心和其它高速數控機床組成的高速柔性生產線集“高柔性”與“高效率”于一體,既可滿足產品不斷更新換代的要求,做到一次投資,長期受益,又有接近于組合機床剛性自動線的生產效率,從而打破汽車生產中有關“經濟規模”的傳統觀念,實現了多品種、中小批量的高效生產。數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等,在汽車制造工業中都得到了廣泛深入的應用。21世紀的汽車加工制造業已經離不開數控加工技術的應用了。
結語
PC機進入數控領域,極大的促進了數控技術的發展,也為我國在數控生產領域趕超發達國家提供了機遇。只有跟上發展先進數控制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展數控制造技術勢在必行。
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本文標題:淺談數控技術制造業中的應用