淺析數(shù)控機床自動化設計與制造

　　摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷推進，我國的工業(yè)化發(fā)展水平持續(xù)攀升。在這種發(fā)展背景下，我國自動化技術也隨之快速發(fā)展，且已被廣泛應用到數(shù)控機床的設計與制造過程中，并有效促進了我國數(shù)控機床加工作業(yè)的整體質(zhì)量?；诖?，本文擬以數(shù)控機床為研究對象，在概述數(shù)控機床與數(shù)控機床自動化的基礎上，分析數(shù)控機床自動化設計與制造的優(yōu)勢，提出數(shù)控機床自動化設計與制造路徑。旨在為相關研究提供有價值的參考與借鑒。

　　關鍵詞：數(shù)控機床；自動化；設計；制造

　　引言

　　長期以來，世界諸多都非常重視機械制造產(chǎn)業(yè)，甚至將其作為經(jīng)濟發(fā)展水平與工業(yè)化水平的重要衡量指標。步入新時代以來，精密化已成為機電產(chǎn)品的發(fā)展趨向，尤其是數(shù)控技術的誕生與廣泛應用，為設備的自動化作業(yè)與運行提供了至關重要的技術支撐，也為加工的柔性與高效率提供了關鍵性條件，促使機電制造業(yè)從傳統(tǒng)的人工作業(yè)轉(zhuǎn)向了智能化、自動化與集成化的現(xiàn)代作業(yè)。所以，本文針對數(shù)控機床自動化設計與制造的研究，具有一定的理論意義與經(jīng)濟價值。

　　1數(shù)控機床與數(shù)控機床自動化的基本概述

　　數(shù)控機床的概念。數(shù)控機床的全稱為數(shù)字控制機床，英文名為Computernumericalcontrolmachinetools，數(shù)控機床為簡稱，指的是裝有程序控制系統(tǒng)的一種自動化機床。其中，動化程序控制系統(tǒng)可以對具有控制編碼與其他符號指令規(guī)定程序予以邏輯性的處理，并能夠通過代碼化形式對其譯碼進行數(shù)字式的表示，并通過一系列信息載體進行數(shù)控裝置的輸入。究其原因，數(shù)控機床屬于集信息、微電子、液壓、機械等多領域原理與技術為一體的機電產(chǎn)品，所涵蓋的內(nèi)容十分豐富，即便是在機械制造設備體系的整個領域中，也屬于自動化水平高、效率高、精度高的工作母機。[1]與大眾機床相比，數(shù)控機床獨具特色，不需要對夾具、模具進行更換與制造，也不需要對機床進行常態(tài)化的調(diào)整，故而數(shù)控機床在技工零件需要高頻率更換的狀態(tài)下更為適用，這樣能夠大大縮短生產(chǎn)準備周期，并節(jié)約工藝裝備所需的大量成本費用。與此同時，數(shù)控機床的加工密度通?？蛇_到0.05~0.1mm，且控制方式為數(shù)字信號模式，每當數(shù)控裝置將一脈沖的信號輸出之后，機床就會移動部件一脈沖的當量，尤其是在此過程中由機床傳送給傳動鏈的絲桿螺距和反向間隙的誤差平均值可以通過數(shù)控裝置予以曲補償，故而數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床相比，其精度更高。在工業(yè)生產(chǎn)能力與社會經(jīng)濟發(fā)展水平的評估體系中，數(shù)控機床的發(fā)展程度以及數(shù)控機床在金屬切削加工機床產(chǎn)量中的占比也是可供參考的重要評估指標。由此可見，數(shù)控機床對工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展有著不可替代的價值與影響。

　　2數(shù)控機床自動化設計與制造的優(yōu)勢

　　2.1減少機械制造所需成本

　　在以往的傳統(tǒng)機械制造領域，諸多工業(yè)類企業(yè)慣于借助人工操作方式實施工業(yè)產(chǎn)品的加工、生產(chǎn)與機床的制造等，因受多方面客觀因素的制約，導致人工操作的失誤率較高，機械制造質(zhì)量與效率偏低，同時龐大繁重的工作量又同時給廣大工人帶來了巨大的壓力，促使其很容易發(fā)生疲勞狀態(tài)下生產(chǎn)作業(yè)的現(xiàn)象，這對生產(chǎn)制造的整體工作成本產(chǎn)生了直接影響，促使生產(chǎn)成本費用大大增加，而企業(yè)經(jīng)濟效益也隨之顯著下降，市場競爭力也會弱化。然而，科學應用自動化技術，不僅可以有效彌補人工操作的多種不足之處，而且可以最大程度保證工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，且能夠促使產(chǎn)品精度更優(yōu)更高。

　　2.2提升機械制造質(zhì)量與效率

　　隨著數(shù)控機床自動化技術的積極推廣，工業(yè)領域中的機械制造自動化水平也隨之迅速提升。同時，因產(chǎn)品生產(chǎn)能夠通過預設程序?qū)ψ詣舆\作進行指導，使得生產(chǎn)實際效率在無形之中得到優(yōu)化與提升。加之，自動化技術的廣泛普及促使機械設計和制造技術得到大幅升級，進而在很大程度上規(guī)避了傳統(tǒng)機械制造模式帶來的消極影響，機械制造的質(zhì)量和制造效率都得到明顯升級。

　　3數(shù)控機床自動化設計與制造路徑

　　3.1數(shù)控機床的主體設計與加工

　　主軸。數(shù)控機床的主軸回轉(zhuǎn)精度的實際參數(shù)值的大小，對最終的加工精度有著直接影響，主軸的回轉(zhuǎn)精度參數(shù)值高則加工精度高，主軸的回轉(zhuǎn)精度參數(shù)值低則加工精度低。與此同時，主軸的回轉(zhuǎn)速度和運行功率的參數(shù)，也是影響加工效率的重要因素和關鍵。[3]與傳統(tǒng)機床制造不同，數(shù)控機床的主軸變速自動化水平以及定位的精準性等，都對數(shù)控機床的自動化水平高低有著決定性的影響（如圖1所示）。究其原因，主軸箱主要負責機床的自動調(diào)速。截至目前，機械傳動式的變速裝置已經(jīng)被取代，大范圍推廣與使用的是無級自動化調(diào)整，自動化加工程度大幅提升。

　　3.2數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)和數(shù)控裝置

　　與普通機床不同，數(shù)控機床配置了伺服系統(tǒng)和數(shù)控裝置，同時機床檢測裝置也能對制造的全部過程進行測試與監(jiān)督，而數(shù)控裝置在整個運作系統(tǒng)中起著至關重要的調(diào)配作用，伺服系統(tǒng)則需要對數(shù)控機床進行配合完成作業(yè)（如圖2所示）。具體而言，數(shù)控裝置的重要組成部件為計算機系統(tǒng)，其核心功能在于接受信息，再經(jīng)對其他系統(tǒng)的精確調(diào)配和處理實現(xiàn)制造過程按照既定指揮有序執(zhí)行，而數(shù)控裝置則用以反饋信息并發(fā)出新的指令。

　　綜上所述，數(shù)控機床能夠有效促進產(chǎn)品的高效率生產(chǎn)，提升零件設備的精密度，并減小勞動強度，一定程度上為研發(fā)機電新產(chǎn)品節(jié)約了諸多人力與物力等，大幅增強了相關企業(yè)的競爭力。尤其是近些年來，我國在數(shù)控機床領域取得了一定成績，不僅產(chǎn)量顯著上升，而且質(zhì)量明顯改善，特別是在技術方面的重要突破，更是推動著我國數(shù)控機床行業(yè)進入快速發(fā)展軌道。然而，當前我國在數(shù)控機床方面的相關技術還有較大的創(chuàng)新與改進空間，自動化程度依然偏低，因而加大數(shù)控機床自動化設計與制造力度具有深遠意義。

　　參考文獻：

　　[1]張敬華.機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用分析[J].科技風，2019（09）：62.

　　[2]鄭宏栗.淺析機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用[J].科技風，2019（09）：66.

　　[3]趙小慧.現(xiàn)代機械設計的創(chuàng)新設計理論與方法[J].內(nèi)燃機與配件，2019（06）：170-171.

　　[4]林曉慧.計算機輔助技術與機械設計制造的結合[J].科技風，2019（08）：81，90.

　　朱麗華

　　

《淺析數(shù)控機床自動化設計與制造》

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