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數控技術:是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術,它是集傳統的機械製造技術、計算機技術、現代控制技術、傳感檢測技術、網絡通信技術和光機電技術等於一體的現代製造業的基礎技術,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對製造業實現柔性自動化、集成化和智能化起着舉足輕重的作用。

概念

數控技術。數控技術是指用數字、字母和符號對某一工作過程進行可編程的自動控制技術。

我國數按技術概況

我國生產數控機床的廠約占機床廠總數的1/3.數控機床產量不斷增長,但數控機床的需求量增長得更快,國產數控機床產量還滿足不了社會發展的需求,大量的數控機床需要進口。

我國從1958年研製出第一台數控機床到如今數控機床的發展大致可分為兩大階段;

1958-1979年為第一階段,從1979年至今為第二階段。第一階段由於數控系統的穩定性、可靠性尚未很好地解決,限制了國產數控機床的發展。而數控線切割機床由於結構簡單,得到了較快的發展。

在第二階段,通過引進先進的數控技術和合作生產等方式,解決了數控機床的可靠性、穩定性等問題,數控機床開始批量生產和使用。

經過第二階段的發展,我國數控機床的設計和製造技術有了較大提高,開發了立式加工中心、臥式加工中心,以及數控車床數控銑床等多種數控機床;

培訓了一些數控機床設計、製造、使用維護方面的人才;

通過利用國外的先進元器件及數控系統配套,能自行設計系統配套,能自行設計及製造高速、高性能、多面、多軸聯動的數控機床。

在加工中心的基礎上,研製了柔性製造單元,建造了柔性製造系統。到20世紀80年代末,我國在一定範圍內探索實施了CIMS(計算機集成製造系統),取得了寶貴的經驗,掌握了一定的技術。

雖然我國的數控技術有了一定的發展,但是和其他先進國家的相比,差距還很大。我國數控機床的數量和品種尚不能完全滿足國內市場需求,出口量少;

設計製造水平還處於學習、仿造走向自行開發階段;

嚴重缺乏各方面專家人才和熟練的技術工人;

重要功能部件、自動化刀具、數控系統需要國外技術的支撐;

還需要提高關鍵技術的試驗、消化、掌握及創新能力。

隨着世界科技進步和機床工業的發展,數控機床作為機床工業的主流產品,已成為實現裝備製造業現代化的關鍵設備,是國防軍工裝備發展的戰略物資。

我國航天航空、國防軍工製造業需要大型、高速、精密、多軸、高效數控機床;

汽車、摩托車、家電製造業需要高效、高可靠性、高自動化的數控機床和成套柔性生產線;電站設備、冶金石化設備、軌道交通設備、造船業、製造業需要以高精度、重型為特徵的數控機床;

IT、生物工程等高技術產業需要納米級和亞微米超級精密加工數控機床;

產業升級的工程機械、農業機械等傳統製造行業,特別是蓬勃發展的民營企業,需要大量數控機床進行裝備。因此,加快發展數控機床產業也是我國裝備製造業發展的現實要求 。

技術組成

數控技術由機床本體、數控系統及外圍技術三部分組成。

機床本體主要由床身、立柱、導軌、工作檯等基礎件和刀架、刀庫等配套件組成。

數控系統由輸入/輸出設備、計算機數控(Computer Numerical Control,CNC)裝置、可編程控制器(Programmable Logic Control,PLC)及主軸伺服驅動裝置、進給伺服驅動裝置以及測量裝置等組成。其中,計算機數控裝置是數控系統的核心。

外圍技術主要包括工具技術(主要指刀具系統)、編程技術和管理技術 。

特點

1.提高加工精度

數控機床是高度綜合的機電一體化產品,是由精密機械和自動控制系統組成的,其本身具有很高的定位精度和重複定位精度,機床的傳動系統與機床的結構具有很高的剛度及熱穩定性;

在設計傳動結構時採取了減少誤差的措施,並由數控系統自動進行補償,所以,數控機床有較高的加工精度,尤其提高了同批零件加工的一致性,使產品質量穩定,合格率高,這一點是普通機床無法與之相比的。

2.提高生產效率

數控機床可以採用較大的切削用量,有效地節省了加工時間。數控機床或加工中心還有自動換速、自動換刀和其他自動化操作功能,使輔助時間大大縮短,且一旦形成穩定加工過程,無須進行工序間的檢驗與測量。所以,採用數控加工比普通機床的生產率高3-4倍,甚至更多。

3.提高適應性

數控機床按照被加工零件的數控程序來進行自動化加工,當加工對象改變時,只要改變數控程序,不必用靠模、樣板等專用工藝裝備,這有利於縮短生產準備周期,促進產品的更新換代。

4.提高零件的可加工性

一些由複雜曲線、曲面形成的機械零件,用常規工藝方法和手工操作難以加工,甚至無法完成,而由數控機床採用多坐標軸聯動即可輕鬆實現。

5.提高經濟效益

數控機床(特別是加工中心)大多採用工序集中,一機多用,在一次裝夾的情況下,可以完成零件的大部分工序的加工,一台數控機床或加工中心可以代替數台普通機床。這樣既可以減少裝夾誤差,節約工序間的運輸、測量、裝夾等輔助時間,又可以減少機床種類,節省機床占地面積,帶來較高的經濟效益 。

應用

從世界上數控技術及其裝備應用來看,其主要應用領域有以下幾個方面:

1.製造行業

機械製造行業是最早應用數控技術的行業,它擔負着為國民經濟各行業提供先進裝備的重任。主要應用有研製開發與生產現代化軍事裝備用的高性能五軸高速立式加工中心、五坐標加工中心、大型五坐標龍門銑等;汽車行業發動機、變速箱、曲軸柔性加工生產線上用的數控機床和高速加工中心,以及焊接、裝配、噴漆機器人、板件激光焊接機和激光切割機等;航空、船舶、發電行業加工螺旋槳、發動機、發電機和水輪機葉片零件用的高速五坐標加工中心、重型車銑複合加工中心等。

2.信息行業

在信息產業中,從計算機到網絡、移動通信、遙測、遙控等設備,都需要採用基於超精技術、納米技術的製造裝備,如芯片製造的引線鍵合機、晶片光刻機等,這些裝備的控制都需要採用數控技術。

3.醫療設備行業

在醫療行業中,許多現代化的醫療診斷、治療設備都採用了數控技術,如CT診斷儀、全身治療機以及基於視覺引導的微創手術機器人,口腔醫學中的正畸及牙齒修復等方面都需要採用高精度數控機床對牙齒進行加工生產。

4.軍事裝備

現代的許多軍事裝備大量採用伺服運動控制技術,如火炮的自動瞄準控制、雷達的跟蹤控制和導彈的自動跟蹤控制等。

5.其他行業

在輕工行業,有採用多軸伺服控制的印刷機械、紡織機械、包裝機械以及木工機械等;在建材行業,有用於石材加工的數控水刀切割機,用於玻璃加工的數控玻璃雕花機,用於席夢思加工的數控行縫機和用於服裝加工的數控繡花機;在藝術品行業,越來越多的工藝品、藝術品都會採用高性能的五軸加工中心進行生產。 [1]

視頻

數控技術專業介紹

參考資料

  1. 數控技術,機械社區 - 百萬機械行業人士網絡家園