时间:2022-02-12 11:18:59
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数控技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词 精加工;数控技术;译码
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)113-0201-02
1 数控车床精加工程序的分析
数控机床的所有工作程序和工作内容全部是由其内部程序控制的,工件最终加工成什么标准也是有这些程序来决定的,即数控加工程序是数控机床的控制大脑。实际上数控机床加工产品水平,一部分是由机床本身精密系数决定,另一部分就是由其内部加工程序来控制的。数控车削加工操作要求输入程序尽可能简化,并一次输入程序、调试程序和对刀,确保加工过程中不需要对程序进行修改;数控车床加工操作程序通常情况下是根据零件轮廓来编写的,这种程序实际上就属于精加工程序,将其结合系统循环模块之后,即可完成多余余量的切除操作。数控加工特点决定着每一个数控加工程序中都包含有切削参数、刀锯运动类型、主轴转速和机床状态等相关信息,而且不同信息在程序中都有不同代码和格式相对应。在实际工业生产过程中,不同厂家生产出来的数控机床规格性能和结构等参数也不同,所以相应的输入其系统数控加工程序也不同。
数控加工程序可以看做是由多个程序段组成的,而每一个程序段就是整个程序的单位连续字节,由多个代码组成。每一个程序段所包含的内容不同,在数控加工过程中所承担的任务也不同。所谓程序段的格式,就是由哪些字母、数字或者符号,通过什么样的形式连接在一起。我们可以根据数控机床的型号以及所需要完成的任务来进行程序段的编写,并按照规定格式将单位程序段连接在一起。字地址程序段主要由语句号字、代码字以及程序段结束字符所组成,其中语句号字是数控系统识别成都段标号的重要标志,通常情况下程序段的起始符为N。
2 译码模块的处理过程
每一个数控加工任务确定之后,首先要进行的就是数控加工程序的编写,之后就是非常关键的插补运算处理。插补预处理的主要内容有译码、刀补计算以及加减速控制这三大块。译码模块在整个系统中的主要作用就是对数控加工程序进行插补变化,从而代码转换为系统可识别的数据及控制信息。
1)译码准则
译码模块的程序段译码和数据处理要按照一定的规定进行,且整个预处理过程必须遵循系统程序格式。
刀具上一段的终点即是下一段的起始点:数控加工过程是一个连续运动过程,刀具的运动轨迹是连续的,不能出现跳跃情况。因此在进行数控加工程序编写时,完全可以直接将刀具运动的终点作为接下来操作的起始点。
选择刀尖中心为控制对象:数控机床加工刀尖是CNC控制软件主要的控制对象,它被视为加工过程中的一个动点,任何几何形状的物体都需要经过刀尖的运动得以完成。因此数据加工程序就是控制这一点运动轨迹的程序。
按机床坐标系译码与计算:坐标系是数控机床加工工具的运动范围,每个机床自其制造完成之后,坐标系就已经固定了,因此数控加工程序的编写要遵循数控机床坐标系的规定和位置。
2)译码方法
编译方法:所谓编译方法即数控系统加工程序的预编译,根据不同加工任务编译出相对应的加工程序,实际加工时通过插补模块从系统中提取,用来控制加工工具的运动轨迹,从而实施加工操作。这种数控加工方法最大的优势就在于不需要在进行程序代码之间的转换,大大提高了数控加工效率。但其不足之处是需要占用系统较大的存储空间,而且对于加工零件较复杂的情况下,很容易影响系统的操作性能。
解释方法:该方法采用的是逐行译码、预处理和插补技术,在进行下一步加工程序之前,首先由解释程序对加工代码进行预处理后,再用来控制加工工具。这种数控加工方法使用起来较为简单,而且不需要系统提供较大的存储空间。但由于不同模块之间数据处理时顺序串行的,所以对解释程序的运行速度要求较高,必须要满足在不同程序段之间的来回转换。
3)数控加工程序的检错
数控加工程序的检错是译码过程的第一步,检错效果的好坏将直接影响着数控机床加工程序是否能够有效控制加工工具。检错就是对程序结构、词法以及语法进行检查,只有正确合法的程序段才能够进入系统。
(1)程序结构错误检查
数个程序段按照一定顺序连接后就组成了一个完整的数控程序,但单位程序段也可以看作是一个小型完整程序,其基本构造也是起止符、程序号、程序主体等。所以程序机构错误的检查,实质上就是对每一个程序段以及程序段之间联系进行检查。
(2)词法错误检查
词法也可以简单理解为语法,即数控程序语句的编写规则。数控加工程序词法检查主要设计不同功能代码字以及数字类型等,不同代码所对应的数据类型也不同。而且每一个数控加工程度中都不能出现未定义代码。
(3)出错处理
数控加工程序的编写难免会出现一些错误,正常情况下如果数控加工程序中有错误信息,系统会向用户进行提示,并将具体错误信息的出错原因和位置告知操作人员,以方便进行下一步的编辑修改。基本每一个数控系统都会预留一定空间存储区,用于保存错误信息。这里我们给出错误信息的结构定义:
#define ERROP_DATA_SIZE 50
Struct ERROR_DATA
{ Uint ErrorNo;
Uint Block_Num;
Char ErrorInfo[20];
Int ErrorType;
Char code[5];
}Error_Table[ERROR_DATA_SIZE];
(4)数据的整理和存放
数控加工程序整理过程可以简述为:首先从待加工程序中选择提取出需要加工的程序段,并对程序段进行编码,以明确其初始位置。按照字符串的形式将这些程序段存放至响应存储区,同时按照标准进行格式和词义检错。如经检查没有发现错误,即可将程序段进行分割,以字符串的形式将这些程序段存入指定存储区。
精加工数控技术是未来机械工业发展的重头戏,其涉及到很多学科领域。笔者目前的主要工作内容就是精加工数控技术的研究,虽然积累了一定的工作经验,但在理论基础上还有待提高。在今后的工作中,笔者将致力于精加工数控技术领域,以期能够在该领域做出一定成果。
参考文献
[1]关桂齐,杨松山,刘国良,陈士朋.我国数控技术发展的分析与研究[J].机械制造,2013,6:88-91.
[2]王燕.解析数控技术专业校内生产性实训基地建设实践[J].成功(教育),2013,24:88.
[3]陈雅娟.机械数控技术的应用现状和发展趋势[J].科技与企业,2013,24:174.
数控技术也叫计算机数控技术,它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。近年来,随着计算机技术的发展,数控技术已经广泛应用于工业控制的各个领域,尤其是机械制造业中,对其进行数控化改造,可以降低成本,提高经济效益。为培养实际操作技能,提高我们的数控技术水平,成为一名合格的毕业生,为今后就业打下良好的基础,我来到xx钢铁集团进行数控实习。通过实际操练使我对数控技术有了更深入的了解,学习到了许多数控操作知识,掌握了一定的操作技能。
在实习过程中,老师耐心地给我们讲解数控软件上面每个指令的使用,在老师的指导下,我们很快就可以独立操作了。以前的我们根本不知道那么多的精致零件、图案等是如何生产出来的,看了通过数控技术所生产出来的产品,真是大开眼界!人类利用机器生产的水平是如此之高,太令人兴奋!有这么先进的设备,这么优越的学习条件,我们一定要更充分地利用好这一切,为自己储备一定的能量!通过实际动手能力的训练,我们深深体会到任何理论知识只有与实践相结合,才能发挥出作用。而作为有可塑性的我们,不能单纯地依靠书本,还必须到实践中检验、锻炼、创新,去培养科学的精神,良好的品德,文明的行为和解决问题的能力。
在实习期间我们有很深的感触,提前体验到学工科的不易,获得了课堂里边得不到也想不到的知识,虽然脏点累点,但重要的是我们有了收获、有了成果。这正是“纸上得来终觉浅,投身实践见真知”。实践是检验真理的唯一标准,通过实习,我们学习到了很多工作常识,得到意志上锻炼,有辛酸也有快乐,实习是我们大学生活中的又一笔宝贵的财富,对我们以后的学习和工作将有很大的影响。
我们很快就要步入社会,面临就业了。就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们,更多的是需要我们自己去观察、学习、总结。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展,新技术的广泛应用,会有很多领域是我们未曾接触过的,只有敢于去尝试才能有所突破,有所创新。数控实习带给我们的,不全是我们所接触到的那些操作技能,也不仅仅是通过几个工种所要求我们锻炼的那几种能力,更多的则需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去感悟,去反思,勤奋自勉,有所收获,使这次实习达到真正的目的。一个人成功与否取决于个人努力,但是一个好的起点和一个富有合作性的环境有很大的推动作用,几个月的实习就这样过去了,回想起实习生活真有点舍不得。
通过实际操练使我们对数控技术有了更深入的了解,学习到了许多数控操作知识,掌握了一定的操作技能。在这里,我们由衷的感谢集团提供给我们的这个实习机会!感谢实习老师的精心指导!你们辛苦了!!!
通过这次实习我们了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上,具有初步的独立操作技能。在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。在整个实习过程中,老师对我们的纪律要求非常严格,制订了实习守则,同时加强清理机床场地、遵守各工种的安全操作规程等要求,对我们的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。
生平第一次有种“学以致用”的感觉,内心很有成就感,也真切的体会到真理必须要用实践去检验,不亲自去动手试验一下。有很多东西是书上没有的,只有在实践中才能体会得到,纸上谈兵只会让人走进误区,实践才是永远的老师。它带给我们的不仅仅是经验,它还让我们知道什么叫工作精神和严谨认真的作风。在以后的学习生涯中我更应该真人学习,将来成为一个出色的专业人才,这次实习让我懂得什么叫“纸上得来终觉浅,投身实践览真知”。
本文作者:赵珍珍、王宇恺 单位:九江职业大学
对与食品的包装进行杀菌时,以往的人工消毒不能达到较好的效果,也会改变食物的风味、色泽以及营养成分等特性。同时还有可能导致微生物的进入,导致运输及仓储不便。采用数控技术进行食品的无菌包装技术,能够有效解决这些问题,并且数控技术已广泛运用于饮料、食品以及乳制品等行业当中,如图3所示。上图为采用数控技术的无菌包装技术机床,设备采用的是热水循环喷淋杀菌,即进行温水预冷,然后采用冷水进行冷却处理,达到杀菌的目的。主要应用在各种玻璃瓶、PET瓶以及易拉罐等饮料的杀菌,并且设备还具有外观美观、性能稳定等特点。经输送带进行传送,将物品送入杀菌机中,受到各温度的影响,使得食物的温度得到有效地调节,从而达到消毒目的。食品经过杀菌设备时,容器将受到来自不同水温的预热及加热、杀菌,最后是冷却的阶段,设备前端进行逐步的加热与后端的冷却处理,能够保持食物的风味、色泽以及营养成分,在达到杀菌的同时,还能保持食物的鲜美。总之,数控技术在工业当中的运用,不仅降低了员工的劳动强度、减少了成产成本,提高了生产的效率,确保了产品的质量。
当前,我国汽车工业的发展迅速,使得汽车的配件加工也取得较大的进步,数控技术在汽车工业当中的运用,某种程度上提高了汽车配件生产与制造的效率,促进了我国汽车工业的更大发展。在汽车工业制造当中,数控技术集加工中心与数控机床于一体,共同组成高效率的柔性生产线,满足当前汽车产品进行更新换代的要求;打破了汽车生产与制造过程的经济规模观念,较好地实现汽车的中小批量以及多品种的需求。对于汽车制造中复杂的零部件而言,运用数控技术进行加工与制造,能够减少各零部件的制造误差,提高加工的效率。与此同时,还有其他的技术:柔性制造技术与虚拟制造技术、集成制造等技术在汽车工业的当中得以推广应用,将汽车加工的制造技术与数控加工的技术紧密相连,促进汽车工业的进一步发展[2]。
宇航工业当中运用数控技术加工零部件,能够满足宇航零部件的特殊加工要求,此外少部分宇航零件的刚度性较差。因此,宇航的工业材质唯有使用数控技术进行小切削力加工,方可实现宇航工业零部件对机械的加工需求。先进的数控技术相对于传统的制造技术而言,不但能够满足零部件对加工的柔性以及精度的要求,而且还能够对铝合金的材质进行切割,有效节约能源,减少加工制造的人力、财力以及费用的支出。
在机械的机床设备加工当中引入数控技术,并借助计算机的控制技术,对机床设备的加工进行全面的有效指挥与控制,确保机床的设备具有较好的加工、生产以及控制的能力,从而可以精准、快速地进行加工。数控技术能够对机床的加工刀具、冷却泵的操作以及工件位置与主轴的变速等情况进行有效控制,从而更快地确保机床设备的生产效率满足要求。与此同时,达到了机床加工的精细化与精度的要求,为我国的机械制造行业的发展提供较好的机床控管功能,因此数控技术在机械的机床加工与制造当中,起到至关重要的作用。
我国的煤矿储量较大,但是由于受到开采技术的制约,使得我国的煤矿开采的效率与利用率不高;其次是采煤机的类型较少,不利于煤矿开采企业的选择,采,加上采煤的效率较差,只能进行小批量的生产,因此,浪费的现象普遍存在。如今引用数控技术提高了采煤的效率,确保煤矿资源的合理开采与使用。传统的煤矿制造技术对于单件下料的问题难以解决,而使用数控技术后,可借助龙骨板的程序进行下料,对套料的选用方案进行优化,有效提高了采煤机的采煤效率。此外,运用数控技术,还可对煤矿的开采过程进行精准控制,确保煤矿机械的加工质量;此外,数控机床在加工的同时,重复性好、精度高,加工的质量也较为稳定。精度要求低的在普通机床上加工,精加工要求高的在高精度的数控机床上加工,进而提高煤矿机械的整体数控化程度,更好地适应当前复杂的煤矿开采与加工需要[3]。
总之,在机械制造中引入数控技术,提高了我国机械制造工业的效率,而且还有利于实现制造业的自动化、一体化目的。随着科技的不断发展,数控技术还将会得到更加广泛的运用,同时也对经济的稳定发展起到促进作用。
关键词:数控技术 计算机技术 机械机制
0 引言
数控技术是现在机械制造中被广泛推崇的新型技术,它的产生给机械制造业带来了巨大的机遇,逐渐成为提高机械制造质量和效率的重要方式。数控技术在机械制造业中广泛地使用给机械制造业的生产方式和产品结构带来了深刻的改变,机械制造业逐步向自动化、集成化发展。在机械制造中,数控技术逐渐地受到了重视。伴随着现代信息技术和计算机技术的发展,数控技术逐渐成熟。传统的机械制造技术已经难以满足对产品多样化和日益更新换代的需求。面对现代对产品多样化和高质量的要求,机械制造中的成本也相应地提高,对现代机械制造技术提出了更高的要求。如何才能提升机械制造的品质和适应现代对产品多样化的需求以及应对产品市场的多种变数,这就需要机械制造业改变传统的机械制造技术,引入现代化的数控技术,以求机械制造的水平、质量和效率提高到一个新的水平,从而适应现代市场的需求,提升其市场竞争力。
1 数控技术及其发展
数控技术通常也被称为计算机数控技术,它是指利用现代化信息技术,通过用数字化信号对设备的运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术。[1]当前数控技术主要是利用计算机来完成整个程序控制的过程,计算机是实现整个数控技术的核心,它是把事先拟定好的程序存储在计算机系统中,用这个事先按照一定标准拟定好的程序来执行对机械制造设备的控制。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。
数控技术的发展先后经历了五个重要的发展时期,起先是电子管数控技术的发展时期,后来发展为晶体管数控时期,伴随着技术的革新进入到中小规模IC数控阶段,后来发展到小型计算机数控时期,随着技术革命的推进,数控技术逐渐进入到微处理器数控阶段。目前数控技术的发展已经逐步地趋向完善即主板以超大集成电路板为主,处理器以单片机或PLC为主,控制核心单元以PC机专业软件系统为主的发展模式。我国是在1958年最先使用数控技术的,最初时由一批科研机构和高等学校等来起步进行计算机数控技术的研制和开发,当时的成效比较低,发挥的作用也不是很大。改革开放以后,数控技术不断地得到重视,逐步取得了飞跃式的发展。改革开放的大门打开以后,通过引入了国外先进的技术,经过消化、吸收和改进,我国的数控技术迈入到一个新的阶段。数控技术在机械制造业中广泛地被运用,不仅在大的机械制造厂,一些小的数控加工厂迅速发展。大部分的机械制造厂实现了传统的制造技术向现代的数控技术的转型。从总体上看,我国的数控技术水平还不是很高,技术和质量都有待提高。
2 数控技术的特点
当前数控技术主要是利用计算机来完成整个程序控制的过程,计算机是实现整个数控技术的核心,它是把事先拟定好的程序存储在计算机系统中,用这个事先按照一定标准拟定好的程序来执行对机械制造设备的控制。数控技术是实现制造过程自动化的基础,是自动化柔性系统的核心,是现代集成制造系统的重要组成部分。数控技术作为现代机械制造中的一种新型的技术,具有传统机械制造技术无法比拟的优点,在现代机械制造业中的运用,把机械装备的工作效率、产品的质量和稳定性、可靠性等提高到了一个新的水平。传统的机械制造技术在现代化信息技术的革命下显得苍白无力,逐渐地失去了原有的优势和地位。计算机数控技术与传统的机械制造技术相比,其特点主要体现在以下几个方面:[2]
①数控技术可以高质量高效率地完成传统机床难以完成的对复杂零部件和曲型面形状物体的加工。
②数控技术可以方便地改变加工工艺参数,比如切削用量、数据等,并且有利于换批加工产品和新产品的研制和开发。
③数控技术能够实现把装上的工件一次完成多道工序的生产和加工,从而确保高质量高精准地完成加工程序并且还可以减少加工的时间。
④数控技术采用模块化标准工具,既减少换刀和安装时间,又提高了工具标准化程度和工具的管理水平。
⑤通过利用现代计算机技术,随着计算机技术的发展和技术的革新,数控技术会不断地向前发展并被广泛应用。
3 数控技术在机械制造中的应用
数控技术是现在机械制造中被广泛推崇的新型技术,它的产生给机械制造业带来了巨大的机遇,逐渐成为提高机械制造质量和效率的重要方式。数控技术在机械制造业中广泛地使用给机械制造业的生产方式和产品结构带来了深刻的改变,机械制造业逐步向自动化、集成化发展。在机械制造中,数控技术逐渐地受到了重视。
3.1 数控技术在汽车工业领域中的应用
伴随着我国经济的发展,人民对汽车这种消费品需求逐渐增长,近些年来,汽车工业在我国得到了前所未有的发展,在发展的过程中对传统的汽车制造技术提出了新的挑战,随着计算机数控技术的发展,传统的汽车制造技术已经难以满足消费者对汽车产品的需求,因此,数控技术逐渐被引入到了汽车工业领域。数控技术的引入在某种程度上大大加快了汽车相关配件的生产和新产品的研制开发。计算机数控技术集高质量、高效率和高标准于一体,不仅满足了消费者对汽车产品的需求,而且使汽车产品的质量得到了提高。数控技术的应用给整个汽车工业带来了新的变革,汽车零部件的生产逐步向规模化、集成化发展,汽车工业领域实现了质的飞跃。
3.2 数控技术在煤矿机械中的应用
众所周知,我国不仅是一个煤炭资源丰富的大国,而且还是一个利用煤炭资源的大国。因此,我们需要建造一批高质量、高标准的煤矿机械设备,以便可以使煤炭资料得到高效率、高质量的开采利用。在日趋激烈的市场竞争环境下,煤矿企业如何赢得生存,关键要看是否进行了技术革新,应用了新的先进的技术设备。这就要求煤矿企业变更观念、革新技术,提高员工的素质和技能。数控技术具有高质量、高标准和高效率的优势,已经逐渐地在煤矿领域得到应用。充分考虑到煤矿机械的特点,不可能完全采用大量的数控机床加工设备。因此,在现有的煤矿设备的基础上进行改造,逐步引入一批适应煤矿机械制造的新型的数控机床设备,以便高质量、高效率、高标准地实现煤矿机械制造的转型。
3.3 数控技术在工业生产领域中的运用
传统的工业生产领域一般是靠人的力量来实现对产品的加工生产的,这种传统的工作不仅浪费了大量的人力、物力和财力,而且还不利于产品质量的提升。工业领域中的生产一般是由控制设备系统、驱动系统和执行任务系统构成的。[3]数控技术主要是应用现代计算机技术,将机器设备运用到生产线上,可以完成在恶劣的环境下人工无法完成的生产工序,在很大程度上提高了产品生产的质量,确保了生产安全和员工的人身安全。数控技术的控制系统主要是由人提前按照一定的标准做成的程序,在具体的运用过程中,数控机械设备会按照事先拟好的程序要求来进行工序的加工和生产,当某一部分出现错误时会报警并且可以得到及时的更正,以确保产品的质量。
4 结语
数控技术是现在机械制造中被广泛推崇的新型技术,它的产生给机械制造业带来了巨大的机遇,逐渐成为提高机械制造质量和效率的重要方式。数控技术在机械制造业中广泛地使用给机械制造业的生产方式和产品结构带来了深刻的改变,机械制造业逐步向自动化、集成化发展。伴随着社会的发展,技术的革新,数控技术会在更广泛的领域得到运用。
参考文献:
[1]李冬梅.数控技术在机械制造中的应用与发展[J].中国科技信息,2006(10):140.
关键词:机械制造 数控技术 应用 探讨
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)02(c)-0031-01
数控技术是根据工艺设计要求,通过计算机数字化信息技术对所加工产品进行操控处理的过程,实现了生产过程的自动化,节省了人力、时间,并保证产品的高精度,达到提高综合经济效益的目的。总的来说数控技术是把机械制造、计算机技术、自动化控制以及电子技术有机地结合在一起。数控技术不只是实现当今机械制造自动化的重要基础,更是其主要核心,是当今机械制造行业集成系统中的重要组成部分。因此数控技术之于机械制造行业中的应用不只是当今社会的需要,更是推动人类科技进步、技术革新的重要进程环节,有着深刻的实践意义,因此企业应当运用当今飞速发展的计算机技术,通过数控技术的运用来实现技术的提高,从而最大程度地满足当今市场需求,为企业增加自身的市场竞争力。
1 当今我国数控应用现状及存在的问题
1.1 知识层面复杂,操作水平较低
由于数控技术是一项综合型的知识技术,它涵盖了机械制造、电子计算机技术、自动化控制等多方面的理论与实践相关知识技能,因此不但要求机械制造人员具有专业的知识,还要懂得新技能的操作实践甚至维修等相关工作,当今企业的大多数机械制造人员通常是学校毕业后直接入厂参加工作的员工,从年龄、资历、经验等多个方面来看,都显得相对薄弱,实际从业经验比较欠缺的员工占了企业很大一部分比重,因此直接造成当今数控技术应用水平较低的现状。
1.2 数控技术配置要求比较高设备更新与使用情况不太良好
随着近年来机械制造技术的迅速发展,技术层面的不断提高。要想跟上当今先进的数控技术脚步,必须要有先进的设备才能够实现,而且随着技术的不断完善提高,设备也必须实时更新。原本数控设备就十分昂贵,运行成本也很高,加之要进行实时的设备更新,使得企业的负担大大加重。因此很多企业由于这种原因,并没有随着技术的提升,进行设备的实时更新,而是继续使用原本陈旧的设备。可旧的设备并不能与新技术完全契合匹配,所以直接导致实际操作中出现一系列问题。此外一些员工由于知识水平有限,不能熟悉使用较为复杂的数控设备,导致不能将设备的最大潜能发挥出来,昂贵的设备最终没发挥出应有的实效。
1.3 数控技术提升明显
由于当今对机械制造产品的要求越来越高,以及当今自动化控制的技术革新发展趋势,数控技术已经占据当今机械制造行业中的重要地位。我国的数控技术在近几年的应用中见到了明显的成效,同时技术进步也十分明显,包括设计的思路、工艺以及指标等多个方面都有很大程度的革新,原本的数控技术仅仅将各小区为单位设为控制体系,覆盖区域非常小,并且是通过前段来接收信号,而当今的数控技术设备里,前段已经不再为必要组成部分。当前的数控系统正在不断地向智能实时控制的方向发展,发展势头较为良好,并且不断地向国际标准进行靠拢,从而增强我国机械制造业的国际竞争地位。
2 当今数控技术在机械制造业中的实际应用及策略
(1)机械制造业历来是我国重点发展的项目之一,随着近年来机床设备业的快速发展,我国的机械制造业已经颇具实力。当今我国机床设备已经基本符合国际主流机械制造标准,因此我国机床设备不但可以满足自己所需,并且远销国外,并在世界机械制造业中受到了较为理想的反响,包括重型机床等高精度、高效能、高自动化的机床设备性能已经处于世界领先水平。
(2)数控技术较为复杂,数控操作人员的良好操作与其知识、技能、经验等多方面直接相关,而当前企业仍然比较缺乏全能型专业技术人才,所以在实际应用中可以采用合作的模式,通过人员间知识、技能、经验的相互交流,达到优势互补的目的,使在实际操作中可以事半功倍。除了员工间的经验交流之外,可以建立企业间的经验交流协作活动,同时也可以通过合作的方式,对于机械设备采取分担制的形式,大大减轻企业独立承担设备的压力,实现双方的技术、人才、设备的合同协作,优势互补。
(3)要将数控技术的实际生产工作加强应用,企业必须加大对数控生产工作的指导与重视、建立科学完善的工作管理模式以及制定标准化的工作规范流程,并定期开展对员工的培训工作,包括知识技能的培训以及对数控技术应用的重视性,通过技术的强化、设备的完善、管理的规范使数控技术的应用发挥至最大化,从而为企业带来更大的经济利益。
3 结语
随着当今社会向计算机数字信息化转变,数控技术已经在我国的机械制造业中得到了广泛应用,这不但对于我国机械制造业来说是一次大的技术革新,更是我国机械制造赶超发达国家的一个机遇。当前我国正处在经济建设发展时期,制造技术比起西方发达国家来说仍显得较为弱势,因此必须将数控技术的应用加以重视,放到战略的高度,尽快缩短与世界发达国家的差距,此举不但为企业提高自身效益,利于其自身的发展,更是直接影响国家机械制造行业乃至综合国力的加强,从而更好地适应当今时代的需求。
参考文献
[1] 董笑鹏,张立娟,王兵然.浅谈数控技术的发展与前景[J].机电产品开发与创新,2009(2).
关键词:数控技术;数字化装备;信息处理;自动控制
中图分类号:TP391文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)28-0028-01
工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业最基本的装备。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:机械制造技术;信息处理、加工、传输技术;自动控制技术,等等。
1数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面:
高速、高精加工技术及装备的新趋势。
轴联动加工和复合加工机床快速发展。
智能化、开放式、网络化成为数控系统发展的主要趋势。
重视新技术标准、规范的建立。
对我国数控技术及其产业发展的基本估计。
我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为3个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段;第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段;第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。
纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩:(1)奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。(2)初步形成了数控产业基地。(3)建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。
虽然我国在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,虽然从纵向看我国的发展速度很快,但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距,在某些方面发展速度也有差距,即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。
从国际上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下:(1)技术水平上,与国外先进水平大约落后10~15年,在高精尖技术方面则更大;(2)产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;(3)可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、制定滞后。
2对我国数控技术和产业化发展的发展策略
强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等)带动数控产业的发展。在高精尖装备研发方面,要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合,以“做得出、用得上、卖得掉”为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面,强调创新,强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品,为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我国加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
参考文献
[1] 中国机床工具工业协会.行业发展部.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场,2001,(3).
[2] 梁训,王宣,周延佑.机床技术发展的新动向[J].世界制造技术与装备市场,2001,(3).
关键词:机械制造;数控技术;数控技术在机械制造中的应用
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 14-0016-01
随着科学技术的进步和时代的发展,机械制造作为工业发展的基础为人类社会的经济发展做了无法替换的重要作用,现如今的工业生产和操作基本已经无法离开机械化模式,而机械制造中使用的数控技术作为机械制造应用的核心,正在深刻影响着机械制造的发展趋势。由于世界范围内的科学技术高速发展,人们生活水平的不断提高,以市场为主体的产品生产和销售竞争也越来越激烈,因此,面对小需求、高质量的产品市场需要,传统的机械制造技术已经无法满足商家的需求,人们在不断实践和研究过程中迫切需要一个新的科学技术之下的机械制造模式。这个时候,具有灵活性、创新性的数控技术的出现不但能够提高机械制造在市场变化过程中的适应性,还能够提高机械制造对外界因素的灵敏度。
一、机械制造的发展历史
机械制造的整个过程包括了产品原材料的选定、原材料的加工、转配、机械调试以及机械的包装运输等。近几年,由于我们国家的财政、经济状况有了大幅度提高,从而使得机械制造方面的技术能力相对于以前来说得到迅速地发展,然而,由于技术能力有限,我们国家与西方一些发达国家相比,无论是在机械制造的档次还是水平上都无法实现跨越性超越。
传统的机械制造需要依靠大部分的人工劳力保证生产的正常进行,这样不仅浪费经济成本还占用大量人力资源,对于市场进步、社会发展产生了一些负面经济影响。新时代的机械制造已经从传统模式发展成为具有自动化和机械化的制造行业,通过机械的灵活多样性满足那些需要高精密度、高危险性以及高速度需求的加工过程,通过对机械主机的操作来控制整个机械运转,从而在主观意义上实现机械的自动化加工过程,这是机械制造发展所经历的一个历史性变革,对机械制造的未来前景产生了无法替代的重要作用。
我们知道,数控技术是一门综合性科学,它涵盖了计算机、自动化应用、电子科技等许多领域,机械制造中引用数控技术既可以确保技术操作人员的安全,又可以实现产品加工的高技术需要,可以说对机械制造的发展具有非常重要的意义。
二、数控技术在机械制造中的应用
数控技术作为一门综合性学科,它的发展与进步对机械制造产生巨大的影响,不仅能够带动我们国家的经济实力,还可以提高机械制造生产过程的速率,所以我们说数控技术在机械制造中具有广泛的应用前景,了解和掌握它的应用规律和意义,可以帮助我们更好的提高生产效率。其中,数控技术在机械制造中的具体表现为以下几点。
(一)数控技术在工业生产中的应用
数控技术在工业生产中具有广泛的应用,其中食品加工和造纸印刷的使用最频繁,而在那些金属冶炼和农药加工等具有危险性的操作中数控技术的应用更加重要。工业生产中的数控技术不仅可以提高工作环境,降低工作的危险性,还可以提高劳动生产率,降低工业成本,促成工业生产的机械化。在现实的生产过程中,数控技术通过控制主体计算机进而控制工业生产的整个儿流程,又通过计算机系统强大的感应功能及时发现并且快速处理错误,从而安全准确地保障了控制系统的稳定操作性。
(二)数控技术在煤矿机械中的应用
我们知道,煤矿作为人类赖以生存的能源基础,它对人们生产和生活的作用是难以估量的,然而,煤矿的采集和运输本身具有高度危险性,需要技术人员和操作人员的高度警惕。对于采煤操作过程中使用的最主要的工具采煤机来说,由于开采环境恶劣、开采技术需求较高、采煤机的种类繁多,所以一般对于采煤机的生产范围仅限于小批量的生产。采煤机生产过程中涉及到许多机壳毛坯制造的焊接,然而传统意义上的机械加工制造无法完成单独一件的下料,因此,在不断地实践和研究过程中,我们发明了数控气割,这种数控化的机械生产与以往的传统化仿形法不同,可以采用特殊的数控程序对单一物件进行下料,不但节省了工作时间、提高了工作效率,还优化了原有的套料选用方法。
(三)数控技术在汽车行业的应用
随着我国社会经济的发展,人们生活水平逐渐提高,汽车作为人们外出游行的代步工具受到了越来越多人的喜爱,因此,汽车行业之间的竞争也越来越激烈。数控技术在汽车行业中的应用加快了汽车各个零部件的生产速度,从而在一定程度上提高了汽车生产以及投入销售的速率,为汽车行业的发展做出了突出贡献。现代化的汽车生产流水线中投入使用了很多高速度控制机床,这种机床在生产过程中不仅高效高速,而且高度灵活,十分符合汽车生产者的需要。
(四)数控技术在机床设备上的应用
在机械制造过程中,机床设备具有无法替代性作用,数控技术在机床设备中的使用实现了机械和电子科技技术的一体化成果,通过数控技术我们可以更加稳定、安全地控制机床设备的使用过程,从而使得这种数控的机床在控制零件位置、操作冷却泵等环节更加准确、精细。
(五)数控技术在航天工业中的应用
航天工业中需要用到许多高度精密的零件,然而传统的机械制造无法满足航天技术里面对于每一个制造步骤都精益求精的需求,数控技术在航天宇航工业中的应用能够实现小部件材质的深度加工,从而节省资源的应用,防止能源的浪费。
三、结语
从数控技术在机械制造过程中的高度应用我们可以看到,作为一门具有高度技术含量的综合性学科,数控技术的研究和使用对人类生产和生活都有着重要的影响,它的应用不仅促进了机械制造行业的深度改革,还在一定程度上提高了我们国家工业经济发展速率,带动了国家的综合国力。然而,就目前的科学技术来看,由于我们国家起步晚,数控技术的研究探讨方面与西方国家相比还比较弱,因此,数控技术未来的发展和进步还需要我们不断地探讨和努力。
参考文献:
[1]王渤.机械制造中数控技术应用探究[J].价值工程,2012,13.
关键词:数控技术专业;学科建设目标;专业建设
学科建设目标管理是一个全面的管理系统,它利用系统的方法把许多关键的管理有效地结合起来,而且又意识、高效率地实现组织目标。学科建设目标,要求我们有创新性,又要有开拓进取奋斗的精神。从大局出发,利用发散的思维,从整体出发来考虑实际问题,学科建设目标管理,就是在学校学科总体建设规标指导下,明确我们将要建设什么样的学科以及建成什么样水平的学科,对学术带人和专业带头的培养,学术团的建设、实验室硬件条件的建设、科研工作等作出统筹规划,由学科建设管理机构进行全面协调、检查、监督,使学科建设有的放矢,高效率地达到预期目标。所以从责任心、事业心,从远大的报负来实现目标管理,才是搞好工作的保证。
1 人才培养模式思路改革目标
数控技能人才与传统的技能人才截然不同,其更突出了技能型。在数控专业的建设中必须解放思想,实事求是,改变传统的职业技能教育观念,打破旧的办学模式,探索出新型实用数控技能人才培养的路子。高职教育在人才培养过程中必须以社会实际需求作为根本出发点,以满足数控产业应用型、复合型等不同岗位的需求。就要求学校培养出“基础宽、技能精、能力强、高素质”的全方位均衡发展的技能人才。这就必然要求强化实践、理论一体化和创新能力的培养。围绕数控技术与设计、制造相关基础理论和应用技术,在人才培养上基于工作过程,以工作岗位能力为导向,加强高职数控复合型人才培养。依附强大的精品共享资源,辅助高职达建校企合作平台,对于数控技术人才的培养不仅仅局限于课堂教学和实验教学,而且通过校企合作平台,建立校企共同培养新模式,增强学生的实际创新能力。
2 人才培养方案体系建设目标
数控技术与制造学科建设在人才培养方面还要有多层次性和结构性。针对不同年级和教育层次,设计从低年级到高年级、建立多层次的人才培养教学实践体系。循序渐进、逐步推动,来实现从基础专业认知、基本技能操作、高级技能操作、研发技能的培养需求为目标。针对数控技术行业不同岗位需求、融合教育信息化、市场营销学、计算机等不同专业的学科内容,设置多样化、层次化与结构化的人才培养体系方案,培养结构化、多方位的复合型数控人才,有针对性地培养出一专多能的高级技术工程师人才。
依托校内国家数控技术实训基地和校外生产性实习实训基地,实行“分段式工学交替”的教学组织模式,学习与工作相互交替;实现“职业基础能力培养阶段、职业专项能力训练阶段、职业综合能力养成阶段”3阶段职业能力递进,素质教育与拓展贯穿于人才培养全过程,全面培养学生“职业素养、职业能力、创新精神与创业能力、可持续发展能力”,形成“工学交替、能力递进”人才培养模式并不断丰富其内涵。以“职业教育集团”内的中职学校及地方制造业企业为主体,搭建校校、校企合作平台,多方共建“先进制造技术中心”,构建数控技术专业中高职衔接人才培养方案,探索实施中高职衔接一体化人才培养。
3 设置专业课程改革目标
针对目前国内外数控行业需求,确定正确的人才定位,制定出一套完全而且符合教学目标和要求的课程体系,同时完善课程资源等相关配套设施,完全紧跟课程教学进行实训室的建设,让学生在动手中学习,在学习当中动手,理论实践紧密联系在一起,锻炼时学生加深巩固理论知识,又提高了学生的实践能力。使感兴趣学生更愿意学习,教师更易于教学。同进进行校企合作,让学生活学活用,适应相应的工作岗位,满足社会适应需求。这就要求院校在相关专业学科建设方面针对既定的院校战略而设置较为精细化的专业课程,除公共模块课程之外,还应进行必要的基础必修与选修课程设置的改革,这样才能形成院校的专业特色。
4 重点学科实训室建设目标
实践是检验真理的唯一标准,也是学生巩固学到的知识,检验学习效果的一种方式。学科重点实训室提出的是完整实验室群理念;将多种教学设备,相关生产设备,仿真虚拟软件统一结合,既能节省资金,又能完成教学,还能让学生熟悉生产作业方式。根据人才培养改革的需要为实训室和实验中提供一套全方位、立体式的整体解决方案。这一方案从实验中心、实训室的定位到规划都是针对数控技术人才改革而设计的。如果通过大屏幕系统和虚拟和仿真实训室,可以打破传统的教学模式、提升教学质量,让同学能够直接地吸收并融合国内外数控知识,提高技术创新能力和意识。通过居于网络平台和网络教育平台,学校可以进行渐进式教学,即根据不同年级设置不同的培养方式,从而达到高校紧跟市场专业方向需求进行的创新型、复合型高端人才培养计划。
5 教学科研能力提升目标
对于科研能力的提升,必须依靠的是科研硬件设备的建立,特别是实验室的建立,通过数控实训中心、实训室的资源整合,包括信息数据、智能化教育云平台、实验室人才、实训平台系统、教学实验改革、校企合作平台等形成教学科研能力提升的有效阶段。首先,帮助高校职院重点打造数控技术学科专业,完善数控技术人才梯队结构,建立一支稳定的数控技术学科人才队伍;其次,机械设计与制造事业研究中心结合高校特点,凝练数控技术学科主打方向,主要以科技创新或主要课题研究为切入点做精、做深数控设计与制造学科;再次,依托强大的教学资源,全力为高职院校打造数控技术科研团队,团队协作完成各项科研项目工作;最后,培养和辅助高职院校申报课题,围绕数控技术与制造学科主攻方向申报高层次课题,加强本学科科研能力的提升。
关键词:数控技术 机械制造 运用分析
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)10-0024-02
1、前言
现代社会经济发展迅速,产品竞争日益激烈,使得机械制造的技术难以满足当前市场的发展需要。为此,在机械制造中引入数控技术,对于提高我国的机械制造水平具有较大的促进作用,有助于尽早实现我国机械制造的一体化水平。
2、数控技术的概念
数控技术指的是通过计算机进行程序的编写,从而对机械制造的过程实现有效的控制的过程。数控技术是将计算机技术、通信技术与机械制造技术以及传感检测技术与光电等技术于一体的先进技术,具有效率高、自动化程度与精度均较高的优点[1]。
3、制造业中有关数控技术运用的体现
3.1 工业生产当中引入数控技术
工业生产当中运用数控技术进行生产,不但能够提高劳动的效率,改善工人劳动的环境,并且确保了企业的生产质量以及生产操作人员的人身安全。传统的人工操作,使得产品的生产效率不高,并且人为出错与安全事故等现象频发发生,面对恶劣、复杂的生产环境,员工很难完成预期的任务。现在引入数控技术能够改变以往的落后生产方式,提高产品的生产效率与质量,如图1所示。
此外,在食品加工、在金属冶炼、造纸印刷等恶劣环境下进行生产时,数控技术能够较好地完成加工任务;在面对复杂、高危的生产环境时,仍然可以按质保量完成,为工业生产生的人员提供了较好的安全保障,如图2所示。
对与食品的包装进行杀菌时,以往的人工消毒不能达到较好的效果,也会改变食物的风味、色泽以及营养成分等特性。同时还有可能导致微生物的进入,导致运输及仓储不便。采用数控技术进行食品的无菌包装技术,能够有效解决这些问题,并且数控技术已广泛运用于饮料、食品以及乳制品等行业当中,如图3所示。
上图为采用数控技术的无菌包装技术机床,设备采用的是热水循环喷淋杀菌,即进行温水预冷,然后采用冷水进行冷却处理,达到杀菌的目的。主要应用在各种 玻璃瓶、PET瓶以及易拉罐等饮料的杀菌,并且设备还具有外观美观、性能稳定等特点。经输送带进行传送,将物品送入杀菌机中,受到各温度的影响,使得食物的温度得到有效地调节,从而达到消毒目的。食品经过杀菌设备时,容器将受到来自不同水温的预热及加热、杀菌,最后是冷却的阶段,设备前端进行逐步的加热与后端的冷却处理,能够保持食物的风味、色泽以及营养成分,在达到杀菌的同时,还能保持食物的鲜美。
总之,数控技术在工业当中的运用,不仅降低了员工的劳动强度、减少了成产成本,提高了生产的效率,确保了产品的质量。
3.2 汽车工业当中引入数控技术
当前,我国汽车工业的发展迅速,使得汽车的配件加工也取得较大的进步,数控技术在汽车工业当中的运用,某种程度上提高了汽车配件生产与制造的效率,促进了我国汽车工业的更大发展。在汽车工业制造当中,数控技术集加工中心与数控机床于一体,共同组成高效率的柔性生产线,满足当前汽车产品进行更新换代的要求;打破了汽车生产与制造过程的经济规模观念,较好地实现汽车的中小批量以及多品种的需求。对于汽车制造中复杂的零部件而言,运用数控技术进行加工与制造,能够减少各零部件的制造误差,提高加工的效率。与此同时,还有其他的技术:柔性制造技术与虚拟制造技术、集成制造等技术在汽车工业的当中得以推广应用,将汽车加工的制造技术与数控加工的技术紧密相连,促进汽车工业的进一步发展[2]。
3.3 宇航工业当中引入数控技术
宇航工业当中运用数控技术加工零部件,能够满足宇航零部件的特殊加工要求,此外少部分宇航零件的刚度性较差。因此,宇航的工业材质唯有使用数控技术进行小切削力加工,方可实现宇航工业零部件对机械的加工需求。先进的数控技术相对于传统的制造技术而言,不但能够满足零部件对加工的柔性以及精度的要求,而且还能够对铝合金的材质进行切割,有效节约能源,减少加工制造的人力、财力以及费用的支出。
3.4 机床设备的加工当中引入数控技术
在机械的机床设备加工当中引入数控技术,并借助计算机的控制技术,对机床设备的加工进行全面的有效指挥与控制,确保机床的设备具有较好的加工、生产以及控制的能力,从而可以精准、快速地进行加工。数控技术能够对机床的加工刀具、冷却泵的操作以及工件位置与主轴的变速等情况进行有效控制,从而更快地确保机床设备的生产效率满足要求。与此同时,达到了机床加工的精细化与精度的要求,为我国的机械制造行业的发展提供较好的机床控管功能,因此数控技术在机械的机床加工与制造当中,起到至关重要的作用。
3.5 煤矿机械当中引入数控技术
我国的煤矿储量较大,但是由于受到开采技术的制约,使得我国的煤矿开采的效率与利用率不高;其次是采煤机的类型较少,不利于煤矿开采企业的选择,采,加上采煤的效率较差,只能进行小批量的生产,因此,浪费的现象普遍存在。如今引用数控技术提高了采煤的效率,确保煤矿资源的合理开采与使用。传统的煤矿制造技术对于单件下料的问题难以解决,而使用数控技术后,可借助龙骨板的程序进行下料,对套料的选用方案进行优化,有效提高了采煤机的采煤效率。此外,运用数控技术,还可对煤矿的开采过程进行精准控制,确保煤矿机械的加工质量;此外,数控机床在加工的同时,重复性好、精度高,加工的质量也较为稳定。精度要求低的在普通机床上加工,精加工要求高的在高精度的数控机床上加工,进而提高煤矿机械的整体数控化程度,更好地适应当前复杂的煤矿开采与加工需要[3]。
4、结语
总之,在机械制造中引入数控技术,提高了我国机械制造工业的效率,而且还有利于实现制造业的自动化、一体化目的。随着科技的不断发展,数控技术还将会得到更加广泛的运用,同时也对经济的稳定发展起到促进作用。
参考文献
[1]王渤.机械制造中数控技术应用探究.价值工程,2012-05-08:23-24.
二十一世纪以来,计算机科学技术的飞速发展极大程度的方便了人们的生活,改善了人们的生活方式,例如网上视频聊天拉近了人们之间的现实距离;网上购物节约了人们逛街的时间等等。同样,机械制造业中数控技术的引入也给整个行业带来许多的好处。经济发展、社会进步,人们对机械制造的工作效率和产品质量提出了新的要求,要求其效率更高、质量更好、制作更精细等,数控技术的介入满足了机械制造的更高要求。美国帕森斯公司于1948年第一次提出将机床控制交于计算机,其制作的数控机床完美的完成了任务,标志着机械制造业从传统模式向着数控时代转变。随后数控技术被应用于越来越多的地方,例如利用数控技术完成诸如螺旋桨叶片曲面等细微型生产加工工作。而且随着电子计算机技术的不断进步,数控技术的应用不断深入,数控专用机床构成的柔性制造线(FML)以及CNC机床、专用机床等的出现就是很好的证明。数控技术的应用完成了传统机械制造难以完成的任务,实现了高效率、高精度、高质量、高性能的目标。
2数控技术在机械制造业中的有效运用
随着计算机科学技术的不断进步,数控技术在机械制造行业的各个方面都发挥着巨大的作用,本文就机械设备、工业生产以及汽车制造三个方面做具体阐述。
2.1机械设备方面有效运用数控技术
机械设备行业的灵魂就是机械设备,尤其是控制型的机械设备,其发挥的作用是其他设备所不能比拟的,一旦缺失,那么整个机械制造将陷于停滞状态。数控技术的应用使得高精度控制机床问世,而且由于数控技术应用的深入,生产此类机床的工作过程也实现了自动化、数字化、高效化。控制系统利用特定的计算机程序,控制整个数字化机床的生产过程,从而获得机电一体化生产产品。以我国煤矿生产过程中使用的机械设备为例,随着生活水平的不断提升,社会对于煤矿资源的需求量、需求种类提出了更高的要求,传统的煤矿生产工程中使用的设备不能满足日益增多的煤矿开采的需求,机械设备需要更新换代,其相关的机械制造业需要生产更高效、更高性能的设备,数控技术的有效运用,使得此类机械生产的许多难题得以有效解决,例如,传统方法是用焊接技术制造毛坯,这样就出现了难以解决的机械加工问题,但是数控技术的引入降低了问题的难度,利用相应的程序,对叶片与滚筒精确下料,完美的解决了面对的困难。总之,数控技术的应用大大提高了采矿设备性能,大大提高了煤矿生产的效率。
2.2工业生产方面有效运用数控技术
众所周知,工业生产中使用的机器由执行设备、驱动设备以及控制设备等三部分组成,数控系统同样由这三部分组成,两者之间存在着必然的联系。在实际的工业生产过程中,机械设备工作的环境多种多样,有的设备面临的环境十分恶劣,处于安全考虑,工人不可能完成实际生产过程,而且许多生产性活动是重复性的,人工生产势必造成资源的浪费,所以数控技术的有效运用解决了相应的问题。数控技术的具体应用是:在实际工业生产过程中,控制系统通过事先编写的计算机程序向驱动系统传达各种各样的指令,然后驱动系统对执行设备(机械手臂等)进行驱动,从而完成具体的实际操作。除此之外,数控系统还可以监控整个工作过程,如果某个操作出现错误,数控系统可以及时发现错误,那么其将采取必要的措施以起到保护的作用。总而言之,随着技术的不断更新,数控技术的运用越来越深入,工业生产过程中运用的数控技术越来越广泛,不仅极大提高了工业生产的效率,而且能够保障相关的工作人员的人身安全。
2.3汽车工业中有效运用数控技术
现阶段汽车行业的飞速发展离不开数控技术的“推波助澜”,随着人们生活水平的提高,人们对汽车行业提出了更高的要求,要求汽车质量更好、性价比更高。而且随着技术的更新与深入应用,汽车的生产效率更高、生产规模更大。数控技术的有效运用,汽车工业生产过程中有效地利用了高柔性的生产线,不仅满足了市场更新速度快的生产要求,而且提高了汽车生产的效益。数控技术的有效运用打破了传统的汽车加工产业中的传统生产模式和理念,大大提高了汽车生产的效率,将生产方式带向小批量和多品种。除此之外,数控技术还可以解决过于复杂的汽车配件加工,其有效运用形成了快速的成型技术以及虚拟技术,不仅优化汽车制造行业,而且有利于提高整个行业的投资收益比。
3结语
关键词:教学模式;网络教学平台;教学改革;数控技术
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1674-120X(2016)17-0081-02收稿日期:2016-05-11
作者简介:王志明(1967―),男,上海人,上海大学机电工程与自动化学院精密机械工程系副教授,博士,研究方向:数控技术。
一、绪论
数控技术是一门实践性与工程性很强的课程,是前面所学课程的整合与应用。通过对十几所高等学校的调研,数控技术的教学状况不容乐观,教学模式大致可分为两种:①由于数控系统、数控机床等设备价格昂贵,数控技术的教学基本只限于课堂教学。即其教学模式是以理论教学为主的课堂授课。②由于学校实训基地的建设与数控模拟器的应用,讲理论课的同时适当增加了数控实践教学的比重,课内实验采用模拟编程器,实习可以上机床实际操作。这种教学模式为理论教学结合实践教学。上海大学通过四五年的摸索,将网络平台应用于数控理论与实践教学,取得了较好的效果。采用厂校结合实现理论与实践的紧密结合。经过两年的实践与调研,结果显示,在增加学生的学习兴趣与工程能力方面均取得了较好的效果。
二、数控技术课程的教学改革
1课程理论的网络教学改革
本课程在两年之前建立了数控技术课程网络教学平台。该平台为公共网,学生在家里与学校均能登录。在数控网络平台上设立下面几个板块:数控技术的课程大纲、数控技术的学习要求与参考文献、数控技术的前沿课题、数控技术的相关课程、数控技术的基础知识、数控技术课件、数控技术视频与图片,网络教室、网上答疑、课程公告、课程作业、数控杂志等内容。这些内容可分为三层结构,它们分别是知识理解层、知识应用层与研究学习层。
数控技术大纲主要让学生明确学习的目标、内容等,将以前只有老师指定的内容放到学生面前,使得学生一开始就知道本课程该达到的目的是什么。如课程大纲中提到学习本课程要与机电一体化的工程实践相结合,该内容一方面使得学生在学习的过程中会将所学的理论与实践结合去思考,另一方面也督促教师在讲课时采用理论与实践相结合的方法去讲解。数控技术的前沿课题板块中,介绍一些与数控技术相关的技术内容如无人化工厂(FMF)、计算机集成制造(CIMS)、工业机器人、纳米技术等,以及这些数控技术在国防工业、机电工程等方面的典型应用,使得学生大大增加了学习兴趣和爱国激情,由此产生危机感与紧迫感。数控技术相关课程板块主要介绍数控技术包含了哪几门课的内容,即要学好数控技术,必须将相关课程学好,使得学生一下就明白了数控技术在课程中的地位。网络教室板块是将相关课程的教学课件或授课视频挂于网上,使得学生能在网上将相关课程的内容再进行一次补习。如讲到数控系统的时候,网络教室板块上就上传了微机原理的讲稿,学生将微机原理的复习与数控系统的学习有机地结合起来,一方面能对所学的知识进行一次复习,另一方面理解了原来所学知识的工程应用。网上答疑是老师与学生联系的桥梁,老师每天上网,将学生在作业中、学习中产生的问题作及时回答,同时,老师也及时了解了讲课的效果。数控技术的基础知识板块,是老师让学生自学的内容板块,在40课时中没讲到的内容,老师在基础知识中详细地讲述,学生只要根据老师布置的自学内容,上该板块就可以网上学习。数控杂志内容,主要与外网链接,在每期杂志上,能阅读到数控技术的动态、关键技术的突破状况、典型数控系统的培训等相关内容,大大激发了学生的学习兴趣。技术前沿、网络教室、数控基础知识、网上答疑等板块均为互动板块。如在技术前沿板块,如学生发现最新的内容,可以将其摘录下来,上传到该板块,内容就可以实现共享。为了鼓励更多的学生参与到该学习活动中,将平时成绩的评定与在网上发的帖子相结合,使学生从不自觉到自觉,潜移默化地影响学生的学习方法与学习态度。
2课程实验的网络教学改革
教学实验是对理论学习的有效补充,是培养学生动手能力与思考问题能力的重要环节。一般的学校对实验相当重视,我们也不例外。在数控机床的实验环节的网络教学有两个方面的内容,一种为虚拟实验,另外一种为操作实验。数控技术课程的实验教学,采用虚拟实验与操作实验相结合的方式。
在实验教学中,采用软件实现虚拟的实验教学,如数控机床换刀机械手的机构组成实验。实验采用虚拟实验的形式,教师主要是制订实验的工况、零部件及要实现的目标,学生可以在零件库中选取零件进行组装,最终形成实验目标所要求的换刀机械手形式与功能。
数控编程有其特殊性,数控系统多种多样,虽然系统的性能等方面不同,但其系统指令大同小异,所以,老师在讲理论课的时候一般重点讲授编程方法与技巧。在编程时,学生编制的程序五花八门,各不相同,当然也存在很多的错误,实验老师如果察看每个学生的问题,可能来不及。网络平台就起到了相当大的作用,老师可以将实验的要求、示范编程等内容通过网络实时传送到每台学生机上,学生可以通过讲解与编程切换的方式,将屏幕切到编程界面,就可以进行编程。如果有问题,根据优先原则,可以上传到教师机上,老师可以将修改好的内容发送到该台学生机上,实现了实验中与学生的实时互动。
3课程实践环节的教学改革
实践教学环节,是学生从课本、实验室走向工程实践的一个重要环节,到工厂、生产第一线去,了解数控设备及加工情况,丰富课堂教学内容。课程的实践环节分为两个部分,一为参观型,另外一种为操作型。由于纪律及生产任务等原因,不允许学生亲自动手使用工厂的设备,但通过参观工人的操作与编程,同样得到许多知识与经验。如上海柴油机股份有限公司从国外进口的数控镗床能实现上下、左右、前后及旋转运动,学生通过参观加工与编程,了解了加工过程中指令与动作之间的关系,了解了编程工艺与加工路线之间的关系,理解了对刀点、换刀点、机床原点、编程原点、坐标平移等内容。又如学生在参观上海机电一体工程有限公司的美国辛辛那堤10-VC数控铣削加工中心时,机械手能实现自动换刀,了解了机械手在数控机床上的应用,通过现场教学,学生掌握了数控加工工艺的制订等内容,同时也了解了10-VC铣削加工中心的工作原理、编程与操作方法,理解了直流伺服在数控机床上的应用。
学生每年的暑期均前往上海市职业培训指导中心进行为期一周的操作实习,针对的是真正的数控设备,教师一对一教学。学生通过操作实习,不但掌握了数控系统各部分的功能、数控系统中的速度环与位置环之间的关系、不同系统的数控编程,而且体会了伺服系统的控制的优势。
三、结束语
通过对“数控技术”课程的教学模式的思考,形成了一套较成熟的具有研究型本科特色的适应机电专业教学要求的课程理论体系与实践体系,使学生能更好地掌握数控的理论知识,培养了学生的工程能力。
参考文献:
上个世纪80年代,计算机技术的飞速发展带动各行各业的迅速进步,依赖计算机自动控制技术的现代机械制造业也逐步脱离传统制造,转变为高效率生产。由集成电路板支撑的数控技术为核心的数控铣床率先走进了机械制造业,然后各种数控机械迅速充斥了机械制造业。从数控车床到镗床、磨床、钻床再到大型的冲床、板材一次性成型机械、车削设备等等,CAD等机械模拟制图软件的开发利用又进一步的提高了机械制造的工程化发展。计算机已经走进了微电子的时代,数控技术也不例外,微电子技术为数控技术的更精细更准确操作提供了可能,微电子技术使得操作界面更加人性化,也更加小巧精致,实现的功能也更加丰富。不仅仅是单个制造产品,还可对成品进行计数打包装箱等后续步骤,操作工人只需在一旁监管突况的发生。传统的机械制造业也可以进行计算机自动控制化的改造,实现对零散的生产设备统一管理,协调一致的生产。通过计算机模拟技术,可以找到机械制造中效率和利益最高的生产状况,为企业带来更大的利益。计算机技术不仅仅是对机械生产中起到作用,在原材料的购进,原材料的加工利用,产品的后续包装销售过程中,计算机能构架一条完整的集成制造体系。
2数控技术的生产利用
在一些恶劣的生产环境中利用数控技术尤为重要,在化工生产过程中,粉尘、有毒有害气体无时不刻威胁着生产工人的人生安全,数控技术的引用不仅改善了工人的劳动条件,提供了安全保障,同时对企业来说,也提高了产品的生产效率,实现机械化。在生产加工中对环境要求非常高的加工过程中,数控技术可以摆脱人的因素,能提供更优的生产环境,例如在食品加工过程,传统的作坊式生产明显不能满足我们对食品卫生的要求,在现在化无菌化生产条件中数控技术减少了人为操作,一切由机械代替手工自动完成,保证了生产加工的质量要求。数控技术对既定的生产过程进行控制,一般采用负反馈的调节机制,利用传感器发现错误并及时采取相应的处理方法,实现全过程的智能化一体化生产。
2.1在采煤业中的应用
在传统的采煤业中,一般是由采煤工人在地下进行挖煤作业,由于地下情形的不可预知性,煤矿事故频繁发生。即使是在采用机械化采煤技术的今天人工的操作依旧存在,地下煤层环境的不同,也需要采用不同的机械。数控技术在采煤机的应用,解决了单件下料的重要难题,数字化技术能够模拟出最优的套料方案,不仅能实现采煤机械的高效率生产,还能极大的避免人工直接操作的危险性,降低甚至杜绝了煤矿事故的发生,提高煤矿生产企业的经济效益。
2.2在汽车行业中的应用
汽车行业近些年在我国发展迅猛,数控技术在汽车工业中加快了汽车零部件的标准化生产,有数控技术控制的生产中心更加智能化,不仅高效率还能满足产品更新的要求,还能制造一些极为复杂的零部件,为汽车工业的整体发展添砖加瓦。将不同零部件数字化处理后存储在计算机中,利用模拟技术可以虚拟制造出各种汽车模型同时利用各种试验软件模拟测验,了解其参数,更迅速的开发出一种产品来,缩减了汽车的研发周期。
2.3在新型机械制造领域的应用
在航天领域,许多零部件需要特殊的加工,才能满足平整度、刚度、柔韧性的要求,传统的制造也很难满足这些加工要求,这就要求数控技术对材质进行精密的微加工,不仅节约了材料还能更快的实现零部件的加工,推动了航天领域的发展。其它高精度的科学仪器亦是需要数控技术的应用。
3机械数控技术的未来发展
3.1更精确
利用数控技术完成高精度的机械操作,在微米级乃至于纳米级的操作级别上手工借助机械一般很难完成及其细微的工作,只有通过数字控制技术进行分子的自组装完成对纳米级别的加工,数控技术精确到每一步,严格控制生产环境,将各个生产环节严丝合缝的连接起来,最终完成高精度超复杂的产品生产。
3.2更大
在微观领域,数控技术可以做到微米级和纳米级,机械设备也可以做的很小。在另一方面,数控技术结合大型生产机械也成了未来发展的一种走向。利用数控技术为核心的3D打印技术可以自行一体化建设大型建筑,在对复杂机械的组装上,大型组装机械自动精确组装每一个零部件,节省时间提高效率。
3.3更快
没有最快只有更快,数控装置在未来几年内需要具备高速处理大量指令的能力,处理数据的能力和反应的时间长短决定了精确度。这不仅需要算法上的不断改进和优化,更需要硬件设施的不断提升。由于计算机运行速度的飞速提升,CPU的运行频率早已达到上千兆MHz,在微秒级别上依旧能够快速做出反应。在另一个方面,伴随着数据处理速度的提升,机械传动速度度提升也十分迅猛,主传动轴的转动速度已经达到100000转每分钟了,转速的提高对附加的进给部件的刚度和韧性也提高了很大的要求。
4小结