劉佳鑫

（吉林工商學(xué)院，長(zhǎng)春 130507）

淺析數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用

劉佳鑫

（吉林工商學(xué)院，長(zhǎng)春 130507）

作為一種現(xiàn)代化的加工手段，數(shù)字加工技術(shù)是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的挑戰(zhàn)，已經(jīng)引起世界各國(guó)科技工業(yè)界的重視。本文主要闡述了數(shù)控加工技術(shù)的產(chǎn)生背景、含義、分類及工作原理等幾個(gè)方面的內(nèi)容，旨在幫助廣大讀者對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍作進(jìn)一步的了解。

數(shù)字加工技術(shù)；特征；應(yīng)用

1 引言

數(shù)字控制加工技術(shù)與電子計(jì)算技術(shù)相似，也包括設(shè)備和程序兩方面，其中作為自動(dòng)加工手段的數(shù)字加工控制裝置被稱為硬設(shè)備，它相當(dāng)于電子計(jì)算技術(shù)中的通用電子計(jì)算機(jī)，可以進(jìn)行數(shù)字控制加工。而結(jié)合數(shù)控裝置應(yīng)用需要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的數(shù)控編程，得到的程序被稱為軟設(shè)備，其可以結(jié)合數(shù)控?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)的進(jìn)行繪圖、切割、冷彎等相關(guān)方面的加工。以“軟設(shè)備”和“硬設(shè)備”構(gòu)成的數(shù)字控制加工技術(shù)具有加強(qiáng)的實(shí)用性和實(shí)踐性，筆者在下文中就數(shù)字控制加工技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用進(jìn)行分析，希望對(duì)于提高數(shù)控教學(xué)起到一定的促進(jìn)作用。

2 數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生的背景

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)品的復(fù)雜程度與日俱增，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求也越來越高。在航空、航天、微電子、信息技術(shù)、汽車、軍工和計(jì)算機(jī)技術(shù)等行業(yè)中，零件形狀復(fù)雜各異、結(jié)構(gòu)改型頻繁，零件精度高、加工難、生產(chǎn)效率低等問題日益突出。為解決上述問題，以機(jī)械加工工藝過程的自動(dòng)化和智能化為重要手段的技術(shù)——數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生了。

2.2 數(shù)控加工技術(shù)定義

數(shù)控加工技術(shù)作為一種現(xiàn)代化的加工手段，它指的是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單的說就是利用數(shù)字化控制系統(tǒng)在加工機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工。利用數(shù)控加工技術(shù)可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的精度和準(zhǔn)度都可以得到很好的保證。它的廣泛應(yīng)用使普通機(jī)械被數(shù)控機(jī)械所代替，使全球制造業(yè)發(fā)生了革命性的變化。因此，數(shù)控技術(shù)的水準(zhǔn)和普及程度已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要指標(biāo)，同時(shí)，也成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。

2.3 數(shù)控設(shè)備的編程

數(shù)字控制加工設(shè)備不同于普通的加工機(jī)床，因?yàn)閿?shù)字加工設(shè)備在執(zhí)行各項(xiàng)功能時(shí)，要完全受數(shù)控裝置程序的控制。換句話說，數(shù)字加工設(shè)備是在計(jì)算機(jī)程序的控制之下進(jìn)行有效、規(guī)范的運(yùn)作。可以說，數(shù)控系統(tǒng)有效運(yùn)用的關(guān)鍵在于程序設(shè)計(jì)，只有確保編程程序合理、有效，才能通過操作程序控制數(shù)控機(jī)床自動(dòng)的進(jìn)行加工工作。通常數(shù)控系統(tǒng)程序編程主要內(nèi)容包含：

（1）對(duì)零件圖紙進(jìn)行了解，在其中選取基本數(shù)據(jù)，如基本坐標(biāo)點(diǎn)、圓心、曲線交點(diǎn)等。根據(jù)零件圖中點(diǎn)線面的關(guān)系，構(gòu)建方程或進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，為合理的進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)編程創(chuàng)造條件。

（2）對(duì)整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)操作進(jìn)分析，編制數(shù)控系統(tǒng)加工工藝流程。（3）確定機(jī)床各部分移動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)關(guān)系。

（4）結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)際情況以及計(jì)算機(jī)特點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)程序編制，并確保所編制的程序可以有效的應(yīng)用。

2.4 數(shù)控裝置的工作原理

在我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，用電子計(jì)算機(jī)為主的數(shù)控裝置有很大程度的優(yōu)化和創(chuàng)新，促使數(shù)控裝置逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床主要由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置（CNC）、伺服驅(qū)動(dòng)及位置檢測(cè)、輔助控制裝置、機(jī)床本體等幾部分組成。其中核心部分是數(shù)控裝置。數(shù)控裝置的工作原理是：該裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。

3 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用范圍

數(shù)控加工具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和通用性，能獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量，具有生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。由于它可以進(jìn)行復(fù)雜的生產(chǎn)活動(dòng)，能夠改善勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，適用于現(xiàn)代化大規(guī)模的生產(chǎn)管理，因此合理地選擇和運(yùn)用數(shù)字加工技術(shù)，必定可以提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，最終大幅度提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

數(shù)控機(jī)床是數(shù)控加工技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中的具體運(yùn)用，它是一種高度自動(dòng)化的機(jī)床，有著普通機(jī)床所不具備的許多優(yōu)點(diǎn)，所以數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大；但數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化產(chǎn)品，技術(shù)含量高，制作成本昂貴，操作起來具有一定難度，后續(xù)維修和保養(yǎng)費(fèi)用也較高，因此，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，數(shù)控機(jī)床一般適用于以下幾種類型零件的生產(chǎn)加工：（1）多品種、小批量零件；（2）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件；（3）需要頻繁改型的零件；（4）價(jià)格昂貴，不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件；（5）需要最小生產(chǎn)周期的急需零件。

4 結(jié)束語(yǔ)

進(jìn)一步了解和熟悉數(shù)控加工技術(shù)的基本特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，有助于我們更加有效地應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，提高設(shè)備加工的準(zhǔn)確性和有效性。相信隨著科技的不斷提高，數(shù)字控制加工技術(shù)將會(huì)更加完善，在數(shù)控系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。作為一名機(jī)械專業(yè)的高校教師，我們除了幫助學(xué)生掌握系統(tǒng)而扎實(shí)的理論知識(shí)，更要努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，為社會(huì)輸送既有學(xué)歷又有很強(qiáng)操作能力的數(shù)控加工人才。

[1]谷岳.數(shù)字控制加工技術(shù)[J].造船技術(shù)，2002（04）.

[2]張?zhí)爝?，林才輝.基于數(shù)字控制的功率因數(shù)校正技術(shù)的研究[J].計(jì)算機(jī)仿真》，2009（02）.

[3]王濤.數(shù)字控制有源功率因數(shù)校正技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)，2011.

[4]陶玉貴，余紅英，喻潔.基于DSP和ISP1581的USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].安徽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（03）.

[5]潘偉維，劉康，楊大志.基于DSP的運(yùn)動(dòng)控制卡的硬件設(shè)計(jì)[A].全國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第十屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)研討會(huì)論文集[C].2011.