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装备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(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。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。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
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:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。
一、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,他对国计民生的一些重要行业(it、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。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[1~4]。
1、 高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(cirp)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从emo2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国cincinnati公司的hypermach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国dmg公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的mtbf值已达6 000h以上,伺服系统的mtbf值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
2、轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在emo2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国dmg公司展出dmuvoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由cnc系统控制或cad/cam直接或间接控制。
3、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的ngc(the next generation work-station/machine control)、欧共体的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller),中国的onc(open numerical control system)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在emo2001展中,日本山崎马扎克(mazak)公司展出的“cyberproduction center”(智能生产控制中心,简称cpc);日本大隈(okuma)机床公司展出“it plaza”(信息技术广场,简称it广场);德国西门子(siemens)公司展出的open manufacturing environment(开放制造环境,简称ome)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
二、 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。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。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。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。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。在此阶段,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。
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。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。
2、初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。
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,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。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。
a.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。
b.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;功能部件专业化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;可靠性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的品牌效应,用户信心不足。
c.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。
分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。
a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足;对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足;对我国数控技术应用水平及能力分析不够。
b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多,从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少;没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。
c.机制方面。不良机制造成人才流失,又制约了技术及技术路线创新、产品创新,且制约了规划的有效实施,往往规划理想,实施困难。
d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强,核心技术的工程化能力不强。机床标准落后,水平较低,数控系统新标准研究不够。
三、 对我国数控技术和产业化发展的战略思考
1、 战略考虑
我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”,而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。
2、 发展策略
从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。
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。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
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。
【关键词】专业调研;数控技术;专业建设;职业分析;课程设置
一、行业企业人才需求调研
1.行业企业发展现状及趋势
数控技术应用专业及其专业群主要服务产业的机械装备制造业一直是江苏省的支柱产业,而江苏省的机械装备产业长期以来一直具有较强的制造和配套能力。目前,江苏省“十二五”规划的主导产业发展重点高端装备制造业。
在市场需求的拉动下,我国数控机床行业的旺盛需求仍将保持高速增长,年均复合增长率达到37.4%。数控机床已成为机床消费的主流,十二五期间我国将持续投入,且力度加大,每年重大专项将带动资金投入100亿以上。不仅带动了我国国产数控机床及其数控系统和相关功能部件的市场发展,也为国内数控系统生产厂商不断发展自己的技术,扩大市场提供了极好的机遇。
为此,职业技术学校开设的《数控技术应用》专业正是适应了全省经济发展对人才的客观需求。
2.行业企业的人才结构现状和对高技能人才需求分析
我省未来制造业将日趋国际化,高科技、高质量、高效能将成为未来企业的基本特征,新产品的制造将会依赖于新技术、新设备、新工艺的运用。技能人才的技能适应性也必须从简单工种到复杂工种、从单一工种到交叉复合工种、从单一的机械化到机电一体化、从手工操作到计算机程序自动控制。为了迎战电子时代的到来,我市的许多企业正在逐步引进一流的先进设备,如加工中心、数控车床等。要驾驭这些先进的生产设备,要求技能人才具有一岗多职、一专多能的综合能力,如计算机操作技能,工艺设备能力、CAD、CAM操作技术、外语水平等。
我们组织力量实地走访了省内地区几家大型国有企业、外资企业、股份制企业以及民营企业。分别调研了无锡透平叶片有限公司、无锡海天机械有限公司、卡特彼勒(中国)机械部件有限公司、铁姆肯(无锡)轴承有限公司、博世汽车柴油系统股份有限公司、太仓直塘通港机械厂、海瑞恩精密技术(太仓)有限公司、高迈特精密刀具(太仓)有限公司、无锡国盛精密模具有限公司、无锡德士玛射机械有限公司、无锡五洋赛德压缩机有限公司、一汽解放汽车有限公司无锡柴油机,通过对职业素质方面、能力结构方面、专业技能结构方面等的调研,获悉数控技术人才今后还会有较大需求。高层次技术人才将成为各企业争夺的对象,对社会需求现代制造技术领域高层次人才的前景十分看好。
二、人才培养方案制订或修改的建议
1.对人才培养目标的建议
本专业培养掌握数控加工现代制造技术必备的基础理论、专门知识和相关设备的操作技能,具有较强的实践能力,德智体美全面发展,适应企业生产需要,面向数控设备操作、数控程序编制、加工质量检验、现场技术服务一线的应用型高技能人才。为此应加强校企合作,打造“订单式”人才培养模式,职业教育走校企合作的道路,有利于提高数控人才培养的针对性,实现学校和企业的“双赢”。企业的需求是职业院校确定数控人才培养目标的根本依据。职业教育只有面向市场,以就业为导向,才会有出路。学校根据公司提出的培养目标,针对企业实际需要培养毕业生,在毕业生学完规定的课程后,最后半学年双方在师资、教学资源上进行共享,学生全方位接触公司的数控产品,进行实际操作。这部分学生在公司工作后,上手很快,立即可走上工作岗位,很快显示出很强的适应性。
2.对课程设置的建议
(1)理论课程综合化
设置综合课程,将平行的理论学科、实验学科和实训学科的有关内容相互关联地结合在一起,使其在进度上、相关内容上能密切配合,如《机械制造技术基础》课程综合为机械制造概述、钳工技术基础、车工技术基础、铣工技术基础、其他机械加工常识、机械装配常识、机械制造综合训练等7个单元,每个单元都配套进行相关工种的技能培训;减少学科数量,对利用有限的学时产生好的教学效果更为有效。采取综合学科可以密切几门学科内容之间的联系,加强教学内容的实用性;大大压缩理论课讲授学时,由于课时少,学科的有关内容揉合在一起,该课程的应用专业进一步拓宽。
(2)实践课程模块化
“宽基础、活模块”课程模式中的“活模块”是在课程结构最后阶段提供模块化设计,教学内容上强调要面向数控加工技术职业群,根据一个或几个实际需要强化技能知识作为主要参考设置模块。如设置数控车模块、数控铣模块、数控加工中心模块、CAD/CAM模块。每个模块都项目化,包含了数控机床操作、工量刃具的使用、相关图样识读、加工工艺编制、材料特性检测等项目,彻底改变理论、实践教学分离的传统教学方法,课程结构和内容既能保证理论实践一体化等先进教学方法的实施,从而保证了理论教学与实践教学的有机衔接,又可为全面客观地评价教学质量提供操作平台。本专业的课程设置为必修课(含公共课和专业核心教学与训练项目)、选修课、企业实习三部分。
3.对教学模式改革的建议
在经历了人才培养方案模式变革、课程标准修订之后,课程改革在课程内容确定、课堂教学模式等方面受制于班级学生数、教师教学能力、实验实训条件等多种因素,目前应进入实质性推进措施。应进一步扩大理实一体化课程的开设比例,实施项目教学法、实行模块化教学法。改革现有的教学评价体系,探索综合性教学评价方式,完善相应地教学评价体系,健全专业建设管理机制,建立多元化的评价体制探索“学分制”的教学管理模式。根据行业技术发展趋势,在教学中及时引进先进制造技术,有效地培养学生创新意识和可持续发展的能力。
4.对专业师资配置及任职要求的建议
目前本专业教师队伍在数量和质量上存在不足,主要表现在以下几个方面:
专业教师个体之间能力发展不平衡,骨干教师数量不能满足专业建设、课程开发、技术培训、产学研等专业发展重点方向的需要;专业教师职称建设不能满足五年制高职专业建设的需要;专业教师数量,特别是实训教师数量不足。
因此应借助名师工作室、导师制、教学科研团队、青蓝工程等多种形式,提高专业教师师资队伍建设效率,提升专业教师专业建设、课程开发,教科研、产学研能力;
加强“双师型”师资队伍的建设。培养具有综合工程实践能力的“双师型”教师,真正搞好“工程师、教师”型的“双师型”师资队伍建设。安排教师深入企业一线学习企业高新设备的操作、工艺分析、设备故障诊断和排除等知识和技能,使教师构建实实在在的“四新”能力结构;积极引进企业一线具有丰富现场经验、组织能力较强的工程师充实教师队伍,调整教师队伍结构,把企业最新的技术、方法、知识和工艺带到学校教育教学中来。从而确保职业学校教学内容与企业的零距离接轨,确保职业学校专业教学的先进性。
5.对专业实验实训资源配置的建议
各学校实训资源配置情况有所不同,一些学校的数控加工实训还是以数控车床为主,铣床为辅,其比例大约是10比1~2左右,随着先进制造方法的广泛应用,传统的加工方法受到挑战。数控车削加工将不再是金属切削的主要方法,而适合模具制造的数控铣床(加工中心)会越来越多。再次,CAD/CAM的发展使三维设计广泛应用于实际加工,特别是应用于模具制造中,数控铣床与CAD/CAM的无缝对接把模具制造推向前所未有的崭新时代。企业对数控铣床(加工中心)的需求量明显上升,熟练其操作、能编程、懂调试、会维修的复合型人才备受青睐。
鉴于以上原因,作为培养数控技术应用人才的职业技术院校,应逐步加大数控铣床在数控实训设备中的比例,将实训重点由原来的数控车床为主的两轴联动加工,逐步过渡到以数控铣床(加工中心)为主的三轴联动加工,这样培养出来的学生将更符合社会的需求。
在选择数控机床的数控系统时,可以选择一定量的FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系统,同时也要考虑选择一定量的其他系统,特别是开放式数控系统,尽量做到合理配置,既有经济型、普通型,又有少量高档型。考虑到学校主要是用于培训和教学,对机床的精度要求不高,为了缓解资金压力,一般应尽量选择国产数控机床。
我国进入21世纪之后,现代化工业发展迅猛,机械制造行业间的竞争也日益激烈,机械制造业为了提高生产效率,争相使用数控技术。数控技术是一种自动化技术,能够有效促进生产力发展,现在已经广泛地应用在机械制造行业中,为机械制造产量及质量提高做出了贡献,也有效地推动了我国社会主义经济建设及发展。本文将重点分析下数控技术概念及特征,探讨机械制造中对数控技术的实际应用。
关键词:机械制造;数控技术;实际应用
0引言
机械制造行业在我国社会经济发展过程中具有重要作用,它是我国的基础行业之一,关系着我国的国民经济发展。随着我国经济及科学技术发展,机械制造的数量与质量也得到了较大提高,机械制造与人们的生活息息相关,而机械制造行业中关键组成部分是数控技术,这项技术推动了机械制造业的有序良好发展,下面我们将具体分析下数控技术概念及其特征和,使其更好地应用在机械制造中。
1数控技术概念及特征分析
1.1数控技术概念
数控技术是一种自动化技术,融合了计算机技术、通信技术及传感监测技术等,通过发出数字命令信息指令,开展对机械二次加工并控制工作,这种技术的设备物质载体是数字化信息设备及控制运行设备,该项技术含量非常高,将其使用在机械制造领域中能够有效提升生产制造效率,还能够保证生产产品的质量与精确度。
1.2数控技术特征
数控技术还有一些特征,也是其优点,第一就是便利性,这个特点体现在多个方面,使用数控技术,能够有效减少传统机械制造业中繁复的工艺流程,具有较大便利性。另外,机械制造过程中使用数控技术,能够改变机械制造中的加工工艺参数,从而进一步提升机械制造的便利性。第二是高效率,数控技术应用在机械制造中,在一次装夹工作中能完成多道加工工序,有效减少辅助时间,但是同时也保证了加工精度;而且这种技术能够完成复杂零件及曲面形状零件的加工[1]。
2机械制造中对数控技术的实际应用
2.1工业生产对数控技术的应用
工业生产过程中对数控技术使用得非常广泛,工业生产中的食品加工及造纸印刷是使用频率最高的产业,而且这种数控技术对金属冶炼及农药工具加工等危险性操作中具有更重要的作用。数控技术使用在工业生产中,不仅有效地改善了工作环境、减低工作危险性,工业生产人员的工作效率也得到了极大提高,生产成本进一步降低,最终推动了工业生产的机械化与自动化。实际工业生产过程中,采用的数控技术主要是通过控制生产主体计算机来控制工业生产的流程与程序,因为计算机系统具有非常强大的感应功能,因此其能够快速发现并及时处理错误,这样就安全有效地保证了工业生产系统的稳定操作性。
2.2煤矿机械对数控技术的应用
煤矿是我们人类赖以生存及发展的能源基础,在人们的生活及生产中具有重要作用,但是煤矿开采及运输是一件非常危险的事情,煤矿技术人员及操作人员需要保持高度警惕性。煤矿开采过程中最常使用的工具是采煤机,煤矿开采环境比较恶劣、技术要求高而且采煤机的种类也非常繁多,因此采煤机最好是进行小批量生产。采煤机生产过程中一个重要环节就是完成机壳毛坯焊接,但是传统的机械加工制造不能单独完成一件的下料,而将数控技术应用其中实现了上述不可能的事情,有关技术人员发明研制了数控气割,开展了数控化机械生产,它采用特殊数控程序,进行单一物件的下料,这样的工作程序有效地节省了时间,提高了工作效率,也有效地优化了套料选用方法[2]。
2.3汽车行业对数控技术的应用
随着我国社会经济的日益发展,人们物质生活水平也随之提高,人们对于出行交通工具有了更新更高要求,汽车已经成为了人们外出游玩的交通工具,也受到了越来越多人的喜爱,汽车购买数量及质量呈现出上升趋势。汽车行业面对这种状况,竞争也日益激烈,数控技术在汽车行业中的使用,有效地加快了汽车零部件的生产速度,提高了汽车生产及投入市场的效率,促进了汽车行业的快速健康发展[3]。汽车行业现在已经发展到了现代化水平,汽车生产流水线上更多使用到了高速控制机床及数控技术,这种数控技术下的控制机床,生产速度非常快,而且具有很好的灵活性,满足了汽车生产者的需要。数控技术应用到汽车生产过程中后,能够使生产流水线作业更加高效化、智能化,而且汽车从生产零件、组装一直到后期的试运行的全过程都能够被控制监测到,这样很好地满足了高质量及高产能的需求。
2.4机床设备对数控技术的应用
机械制造过程中具有关键作用的是机床设备,机床设备是机械制造的核心与灵魂,而数控技术应用在机床设备中,实现了机械及电子科技技术一体化的目标,将数控技术引入到机床设备中,并加入计算机技术及互联网通信技术等,这样能够有效控制机床生产过程中每道工序参数、时间及规格,实现统一规范化生产操作,也使得机床设备在使用过程中更稳定、更安全,进而促进数控技术下的机床更加准确、更加精细地控制零件位置及操作冷却泵等生产环节。
2.5航天工业对数控技术的应用
数控技术也能应用到航天工业中,航天工业中常常要使用到许多高精密度的零件,但是使用传统机械制造并不能满足航天技术在制造步骤上的精益求精需求,而将数控技术应用在航天工业中,能够对小部件材质进行深度加工,这样有效地节省了资源、防止了浪费能源。
3结语
目前,数控技术已经越来越广泛地应用在机械制造业中,例如工业生产、煤矿机械以及机床设备等等,这项技术在这些产业中发挥着积极而重要的作用。随着社会及科学技术发展进步,人们对于数控技术的要求也越来越高,相关人员在研发生产过程中不仅要使用好数控技术,还要做好研发工作,积极更新数控技术,改进现阶段数控技术的不足与缺点,将其更好地应用于机械制造生产过程中,为我国的国民经济发展贡献力量。
参考文献:
[1]刘从军.数控技术在机械制造中的应用探讨[J].科技展望,2015(07):52.
[2]戴玉翔.数控技术在机械制造中的发展与应用[J].科技创业家,2014(02):78.
关键词:数控技术;机械制造;应用
近几年来我国的经济快速发展,这使得人们对生产水平的要求也越来越高。特别是我国机械制造行业的技术改革,已经成为社会非常关注一个问题。若要提高我国机械制造行业的生产水平就要应用数控技术。利用数控技术这一先进的技术可以有效提高机械制造行业生产过程的智能性以及科学性,减小在机械生产当中遇到的故障,从而进一步提高我国机械制造行业的生产水平。随着科技的发展,市场竞争越来越激烈,机械制造行业为了适应市场的需求,数控技术越来越被机械制造业重视。数控技术是机械制造行业实现自动化的关键,它的出现给传统的机械制造业带来了巨大的变革。如何能增强机械制造业的竞争力以适应飞速发展的社会,这就需要我们能够充分将现代数控技术应用于机械制造行业。将机械制造行业的效率和质量大力提高的新的水平,从而满足市场的竞争。
1数控技术的发展现状
机械制造行业的发展促进了经济的发展,也为很多人提供了更多的就业岗位,促进了很多高品质机械产品的产生,方便了人们的生活。因此,机械制造行业有效推动了我国工业化的发展,促进了我国经济的快速发展。若要进一步提高我国机械制造行业的水平就需要对生产技术加以优化,而通过数控技术就可以实现这一技术的优化。数控技术实现了机械制造行业的高制造效率和高产品质量,同时实现了制造过程的监督和控制。现阶段我国的机械制造行业发展相对于西方发达国家较为落后,因此,我国在发展机械制造行业时要充分借鉴国外先进的生产理念,通过将国外的先进机械生产技术引进国内,来将我国传统的机械生产模式转变为现代化的机械生产模式。我们应充分意识到,现代化的生产模式是离不开数控技术应用的[1]。在机械生产时利用数控技术,可以通过计算机处理器系统来控制机床,更便于管理,也会提高加工产品的质量和规范性,也会节约很多的时间,从而提高生产效率,并进一步提高经济效益。在20世纪50年代,数控技术就已在我国有所应用,但受限于当时我国的技术水平,而且我国科研人员对数控技术的认识不足,使得数控技术并没有在我国更多地应用起来。随着我国科研水平的提高,数控技术才开始被重视起来,尤其是在我国的机械制造行业有了很大的应用,我国开始建立数控技术研究中心来对数控技术进行专门的研究,并且取得较大的成效。在20世纪80年代,我国的数控技术开始发展,但由于当时数控技术水平较低,不能实现机械生产的智能化操作,也不能实现生产自动化,导致我国的机械制造行业不能快速发展。后来随着科学技术的发展,我国的数控技术才有了一定的发展,实现了控制系统的智能化以及数字化,在机械制造行业有了广泛的应用,有效提高了机械制造质量,从而促进了我国机械制造行业的发展。我国的机械制造业已经初具规模,除了能够满足国内的需求,还有部分出口国外。现在我国的机械制造的机床性能已经有了大力的提升,甚至有的机床性能达到了世界先进的水平。目前PC机已经广泛引用于数控机床,使得我国的数控技术在硬件和软件都有了一定的提升,数控系统的可靠性也有了极大的提高。虽然我国的机械制造工业已经取得了巨大成就,但是与世界先进技术相比还差的很远。高精度的机床不能够满足需求,精度相对较差,尤其是在数控机床的产量方面,技术水平方面,还有质量保证方面都大大落后于世界先进水平。造成这种局面的主要因素是管理不到位、生产技术水平低下、制造工艺较差等。因此为了振兴我的机械制造业,必须加强管理,提高工艺水平,大力推行全方面的质量管理。
2数控技术的发展趋势
2.1数控技术正在向更为广泛的领域发展
现阶段,我国发展数控技术的目标是不断地提高其数字化以及智能化。为满足我国社会经济的发展需要,并适应时代的发展趋势,我国必须要在机械生产领域有效提高数控技术水平。在我国,数控技术在机械制造行业的应用领域主要为汽车及航空设备的制造等,这些机械制造都为技术集中型,通过数控技术可以有效控制这些机械的生产从而保证产品生产的规范化以及精确性[2]。在机械产品制造时,就算只是一个小小的零件的加工失误都有可能造成很大的损失,因此在机械制造过程当中要求必须能保持谨慎性和科学性。当人工进行操作时可能会由于身体原因或者个人的失误而使产品制造过程出现问题,不能满足机械制造所要求的谨慎性和科学性,而数控技术的出现就避免了这种问题的发生,并且有助于提高产品的精密度。在未来的生产中,机械制造的精密度和规范化将会成为数控技术的发展趋势。
2.2五轴联动加工和复合加工机床快速发展
当采用五轴联动加工三维的曲面零件时可以用刀具的最佳几何形状切削零件,这既能提高零件光洁度还能进一步提高生产效率,相比三轴联动而言,五轴联动加工可以发挥更高的效益。但是由于过去五轴联动数控系统、主机结构复杂等一系列的原因,五轴联动数控技术的价格过高,编程技术也较难,这就在很大程度上制约了五轴联动数控机床的发展[3]。而电主轴的出现大大简化了五轴联动加工的复合主轴头结构,从而降低了机床成本以及制造难度,这就促进了复合主轴头类型五轴联动数控机床和复合加工机床的发展。
2.3智能化、开放式、网络化成为主要趋势
新时代的数控装备都具有智能化系统,智能化会表现在数控系统中的不同方面[4]。为了实现加工效率和加工质量上的智能化,如加工过程的自适应控制,自动生成加工工艺参数;为了提高驱动性能和使用连接方便的智能化,如数控电机参数的自适应运算以及前馈控制等;简化操作及编程方面的智能化,如智能化人机界面以及智能化自动编程等。为了进一步解决传统数控系统的封闭性以及数控应用软件的产业化生产问题,有很多的国家开始研究开放式数控系统。开放式数控系统即在统一的运行平台上进行数控系统开发,并面向最终的用户或者机床厂家。可以对结构对象进行增加、改变或者是剪裁来形成系列化,将用户的特殊性应用以及技术方法统一地集成到控制系统中,从而实现不同档次、不同品种的开放式数控系统,并进一步形成有着鲜明个性的名牌产品。
3数控技术的应用
3.1数控技术在机床中的应用
要提高机械制造业的产品质量,提高机械制造业的市场竞争力,以便能够适应市场的变化,这就需要机床设备的机电一体化。利用计算机技术来控制机械制造,就是在机械制造的过程中充分将先进的数控技术应用到机床的控制上,计算机的数控技术为我的机械制造提空了这种方便。数控机床因为其自身强大的控制力和很多无可代替的优点,被广泛应用到机械制造行业,在机械制造行业备受青睐。数控机床依靠计算机技术实现了机床的机电一体化,实现了机床的各种操作被计算机程序代替。我国的数控机床飞速的发展正是由于计算机的大力支撑。
3.2数控技术在汽车工业的应用
近年来随着社会的发展,我国的汽车工业也突飞猛进的发展着,加工汽车配件的技术也在飞速发展,将数控技术应用到汽车制造业更是极大的促进了汽车工业的发展。将数控技术应用于汽车配件的生产中心,组成了高质量、高效率的生产线,极大的满足了配件的更替频率越来越快的需求。实现了多种类品种,小批量的高效率的生产模式。运用现代数控加工技术,复杂的配件加工制造能够很轻易的实现。数控技术在汽车行业还有其他的应用,例如虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等。现当今可以说,没有数控技术,就没有汽车制造业的飞速发展[5]。
3.3数控技术在机床设备的应用
机械制造的过程中,机床设备的作用无可比拟,数控技术使机床设备实现了机电一体化。数控技术是机床更加容易控制、更加安全,使其生产效率更高。在当代数控技术成为机械制造领域的发展主流趋势,越来越多的零件需要高精度的加工,也越使得人们越来越重视数控技术在机械加工中的应用。数控技术使机床设备具有了明显的优势,它提高了机械产品的加工精度、提高了机械制造的整体加工水平、提高了机械设备的应用性能。目前应用最广泛的机械设备是数控机床,它是传统机床和现代数控技术的完美结合[6]。数控程序代替了原先的操作人员,只要按照设定好的参数,数控机床便能够依照指令加工需要的产品,而且提高了加工精度和生产效率。
4总结
总而言之,现阶段数控技术已经成为我国机械制造技术的核心,也是机械制造实现网络化、集成化、自动化以及柔性化的基础,同时数控装备的水平也成为了衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的标志。我国应引进先进的数控自动生产线、数控机床以及刀具并同实用的高速加工技术相结合,使其在机械制造领域得以广泛应用。随着科学技术的发展,我国对机械制造的产品要求越来越高。数控技术正可以保证制造业的蓬勃发展,所以数控技术在机械制造业的应用越来越显得重要。我国要通过信息化系统来不断提高企业自主创新的能力、服务质量以及管理水平。要坚持培养一种可持续发展的核心竞争力,使我国的机械制造行业在国际竞争中立于不败之地。
参考文献:
[1]蔡苏明.浅析我国数控技术在机械制造业中应用的发展前景[J].才智,2014.
[2]李军,魏星,陈韬.浅析数控技术在机械制造中的应用[J].电子测试,2014:120~122.
[3]崔会彬.浅谈数控技术在机械制造中的运用[J].中国机械,,2015.
[4]张文文.浅谈高速数控机床在机械加工中的应用分析[J].中国机械,2014.
[5]郑明杨,王清超,钱庆镇.数控技术在机械制造中的应用[J].科技传播,2010,16.
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).