【正文】 對采煤機葉片、滾筒等下料，從而優(yōu)化套料的選用方案。在激烈的市場競爭的條件下， 9 如何謀生存、求發(fā)展，煤機行業(yè)本身的水平關鍵要看創(chuàng)新能力、人員素質和企業(yè)素質的提高 。 數(shù)控技術在煤礦方面的應用 我國是一個煤炭大國，煤炭資源在我國的能源系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。其中復雜的零部件加工制造能夠運用現(xiàn)代化數(shù)控加工技術中的快速 成形制造技術輕易實現(xiàn)，不但如此，還有一些其他方面的技術，如數(shù)控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等，在汽車制造工業(yè)中都有了更加廣泛的應用。 將加工中心和其他高速數(shù)控機床的高速柔性生產(chǎn)集“高柔性”與“高效率”于一體不僅滿足了產(chǎn)品更新?lián)Q代頻率越來越快的要求，做到一次投資。數(shù)控機床的運行處于不斷地計算、輸出、反饋等控制過程中，以保證刀具和工件之間相對位置的準確性，從而加工出符合要求的零件。 CNC 裝置根據(jù)輸入的零件程序和操作指令進行相應的處理，輸入位置控制指令到進給伺服驅動系統(tǒng)以實現(xiàn)刀具和工件的相對移動，輸出速度控制指令到主軸伺服驅動系統(tǒng)以實現(xiàn)切削，輸出 M、 S、 T 指令到 PLC 以實現(xiàn)順序動作的開關量 I/Q 控制，從而加工出圖紙要求的零件 數(shù)控機床加工零件時，首先必須將工件的幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)等加工信息按規(guī)定的代碼和格式編制成零件的數(shù)控加工程序，這是數(shù)控機床的工作指令。首先根據(jù)零件圖制定工藝方案，采用手工或計算機進行零件程序的編制，并把 編好的零件程序存放于某種控制介質中。數(shù)控機床一般由輸入輸出設備、 CNC 裝置（或稱 CN C 單元）伺服單元、驅動裝置（或稱執(zhí)行機構）及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本 6 體、測量反饋裝置等組成。所以，我們在 數(shù)控技術的研究和應用上還有很長一段 路要走，我們翹首以待中國的 DNC(數(shù)字制造 )技術能早日到來。這不僅是對引進技術的消化不夠，更重要的在于我們缺乏 完善的技術創(chuàng)新環(huán)境和應有的創(chuàng)新機制。當然，隨著微處理器的發(fā)展以 及現(xiàn)代 SOPC 技術的發(fā)展，無論從機械加工的生產(chǎn)技術發(fā)展還是從機 械設備的維修檢測以及集成程度的層次上，都勢必有極大程度的提 高。 （ 4）數(shù)控技術大大有利于實現(xiàn)計算機輔助制造。 5 (2)能高質量的完成普通機床難以完成的復雜零件和零件曲面形狀的加工，能夠高質量自動化完成制造出滿足需要的各種“奇形怪狀”的零件。由于計算機軟件的輔助功能替代早期使用純硬件電路組成的數(shù)控裝置，使得輸入數(shù)據(jù)的存儲、處理、判斷、運算等功能均由現(xiàn)場可編輯的軟件來完成，這樣極大的增強了機械制造的靈活性，提高設備的工作 效率。 它是集傳統(tǒng)的機械制造技術，計算機技術、傳感檢測技術、網(wǎng)絡通信技術、光機電技術于一體的現(xiàn)代制造業(yè)基礎技術，具有高精度，高效率、柔性自動化等特點。用數(shù)控技術實施加工控制的機 床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床稱為數(shù)控 (NC)機床。 4 第一章 數(shù)控技術的概論 數(shù)控技術的 簡介 數(shù)控技術，簡稱數(shù)控（ Numerical Control）。 當前，數(shù)控技術迎來了由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式的變革。 因此，以數(shù)控為核心 的機械設備的應用已經(jīng)成為衡量一個國家技術水平的重要標準。數(shù)控技術是機械制造自動化的關犍，要增強機械制造業(yè)的發(fā)展壯大，以適應飛速發(fā)展的現(xiàn)代化經(jīng)濟環(huán)境和市場的廣大需求 。 關鍵詞 機 械制造 數(shù)控技術 數(shù)控技術應用與發(fā)展 2 目錄 引言．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 第一章 數(shù)控技術的 概論 ．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 數(shù)控技術的簡介 ．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 數(shù)控 技術的特點．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 數(shù)控機床的 組成 ............................................5 數(shù)控機床的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． 6 第二章 數(shù)控技術在機械加工中的應用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 數(shù)控技術在 汽車工業(yè) 的應用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 數(shù)控技術在煤礦 方面的應用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． 9 數(shù)控技術在船舶 方面的應用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 11 數(shù)控技術在 機床上 的應用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． 11 數(shù)控技術在木材方面的應用．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 數(shù)控技術在 航空和宇航工業(yè) 應用 ...............................13 第三章 數(shù)控技術的發(fā)展與趨勢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． 14 當代數(shù)控 技術 的發(fā)展 方向 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 當代數(shù)控技術的發(fā)展條件 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． .............16 體系結構向開放式發(fā)展 ．．．．．．．．．．．．．．．． ............ ．．．． ....16 CNC 的通訊、網(wǎng)絡功能不斷擴大．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 數(shù)字式交流伺服成為主流．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． 18 數(shù)控技術的硬件技術發(fā)展迅速 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． 19 現(xiàn)場總線技術開始廣泛使用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．． 20 PLC 功能繼續(xù)增強 ． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 21 數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境越來越友好 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． 21 數(shù)控相關技術和社會服務體系正在逐步完善．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．． 22 實時操作系統(tǒng)進入 CNC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23 結論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25 致謝 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 參考文獻 ．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 3 引言 數(shù)控技術是現(xiàn)今社會的一門非常熱門的技術，數(shù)控技術已運用到各行各業(yè)，涉及范圍非常廣。從而滿足現(xiàn)代市場的競爭需求。如何能增強機械制造業(yè)對外界元素的適應能力以及產(chǎn)品適應市場的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術的靈活性，最大限度的應用干機械制造行業(yè)。 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 （ 2022 屆） 淺談數(shù)控技術在機械加工中的應用與發(fā)展 學生姓名 學 號 院 系 機械工程分院 專 業(yè) 數(shù)控技術 指導教師 完成日期 2022 年 5 月 1 淺談數(shù)控技術在機械加工中的應用與發(fā)展 摘要 數(shù)控技術是采用數(shù)字控制的方法對某一 個工作過程進行控制的一種當今先進制造技術和裝備最核心的先進技術。面對多品種小批量生產(chǎn)比重的加大，產(chǎn)品交貨質量和成本要求的提高，要求現(xiàn)代的制造技術具有很高的柔性。將機械設備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質量提高到一個新的水平。從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢和發(fā)展前景來看，數(shù)控系統(tǒng)正向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面護送蘇發(fā)展。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，機械制造生直接影響著國家工生的發(fā)展和綜合國力的提高。數(shù)控技術是近年來應用領域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術，它能夠滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。數(shù)控技術的應用也是我國通向工業(yè)經(jīng)濟大國的途徑之一。這種開放式體系結構的計算機數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的計算機數(shù)控系統(tǒng)面臨了巨大的市場挑戰(zhàn)。它是利用數(shù)字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可編程控制器、主軸驅動器及進給裝置等部分。目前它是采用計算機控制，預先編程然后利用控制程序實現(xiàn)對設備的控制功能。 數(shù)控 技術的特點 (1)能方便地改變加工工藝參數(shù)，因而利于換批加工和新產(chǎn)品的研制 ，這種應用有利于批量加工且方便研制各種新型零件以滿足工業(yè)需要。 (3)可實現(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序的加工，從而能確保加工精 度和減少輔助時間。 (5)采用模塊化的標準工具，既減少了換刀和安裝時間，又提高了 工具標準化的程度和 工具的管理水平。而我國現(xiàn)代數(shù)控技術的發(fā)展尚處于對國外產(chǎn)品的模仿階段，缺乏 技術創(chuàng)新。另外我們產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn) 定性不高，網(wǎng)絡化程度也不夠，目前主要用于 NC 程序傳送，串口通 訊技術，其集成化、遠程故障排除、網(wǎng)絡化水平有限。 數(shù)控機床的 組成 數(shù)控機床主要有三大部分組成機床主體、數(shù)控裝置、伺服機構。 數(shù)控機床的工作原理 除機床本體之外的部分統(tǒng)稱為計算機數(shù)控（ CNC）系統(tǒng)。然后經(jīng)相應的輸入裝置把存放在該介質上的零件程序輸入至 CNC 裝置。將加工程序用適當?shù)姆椒ㄝ斎氲綌?shù)控 系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)對輸入的加工程序進行數(shù)據(jù)處理，輸出各種信息和指令，控制機床主運動的變速、起停、進給的方向、速度和位移量，以及其他如刀具 操作臺 PLC 主軸伺服 主軸驅動裝置 數(shù) 控 裝 置 進給伺服 單元 進給驅動裝置 機床 主 進 運 給 動 傳 機 動 構 機 構 7 選擇交換、工件的夾緊松開、冷卻潤滑的開關等動作，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴格地按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進行工作。數(shù)控機床加工工件的過程見圖 11 圖 11 數(shù)控機床加工工件的過程 8 第二章 數(shù)控技術在機械加工中的應用 數(shù)控技術在汽車工業(yè)中的應用 近些年來，汽車工業(yè)發(fā)展突飛猛進，在如此快速的發(fā)展過程中，汽車配件的加工技術業(yè)同步在飛速發(fā)展，而數(shù)控技術的應用，在一定程度上更大的加快了汽車配件的生產(chǎn)制造。長期受益，又有不遜于組合機床剛性自動線的自造效率，從而打破了汽車生產(chǎn)中有關“經(jīng)濟規(guī)?！钡膫鹘y(tǒng)觀念，實現(xiàn)了多品種、中小批量的搞笑生產(chǎn)。當今世界的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)和數(shù)控加工技術的應用無法分開了。這就決定了我國的煤機企業(yè)的任務是為煤炭系統(tǒng)生產(chǎn)高質量、高可靠性的煤炭開采及保護裝備。企業(yè)設備數(shù)字化化程度高低 (數(shù)控設備占主要設備擁有量比率 )是代表工業(yè)化水平的標志，同時要組建符合廠情的生產(chǎn)模式，機床的配置上要根據(jù)被加工零件的圖紙的復雜程度、精度、材質、數(shù)量和熱處理等因素來選擇機床。使其發(fā)揮了切割速度快、質量可靠的優(yōu)勢，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提 高了生產(chǎn)效率。它允許對構件的實際輪廓進行程序控制，好比數(shù)控機床上對銑刀的半徑補償一樣。例如在采煤機擺線齒形的銷軌輪，其切槽較深，加工余量大，普通銑床的加工余量不均勻。氣割后在進行安全退火，改善了構件的組織和韌性。 在切削加工方面的應用，可實現(xiàn)形狀復雜、精度要求高的零件加工。壓縮接觸面積均勻，才能滿足密封的功能，因此內外環(huán)凸凹曲面的加工精度直接影響密封的可靠性。此外，在采煤機減速機構中，其行星架等分孔的等分精度幾每行孔的同軸精度都直接影響整機的傳動精度和使用壽命，在加工中心上加工行星架，不僅保證了圖樣的精度要求，同時加工效率也很高，是用坐標鏜床加工的 5— 8倍。在加工時，受齒輪加 工機床和齒輪刀具所限，難以實現(xiàn)范成加工或仿行加工，用數(shù)控鏜銑床編程加工比較容易實現(xiàn)，大大減少了生產(chǎn)投入和工藝準備