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關鍵詞:數控車床;高速加工中心;格勞博機床;山崎馬扎克
中圖分類號:TH16 文獻標識碼:A 文章編號:1000-8136(2011)36-0053-02
作為機床行業的大戶,我國的汽車工業正處于前所未有的高速發展期,在國際金融危機沖擊下依然顯示出強勁的發展潛力。汽車工業已成為機床消費的主體,其比例已經占到機床消費總量的40%左右。機床工業應緊緊抓住汽車產業今后10年大發展的戰略機遇期,瞄準當前汽車發展方向,針對國家鼓勵和支持小排量汽車、節能環保、新能源汽車等熱點項目,瞄準世界汽車制造技術及裝備發展前沿技術,大幅提升國產機床市場占有率,逐步實現進口替代,與國內汽車工業共同發展。
1汽車行業機床應用范圍
汽車行業機床消費的主體分為兩個層面,其一是用于汽車整車生產的四條線,即沖壓、焊接、涂裝和總裝線;其二是包括發動機、變速器、轉向系統、制動系統、傳動系統、懸掛系統在內的汽車零部件加工。整車生產四條線中只有沖壓線需要機床,且目前國產沖壓線已完全可以滿足要求。機床消費的重點在第二個層面,即占整車全部裝備價值70%左右的汽車零部件加工。有專家推算,汽車零部件加工用機床的需求比整車廠要大10倍以上。
2數控車床在汽車制造中的應用
車床以其結構簡單,價格低廉,適用于各種軸類零件及盤類零件的生產,車床在機械零部件的加工中得到了廣泛應用,尤其是數控車床,精度高、性能穩定、故障率低,倍受汽車行業用戶的青睞,在汽車制造業中應用廣泛、處于主導地位。
數控車床在汽車制造業中主要用來加工軸類零件和盤類零件,如曲軸、凸輪軸、飛輪、前輪轂、后輪轂、制動盤、一軸、二軸、齒輪、齒套、差殼等,而軸類零件和盤類零件占汽車零部件的主體。
3國內數控車床與國外數控車床的性能差異
3.1國內數控車床
國內數控車床經過多年的發展,在質量、性能等方面有了很大的提高,但與國外數控車床相比,在性能、質量、設計、制造等各方面存在較大差異,并存在許多不足。
(1)機械件的材質、加工精度、加工工藝存在較大差距,裝配工藝也存在一定差距。
(2)主軸及卡盤剛性差,主軸定位準停不好。
(3)回轉刀架故障率高,主要原因是選刀系統采用的是普通傳感器進行刀位計數,而未采用絕對式編碼器,在軟件編程上邏輯性不強,造成有時回轉刀架直旋轉而選不上刀。
(4)安全性較差,軟硬件保護功能不夠。
(5)精度不夠,達不到用戶要求的指標,在生產過程中加工尺寸不穩定。
(6)自動對刀裝置精度差且不穩定,幾乎不能使用,形同虛設。
(7)刀片磨損快,生產成本高,效率低。
(8)硬件設計方面不規范、不符合國標,比如使用電壓等級、電線顏色使用、圖紙資料的繪制裝訂、提交等等,有的機床廠家甚至仍然停留在十年二十年前的設計思想。
(9)程序設計方面缺乏標準,不規范,邏輯性不強,故障率高,在使用過程中需不斷對程序進行修改。
(10)元件布置及走線不規范,標牌線號不清,圖紙與實物不符,維修困難。
(11)使用的元器件本身質量差,使用壽命短,故障率高,有的機床廠家為了降成本卻忘記了質量、忘記了可靠性,選用一些國產的軸承、接觸器、繼電器、接近開關等元件,在生產過程中小故障不斷。
(12)柔性化不強,多品種生產困難。
(13)新技術的應用滯后。
(14)缺乏高質量的數控車床品牌。
3.2國外數控車床
國外數控車床無論是設計水平,還是制造水平,都要高出國內數控車床。
(1)機械件材質、加工精度、加工工藝、裝配工藝比較好。
(2)軟硬件設計有專門的標準,設計規范合理,配套件齊全,標牌標示清楚齊全。
(3)使用的元器件質量好,故障率低。
(4)新技術的應用及時領先;概括來說,精度及可靠性高、性能穩定、故障率低,適合汽車制造的大批量生產。
4汽車制造對數控車床的性能要求
目前,汽車制造對數控車床的性能要求,主要是精度、性能穩定、故障率低、無故障時間長、設備的可開動率高。當然隨著汽車制造業和機床制造業的共同發展,數控車床將朝著高轉速、高精度、高穩定性、高可靠性、開放性、柔性化、智能化、網絡化等高指標發展。
隨著中國制造業的不斷升級,數控機床市場容量急速增加。
山崎馬扎克公司在大連投資建廠,是擴大中國市場的重大舉措。大連新工廠將與寧夏小巨人采用MAZAK的生產設備、技術和管理體系,豐富中國制造產品的機型種類,形成優勢互補。
近20年來,我國的機床設計造型取得了較大的發展,如果靜態的看機床外形,與國外同類產品看不出多大差異,但是,要適應大批量的汽車零部件生產,需要機床有高的可靠性。影響機床可靠性主要有兩個方面:一是機床的設計質量;二是機床部件及總成的加工及裝配的過程質量。在引進技術的同時,并沒有即時推動技術創新,沒有通過引進建立完整的技術標準,并保持同步發展。目前國產數控機床廠商大多采取的戰略是與國外合資或合作引進某一種或某幾種機型,不能形成系列產品,使汽車零部件生產廠家缺乏選擇性。今天的汽車制造者為了降低成本,縮短開發期限,對工業化實施交鑰匙工程,而國產供應商缺乏汽車零部件制造工藝開發能力,他們大多缺乏提供重要汽車發動機零部件敏捷制造系統如缸體,缸蓋;曲軸,連杠;凸輪軸的零件整線的經驗,缺乏輔機開發配套能力及系統聯線設計能力。
隸屬德國格勞博機床的格勞博(大連)有限公司已經在大連市金州新區中心工業區,總投資6 000萬歐元,占地6萬m2,預計在2012年3月1日投入使用。格勞博機床(大連)有限公司填補了我國機床制造行業在高精技術方面特別是發動機制造裝備領域的高端技術空白,他們生產開發的高速加工中心在國外汽車制造行業擁有很高的占有率。
利用這個契機,我國的廣大機床制造商們應吸收消化這些國際大廠商的生產理念,建立與國際同步的機床標準。如此才能在未來10年中占有一席之地。
On the CNC Machine Tools in the Development of China’s
Automotive Industry―With Mazak Plant in Dalian, for Example
Liu Lei
機床是先進制造技術的載體和裝備工業的基本生產手段,機械制造的工作母機,是裝備制造業的基礎設備,主要應用領域是船舶、工程機械、軍工、農機、電力設備、鐵路機車、汽車等行業。在船舶、工程機械等行業的產能擴張壓力的推動之下,機床工業正迎來快速發展階段。
就最近幾年的發展情況看,在機床工業的下游產業中,船舶、工程機械、重型機械、軍工是發展最快的行業,這些行業的企業在從產能閑置發展到滿產超產的過程中,對機床設備的更新換代和小規模添置需求帶動了機床工業穩定中速增長;當前各大造船公司、工程機械公司的產能利用率基本都在100%以上,尤其是造船行業,手持訂單遠超當前產能。生產任務已經排到了2011年,擴大產能已成為必然,擴產必須的生產設備尤其是機床設備的需求量將迎來加速增長,其他如汽車、電力設備的需求也將維持穩定增長。
二、各機械子行業交替推動機床工業發展。大型重型機床速度遠快于中小型機床
機床是制造機器的機器,為汽車、船舶、軍工、工程機械等各個裝備制造產業提供裝備,因此與宏觀經濟、特別是制造領域的固定資產投資密切相關。同時機床行業的直接下游是機械制造,因此機床行業與機械制造業的關系更為密切。機床工業給其下游多個機械制造子行業提品,因此不同時期,各裝備制造子行業有繁榮,有衰退,而機床工業發展比其下游行業要相對穩健。在各個不同的經濟發展階段,各個子行業交替成為推動機床行業發展的主動力,機床行業將跟隨發展最快的子行業增長。
在當前的經濟發展階段,船舶、工程機械,重型機械、石化生產設備等重型設備是發展最快和增長前景最為明確的下游行業,汽車工業雖然整體盈利水平增長跟不上產量增長,但產銷量的增長還是比較明朗的,因此汽車工業對機床的需求仍將穩定增長。
重型工業發展是此輪中國經濟繁榮的主要增長點,成為拉動我國經濟的重要力量,中國目前正處于重型機械、重化工業發展階段的中段,這一階段還將持續很長時間,重型機械行業發展應該快于輕型、中型機械產品的發展,相對應地其所推動的大型、重型機床行業的發展速度將遠快于中小型機床,因此我們更看好大型、重型機床行業的發展前景。
三、高精密機床壁壘很高
機床行業作為精密機械制造業,發展特點是循序漸進,逐步累積,產品性能很難在短時間內取得爆發式進展。如同其它制造業一樣,基于亞洲國家的成本優勢,近年來機床工業有向亞洲新興國家轉移的趨勢,但這種趨勢發展的速度比較緩慢,遠遠落后于其它類機械設備制造業,這主要也是因為機床工業技術和工藝提高的難度很高。當然我們認為這種轉移的趨勢不可逆轉。
高精機床是先發優勢明顯的行業,技術與工藝非常嚴苛,每提高一步都需要很豐富的技術、工藝上的沉淀和艱苦的努力。對于后發的國家和企業來說很難彌補,這也是我國機床工業長期落后,貿易逆差居高不下的重要原因。這與我國其他行業特別是其他機械子行業發展突飛猛進,產品開始大規模出口的形勢形成了鮮明對比。相對于其他機械行業來說,我國管理部門對機床行業的重視和扶持力度是相當大的,但是機床行業的逆差水平是所有機械類子行業中最高的,這充分說明了高精機床提高的難度。
正因為高精機床行業提高難度大,所以機床行業先進國家對本國機床企業保護的力度也比其他行業要大,西方國家對我國機床業不僅在技術上嚴格限制轉讓,而且基于政治原因在高精機床產品上也對我國實施限制和禁運。高精機床是當前為數不多的西方國家對我國采取限制和禁運措施的產品。
當然機床行業這種高壁壘特點確實給國內機床企業發展制造了障礙,但這也成為國內高精機床行業龍頭企業的保護墻和后發企業的進入壁壘,龍頭機床企業相對國內后發企業的技術優勢會維持很長一段時期。
四、中國機床工業取得很大進步
機床是裝備工業的基礎,生產裝備的裝備,機床工業是關系國民經濟、國防建設的基礎工業和戰略性產業,在發達國家無一不重視機床工業。我國機床工業經過多年艱苦努力,建立起較大的規模和較完整的體系,奠定了有利的技術基礎,具備相當的競爭實力。整體上說,我國機床工業已跨入世界行列的第一方陣。2000年以來,世界機床工業由歐洲向亞洲新興國家轉移趨勢,雖然緩慢但難以逆轉。
“十五”以來,我國機床消費連創紀錄,大陸市場機床消費總額(國內產品銷售產值十進口額一出口額)和進口額已連續5年居世界第一,成為令全球矚目的機床消費大國。2006年中國大陸市場機床消費額達131.1億美元,同比增長約20%;機床進口72.4億美元,同比增長11.55%,增幅比上年同期提高1.7個百分點。中國機床消費額占全球機床銷售總額的比重已達到20%以上,為機床產業發展提供了難得的市場機遇。世界機床消費位列二、三、四名的日本約占15%,美國約占11.6%,德國約占10.6%。
作為一個世界上發揮重要作用的大國,我國必須從各個方面確保國家的獨立自主地位。我國機床行業產品種類齊全,可生產品種已經超過3600種,基本已經無空白領域,大部分滿足了我國裝備制造業對機床的需求。
近年來,我國機床市場需求非常旺盛,2003年至2006年之間,銷售收入增長率分別為21%、21%、17%,27%,而數控機床更是以50%以上的速度增長。機床工具行業整體銷售收入連年以20%以上的復合增長率增長,從目前的情況來看,國內機床行業需求旺盛趨勢還將延續。在技術含量較高的金屬切削機床方面,機床產量連年上升,年復合增長率22%以上,數控金屬切削機床產量上升幅度更快,數控金切機床比例穩步增長,2001年中國數控金切機床比例只有9%,到2007年上半年已經達到了20%。由于我國目前正處于工業化初期,很多金屬加工產品要求的精度并不要求很高,加上我國勞動力成本低廉,因此低端普通機床仍然有一定的市場銷路。
五、國產機床數控化率逐年提高
數控機床的工作原理就是將加工過程所需的各種操作(如主軸變速、工件的松開與夾緊、進刀與退刀、開車與停車、自動關停冷卻液)和步驟以及工件的形狀尺寸用數字化的代碼表示,通過控制介質將數字信息送入數控裝置,數控裝置對輸入的信息進行處理與運算,發出各種控制信號,控制機床的伺服系統或其他驅動元件,使機床自動加工出所需要的工件。所以,數控加工的關鍵是加工數據和工藝參數的獲取,即數控編程。
數控機床與普通機床相比有很多
無可比擬優點:1、適合于復雜異形零件的加工;2、加工精度高;3、加工穩定可靠;4、高柔性,加工對象改變時,一般只需要更改數控程序,體現出很好的適應性,5、高生產率;6、勞動條件好,機床自動化程度高,操作人員勞動強度大大降低,工作環境較好。
缺點是:1、投資大,使用費用高;2、生產準備工作復雜;3、維修困難,數控機床是典型的機電一體化產品,技術含量高,對維修人員的技術要求很高。歐洲、美國、日本的機床業都很重視數控化,目前歐美日的金屬切削機床的產值數控化率均在80%以上,數量數控化率也在60%以上。
我國數控機床開發晚,起點低,前期發展緩慢。數控系統裝置是數控機床的神經中樞,是長期阻礙中國數控領域發展的關鍵環節。“九五”以后國家有關部門明確發展以PC為平臺的數控系統,通過“九五”的攻關,現在框架上已初步完成。解決了多坐標聯動的技術難題。從過去的三坐標聯動達到了最多可達入坐標聯動,打破了國外對我國的技術“限制”。同時,我國國產數控系統已具備批量生產能力,市場品牌也在逐步樹立,正在改變國際強手在中國市場上奇貨可居的壟斷局面。
經過多年的發展的我國數控機床已經取得了很大進步,遠高于普通機床的發展速度,2002年國產數控金屬切削機床24803臺,06年達到了82024臺,數量數控化率從9%提高到了20%,產值數控化率為44%。
但是總體來說我國數控金切機床還是相對比較落后,國內市場占有率低,基本依賴進口,這是導致我國金屬加工、金屬切削機床的貿易逆差連年上升的重要原因。我國數控金切機床消費對進口產品的依存度長期維持在70%以上,如何發展我國數控金切機床,是我國機床業界的重要任務,同時也是我國機床擴張和增長的重大機會。
六、對進口機床依存度仍然很高
長期以來我國機床工業取得了很大發展,但是相對于發達國家的機床工業我們仍然落后,主要在加工精度、穩定性、無故障時間上與國外產品有較大差距,而且數控化率偏低,雖然我國大陸機床主機的銷售收入增長很快,但進口增長也很快,進出口逆差有逐年擴大趨勢,只是在07年上半年,進出口逆差有稍稍縮小的跡象,總體而言,我國對進口機床的依存度較高,一直維持在50%以上。這其中,數控金切機床對國外產品的依存度很高是重要原因。我國數控金切機床對進口存度達到了70%,可以說基本依賴進口。
造成這種局面的主要原因是我國機床產品,尤其是高精機床和數控機床的性能、質量、穩定性落后,而且提高速度緩慢;另一個原因是國內對機床行業的保護力度還不到位。前些年為了吸引外資,對外商直接投資企業購買外國設備免稅。近年來,政府已經對這些政策進行了修改,外商投資企業進口機床的免稅條款已經廢除,而且國內企業的固定資產投資購買國產設備可以抵稅。這些措施有力地支持了國產機床業的發展。
當然我國機床行業對進口度高,也從側面說明了機床行業提高的速度較慢,很難取得爆發性的飛躍,行業壁壘非常高,因此國內機床行業內的領先企業,在技術和產品性能上優勢將保持很長一段時間,其他后來者很難在短時間內超越。同時對外依存度高也給予了我國機床行業較大的發展空間。
關鍵詞:數控技術;機械加工;應用;發展前景
我國機械工業的發展和進步使得我國在機械加工方面的技術和工藝也日益的提升,數控技術是一種比較新的控制技術,它在機械加工方面也充當著不可小視的角色,數控技術在機械加工方面可以完成復雜的施工環節,同時對很多其他技術無法完成的任務也有著非常顯著的作用,還可以實現計算機遠程控制,因此這也是對機械加工行業的一次重大的改進和創新。
1 數控技術在機械加工中的應用情況
工業是當今社會發展中一個非常重要的產業,它是衡量各國綜合實力的一個關鍵因素。而一個國家想要發展工業,就必須要以先進的技術為重要的支撐,只有這樣才能更好的保證其發展水平。
1.1 數控技術在機床中的應用
在機床生產的過程中,數控技術的應用使得機電一體化成為了一個重要的發展趨勢,在原有技術的基礎上,機電一體化技術的應用可以有效的提高生產的質量和生產的效率,同時它也可以很好的為機械加工創造更加有利的條件,所以從這個角度上來看,數控技術是機械加工技術發展的一個關鍵的推動力,這種機床具備很好的性能,因此其生產質量也是十分令人令人滿意的。
1.2 數控技術在工業機器人方面的應用
工業機器人通常就是指在工業生產中使用的一種能夠模擬人的動作,按照一定的流程盡心吧操作的自動化設備,這些自動化設備使用的最終目的就是為了提高生產的質量和效率,同時在生產的過程中也能保證生產的安全性和穩定性,工業機器人實際上屬于工業設備的一種,工業機器人的使用可以很好的改進生產條件,節省了生產時間的同時,也節約了勞動力成本,而如果從工業機器人的基本功能上來看,其可以完成基本的人力生產工作,同時還可以完成噴漆、焊接等一些復雜性和生產要求相對較高的工作,另外其還可以在一些人類無法觸及的極端環境下保證良好的工作狀態。
2 數控技術及數控設備的研究和應用熱點
在生產過程中效率和質量一直都是人們十分關注的一個因素,精度高的加工技術可以很好的提高生產的效率,同時還可以保證生產的質量,從最近幾年的生產情況上來看,在加工精度方面有了明顯的改進和提升,這也成為了人們十分關注的重點。
2.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
這種技術的應用可以提高整個機械加工的水平,同時在很多其他的方面也可以很好的體現出其他技術所不具備的優勢,使用該技術可以有效的縮短產品的生產周期,同時還可以在生產精度方面有更好的保證,在生產中最高的精度已經可以精確到納米的級別。
2.2 軸聯動加工和復合加工機床快速發展
采用這種加工形式進行生產和加工可以很好的保證零件的光潔度,同時在工作的效率方面也有了更好的保證,它可以是普通聯動機械生產效率的2到3倍。所以其在生產過程中也可以體現出更好的性能和優勢,但是因為這種系統在編程技術上難度較大,同時價格也比較高,所以在過去的機械加工中一直沒有得到良好的發展,阻礙了機械加工的進步。
當前由于電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床的發展。
2.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考
3.1 戰略考慮
我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題,首先,從社會安全看,因為制造業是我國就業人口最多的行業,制造業發展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國就業的壓力,保障社會的穩定;其次,從國防安全看,西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質,對我國實現禁運和限制。
3.2 發展策略
從我國基本國情的角度出發,以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向,以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標,用系統的方法,選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容,實現制造裝備業的跨躍式發展。
數控技術是隨著數字時代的來臨廣泛應用于機械加工和制造領域的一種新型技術手段,標志著新的生產力的發展方向,具有劃時代的意義。目前我國的數控機床已經取得了相當大的成就。在產品種類、技術水平和質量上都較大的發展。據了解,目前我國的數控機床在市場推廣的就多達一千五百種以上,在整個金屬切削和鍛壓機械中都具有有舉足輕重的地位。
首先,數控機床的應用范圍不斷擴大。近年來,我國的機床行業在國家重點工程,以及國防軍工建設中得到了廣泛的應用,并且在航天航空事業中也不斷提高數字控制的精確度。SSCKZ80-5型五軸車銑復合加工中心在對航空、船舶、鐵路運輸行業具有高技術、高精度的技術運用,對飛機發動機主軸和起落架的加工等關鍵性的機械加工都有較重要的作用。在其他生產工業方面,數控技術同樣具有較大的影響作用,通過超精密球面車床的基礎設備提供,促進了照相機塑料鏡片、激光加工光路系統以及條形碼閱讀設備等高科技的技術加工的精細化和科學化。
其次,數字技術不斷提升。“國產XNZD2415型數控龍門混聯機床充分吸取并聯機床的配置靈活與多樣性和傳統機床加工范圍大的優點,通過兩自由度平行四邊形并聯機構形成基礎龍門,在并聯平臺上附加兩自由度串聯結構的A、C軸擺角銑頭,配以工作臺的縱向移動,可完成五自由度的運動。”同時,網絡化和集成化的數控機床創新是數字技術提高的表現之一,提高數控機床的速度和精密程度,當前我國已經研制成功出一批速度在8000~10000r/min以上的數控機床,并且搭理推廣了CAD技術的應用。
最后,企業的數控機械化程度大大提高。據了解,當前企業經過不斷的研發和創新,已經開發并生產了“8大類、13個系列、160多種電主軸及主軸單元”,高度的數字機械化大大減少了公司的產品生產成本,提高其市場競爭力;目前我國企業在數控技術的應用上達到了一個較大的,是數字技術在機械加工領域應用的重要表現形式。
結束語
工業是國家實力的衡量基準,以發展工業為主要手段來維持我國的經濟增長,鞏固國家實力是可行之策。隨著數控技術在機械加工制造領域的應用越來越廣泛,機械加工制造行業內所配備的數控設備越來越多,我國機械行業的發展必將越來快速,數控技術在機械工業以及其他行業中的應用前景也必定會越來良好。
參考文獻
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[2]冉振旺.數控技術在機械加工中的應用與發展前景分析[J].科技資訊,2011(26).
關鍵詞 數控編程 工藝參數 切削用量
中圖分類號:TH133.2 文獻標識碼:A
一個國家裝備工業的實力和國際競爭力,關系到國家整體工業競爭力和綜合國力在世界上的位置,而數控機床作為國家裝備工業的主流產品和技術方向,在國家經濟發展戰略中具有重要的地位。數控機床是一種自動化程度很高的機電一體化設備,是綜合自動控制、自動檢測、計算機及精密機械等高新技術的產物。數控機床的水平和擁有量,已經是衡量當今制造業水平、工業現代化程度的重要指標,也是衡量國家綜合競爭力的重要指標。隨著數控機床的發展與普及,現代化企業對于懂得數控技術、能進行數控編程的技術人才的需求量必將不斷增加。
數控車床是目前使用最廣泛的數控機床之一。本文僅就數控車床零件加工中的程序編制問題進行探討,簡要的內容也希望吸引大家對數控編程的興趣和關注,以發展普及型數控機床及數控系統為主攻方向,提高國產數控機床和數控系統的市場占有率為主體目標,希望國家加大扶持的力度,大力發展數控機床行業。
一、數控化是機械行業進步的大趨勢
機械工業是向國民經濟各部門提供裝備的部門,是現代經濟的支柱產業。機械工業的發達與否,是衡量一個國家工業化程度的重要指標。而機床行業又是機械工業的基礎行業,是向機械工業提供加工裝備的部門,是“支柱的支柱”。由于數控機床的優越技術性能以及在國防上的重要意義,從1950年代起,美日德等先進國家競相投入巨資進行研發,其技術在國際上遙遙領先。多年來,我國數控機床的需求結構大體是:高級型10%,普及型29%,經濟型61%左右。從發展趨勢看,普及型比重將逐漸加大。汽車工業、汽車摩托車行業產能和市場均有很大潛力,為數控機床的潛在大客戶。數控系統生產企業大小上百家,其中有相當自主開發能力。當然,我國機械工業的技術進步,還存在著重技術攻關、輕視新技術向商品轉化的問題,尤其是市場營銷方式陳舊,力度不足。今天培植自己幼小的以低端系統為主的數控機床行業,正是為了明天自己有強大的足以和國際壟斷集團競爭的企業。
二、編程方法
數控編程方法有手工編程和自動編程兩種。
手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數據計算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗等各步驟主要有人工完成的編程過程。它適用于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件的加工,以及計算較簡單,程序段不多,編程易于實現的場合等。但對于幾何形狀復雜的零件,以及幾何元素不復雜但需編制程序量很大的零件,由于編程時計算數值的工作相當繁瑣,工作量大,容易出錯,程序校驗也較困難,用手工編程難以完成,因此要采用自動編程。
自動編程即程序編制工作的大部分或全部有計算機完成,可以有效解決復雜零件的加工問題,也是數控編程未來的發展趨勢。同時,也要看到手工編程是自動編程的基礎,自動編程中許多核心經驗都來源于手工編程,二者相輔相成。手工編程是基礎,自動編程亦需要好的工藝基礎,包括工藝分析和工藝結構的設計以及刀具的選擇等。
三、編程步驟
拿到一張零件圖紙后,首先應對零件圖紙分析,確定加工工藝過程,也即確定零件的加工方法(如采用的工夾具、裝夾定位方法等),加工路線(如進給路線、對刀點、換刀點等)及工藝參數(如進給速度、主軸轉速、切削速度和切削深度等)。其次應進行數值計算。絕大部分數控系統都帶有刀補功能,只需計算輪廓相鄰幾何元素的交點(或切點)的坐標值,得出各幾何元素的起點終點和圓弧的圓心坐標值即可。最后,根據計算出的刀具運動軌跡坐標值和已確定的加工參數及輔助動作,結合數控系統規定使用的坐標指令代碼和程序段格式,逐段編寫零件加工程序單,并輸入CNC裝置的存儲器中。編制的程序必須通過空運行、圖形動態模擬或試切削等方法檢驗程序的正確性。當發現錯誤時,通過分析產生錯誤的性質來修改程序或調整刀具補償參數,直到加工出合格的零件。注意:試切削時,盡量選用低廉的切削材料進行試切。
四、典型實例分析
數控車床主要是加工回轉體零件,典型的加工表面不外乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧面、切槽等。例如,要加工形狀如圖所示的零件,采用手工編程方法比較合適。由于不同的數控系統其編程指令代碼有所不同,因此應根據設備類型進行編程。以西門子802S數控系統為例,應進行如下操作。
1、 確定加工路線。
按先主后次,先精后粗的加工原則確定加工路線,采用固定循環指令對外輪廓進行粗加工,再精加工,然后車退刀槽,最后加工螺紋。
2、裝夾方法和對刀點的選擇。
采用三爪自定心卡盤自定心夾緊,對刀點選在工件的右端面與回轉軸線的交點。
3、選擇刀具。
根據加工要求,選用四把刀,1號為粗加工外圓車刀,2號為精加工外圓車刀,3號為切槽刀,刀寬4mm ,4號為車螺紋刀。采用試切法對刀,對刀的同時把端面加工出來。
4、確定切削用量。
車外圓,粗車主軸轉速為500r/min,進給速度為0.3mm/r,精車主軸轉速為800r/min,進給速度為0.08mm/r,切槽和車螺紋時,主軸轉速為300r/min,進給速度為0.1mm/r。
5、 程序編制。
確定軸心線與球頭中心的交點為編程原點,零件的加工程序如下:
五、結束語
發展數控機床行業對我國的發展具有戰略意義,是經濟發展戰略中不可輕易放棄的重要支柱。一是用高新技術加快裝備工業的現代化改造,是優化經濟結構的重要環節;二是西方在尖端數控機床品種的進口和技術轉讓方面,對我實行限制政策,而中高檔數控機床的自行研制和國產化對國防建設等意義重大。
要實現數控加工,編程是關鍵。本文雖然只對一例數控車床加工零件的進行了編程分析,但它具有一定的代表性。由于數控車床可以加工普通車床無法加工的復雜曲面,加工精度高,質量容易保證,發展前景十分廣闊,因此掌握數控車床的加工編程技術尤為重要。國家在扶持對象和扶持方式上,有必要完善法規,對中國人所有和經營的數控機床生產企業,按照重點支持的原則,給出公開、統一的支持標準,取消所有制歧視。通過科學技術的吸收消化和研究發展,在盡可能高的技術檔次和盡可能多的品種方面,獲得自主研發知識產權。總之,應該深刻認識到,以數控化為核心的裝備工業技術進步,是優化結構、增強國力、保證我國在21世紀現代化建設中實現追趕世界先進水平的中心環節,這是應該放到發展戰略高度來認識的。
(作者單位:四川建筑職業技術學院 機電工程系)
參考文獻:
[1]李峰:市場經濟條件下我國數控技術和裝備的發展現狀及其對策.商場現代化,2006年.
關鍵詞:階梯孔一次成型;高轉速;高精度
Abstract: with the development of science and technology, more and more difficult to machine materials, at the same time, wide application of automatic processing line, and NC (numerical control) machine tool, CNC (machining center machine tool), FMS (flexible manufacturing system) has been popular, put forward higher request performance, life, machining efficiency of the drilling tool. As the rapid development of the equipment manufacturing industry, forming a ladder hole inner-cooling index able step drill, improves the production efficiency, enhance the service life of the cutting tool, the overall level of technology products has reached the leading domestic.
Key words: forming a stepped hole; high speed; high precision
中圖分類號:P634.4 文獻標識碼: A文章編號:
行業現狀
在我國,可轉位鉆頭在機床上的應用剛剛起步,在汽車工業中,尤其發動機缸體、缸蓋加工,國外早已采用可轉位鉆頭。而我們至今仍采用高速鋼麻花鉆這樣舊傳統刀具,在加工工藝上存在很大差距。由于麻花鉆的結構形狀和幾何參數存在著許多問題,致使鉆孔效率難以得到提高,內冷轉位階梯鉆符合數控先進設備對刀具高切割率、高轉速、高精度、組合切割的要求,必將促進裝備制造業的發展,代替進口,推動刀具國產化步伐。
內冷轉位階梯鉆的先進性
1、與高速麻花鉆相比,內冷轉位階梯鉆采用在刀體上安裝多階轉位刀片(三角形涂層轉位刀片)進行組合切削,進行一次性成孔、擴孔、倒角、粗鉸、精鉸等多個工序,一刀多用,提高工作效率和加工精度。而高速鋼麻花鉆,通常是采用多個直徑不同鉆頭分別加工,首先使用直徑最小的鉆頭加工出一個孔,然后再在孔壁上通過不同直徑的鉆頭加工出階梯孔,與麻花鉆相比,加工階梯孔時減少了頻繁退刀現象,一次成型加工各種階梯孔,提高加工效率。
內冷轉位階梯鉆采用內冷卻方式,切削過程中,一定壓力的冷卻液從鉆頭芯部的孔中注入,再從其頭部的孔中流出,直接射到切削區,然后把切削從刀體的兩條排屑溝中帶走,這種冷卻方式不僅冷卻效果好,而且有利排屑。
采用機械加固的方式將刀片固定在刀體上,在使用中,刀片如果磨損或損壞,可將刀片轉位或更換新刀片,刀具即可繼續使用,刀片精度高,且不需重磨,這樣保證了刀片轉位后或更換刀片后刀具的尺寸精度,非常適用于在自動線、數控機床、加工中心及柔性加工系統中使用,大大減少了調刀時間,提高生產效率。
采用沉孔帶后角棱型、三角形刀片,材質為涂層硬質合金刀片,刀片上有斷屑槽。由于硬質合金的硬度、耐磨性遠遠高于高速鋼,故可大大提高切削速度,從而大大提高切削速度,從而大大提高加工效率。
內冷轉位階梯鉆是合金鋼制造的,在使用過程中刀片需要經常更換,而刀體可以長時間使用,從而有效的節約了鋼材。
內冷轉位階梯鉆端面裝有兩個刀片,采用錯齒排列的方式配置,從而使徑向切削力達到平衡。
三、內冷轉位階梯鉆的關鍵技術:
1、雙螺旋內冷卻系統的設計制造工藝。
2、內冷轉位階梯鉆所用刀片選用轉位涂層硬質合金刀片,牌號的選 擇取決于被加工的材料。
3、刀片的加緊方法:緊固刀片時,用形沉頭螺釘卡緊刀片的沉孔。
四、內冷轉位階梯鉆的創新點:
1、能夠進行鉆削、鏜削復合加工,一鉆多用,提高加工效率和精度,減少刀具費用。
2、用雙螺旋內冷孔加注一定壓力切削液,提高冷卻、效果,結構更加緊湊,提高加工質量。加工精度達到IT7、IT8,表面粗超渡達到Ral~2m
3、刀片可轉位使用,可替換刀片使用,刀體得到重復利用,降低刀具成本,可大幅度節約硬質合金、合金鋼等刀具材料。
4、適于高速切削,其切削速度可達80~120m/min,使用涂層刀可達300m/min.
五、內冷轉位階梯鉆的發展前景
關鍵詞:數控技術 機械制造 現狀 應用
中圖分類號:TD52 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2014)05-0227-02
近年來,計算機的發展速度有目共睹,并在激烈的社會競爭中,帶動一系列行業的進步發展。機械制造行業是現代化工業的基礎,是我國重要的基礎性行業,在數控技術的影響之下,慢慢成熟完善的同時,也提升到了一個新的層次。漸漸地,制造業成為工業的象征,同時也依賴于數控技術的應用,促使我國工業現代化水平的提高以及綜合國力的上升,增強自主創新能力。
1 數控技術概述
1.1 數控技術的含義
數控技術(numerical control,簡稱NC)指的是在計算機技術的運用下,將傳統的機械加工技術集合起來,控制機械制造加工的過程。數控技術作為目前較為高新的科學技術,主要是對速度、角度與位置的控制,機械能量流向以及機械數量的把握。在實現制造自動化的過程中,自動化制度柔性的基礎也是現代集成系統所追求的重要部分。
1.2 數控技術的特點
數控技術能降低機械加工成本,實現高效率、自動化、大批量零件加工的同時,還能在一些加工應用當中促使單機組成加工自動生產線,提升機械加工的精度與效率。數控技術中機械加工應用的典型是數控機床,通過這種技術,能有效的降低勞動強度,同時方便過程的管理等。
數控技術在面對多品種小批量的生產有著很大的優勢,以產品多樣性的發展與日新月異的更換速度,最大限度的提高了機械制造行業的靈活性;提升機械設備的同時,也盡可能的滿足現代市場的競爭需求。
2 數控技術的現狀及發展
2.1 數控技術的現狀
制造業的發展在提高人民生活水平的同時,緩解了就業壓力、保障了社會的穩定,為國民經濟與社會發展奠定了物質基礎。盡管隨著經濟全球化的到來,我國已經逐漸成為世界機械制造業的中心,但是相較于發達國家,我國制造業存在著諸如制造工藝裝備陳舊、自動化生產技術落后、管理模式不規范、自主創新意識較為缺乏和先進技術短缺等問題。一些增值業務,如速度快、品質高、服務優質、回饋及時等方面,也與國外有著較大的差距。
當下,美國、日本和德國等發達國家正處在黃金時期時,數控技術已初步成熟,在投放入制造行業所能制造的回饋這一點上,我國明顯處于劣勢地位。雖然經過1981年-1985年的引進國外技術,1986年-1990的吸收消化技術到1991-1995年我國的加強研發,使得數控技術有了質的飛躍,但這種因為接觸時間長短而造成的差距還是很難得到實質性解決。
因為,近年來我國在數控設備的進口數量上做了嚴格規定,對數控系統設備的研發、系統的完善作了重點投資,促進了數控技術的強化發展,以期在不久的未來,回饋能大于投入。
2.2 數控技術發展趨勢
數控技術在發展的這六十多年里,從最開始的封閉自我式發展到當前注重網絡化、柔性化發展的計算機數控系統,已經是一種巨大的突破。計算機數控技術的優越性能,在不同的平臺上使用,都能讓操作與管理更簡便,性價比逐漸提高。
隨著經濟的發展、信息的全球化,智能化、網絡化、開發性的數控裝備已經成為了數控技術發展的新趨勢,機械制造逐漸開始追求加工的質量與效率的智能化,例如在加工過程中能自主適應控制模式,自動生成工藝參數等。
近幾年的國際著名機床博覽會上提出了一個新的亮點――網絡化。國內外一些著名的數控機床與數控系統制造公司也相繼推出了幾款與之相對應的新概念樣機,反映數控技術逐漸走向網絡化發展的同時,也在理念上創造了一種新的制造模式,建立了諸如敏捷制造、虛擬企業、全球制造等基礎單元。這種概念的產生,間接的指明數控機床加工技術在日后的發展方向。
傳統的數控系統,由于封閉性與數控應用軟件的產業化生產問題而阻礙了技術的發展,以至于許多國家漸漸開始重視開放性的數控技術。當前,對于開放性數控系統的研究核心在于――如何將客戶特殊的要求、應用與技術技巧集成到數控系統中,快速的形成具有鮮明個性的不同品質、不同檔次的產品。在未來數控技術的發展之路上,數控技術的開放性必將成為其技術發展的主要因素,且其體系結構、通信、配置和運行平臺的規范,數控系統功能庫以及軟件開發的工具等,也逐漸變為開放性數控技術的研究核心。
3 數控技術在機械制造中的應用
3.1 工業生產中的應用
在科學技術的探索越來越深入的當下,現代工業生產的難度越來越大,競爭力也日益激烈。在一些惡劣的生產環境與勞動環境下,工業生產機械設備的功效就顯得重要起來;因為工業機器手是由控制系統、驅動系統與執行系統構成,主要是為了完成一些人工難以完成的任務,也在一定程度上保障了勞動人民的人身安全、改善了勞動環境、提高了工作效率。
數控技術在工業生產方面,主要是將計算機組成系統中的控制單元,在控制單元的指揮下,遵守寫入程序的驅動單元輸入指令,完成預先設定的操作過程時,檢測系統也在同步進行。如果發生錯誤或者產生故障,傳感器將會立即將消息傳輸到控制單元,再借由發出警報信號或者相應的措施來加以保護。
目前,工業生產在借助數控技術的情況下,完全自動化的功能終于得到了實現。
3.2 航空工業中的應用
由于航空事業的發展,世界有了緊密的聯系。我國的航空市場被許多國際航空巨頭所關注,主要是因為數控技術在航空業的運用,使我國航空市場具備了巨大的潛力,盡管我國航空工業與世界先進水平還存在一定差距,但因數控技術的不斷改善與完備,這種差距也在逐步縮小。
航空工業中運用較為廣泛的是剛度不強的合金,此類合金在加工過程中,很難使用傳統的加工模式來達到設計要求。并且,某些需要以薄筋或者薄壁等形式運用到工業中的材料,對切割工藝要求非常精細,傳統的加工模式幾乎不可能達到要求。
因此,在航空這個“高精尖”技術匯集的行業,以往單純的人工加工模式,在加工精度上無法滿足其苛刻要求。航空事業在數控技術的推動下,將朝著更加高端的層次邁進。
3.3 汽車工業中的應用
隨著交通運輸愈加便利與普遍,汽車行業的發展也突飛猛進,人們對汽車的需求不止在汽車數量上有所表現,同時還表現在對汽車速度、性能與環保等要求上。而數控技術的應用在一定程度上加快了汽車工業的發展,實現了關鍵、復雜零部件與汽車配件的快速制造。
加工中心與其他高速數控機床組合在一起,其“高柔性”與“高效率”的有效結合,使越來越快的產品更新速度得到有效緩解,且這種不遜色于組合機床剛性自動線的制造效率能在顛覆傳統觀念的汽車生產經濟模式時,創造出多品種、中小批量的高性生產模式。
數控技術在應用其快速成形制造技術時,能輕易的實現復雜零部件的加工制造。另外,虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等,也被廣泛的運用在汽車制造工業中,加快了汽車工業的快速發展。
3.4 機械設備中的應用
基于現代化機械制造業的要求,擁有控制能力的機床設備在現代機電一體化產品中占據著重要地位。因此,在機床上運用數控技術,對機床的加工進行指揮與控制,即數控機床,也是發展機械制造業的有效途徑之一。
新一代的機電一體化產品是用代碼來控制的。它將控制單元存入刀具與工件之間的相對位置,刀具的選擇與主軸變速的工作代碼,發出控制指令時,機床手會控制機床的伺服系統,從而加工出我們所需求的零部件。其最大的特點就是,不需要傳統操作一樣對機床進行復雜的操作,只用將程序輸入就可以保證機械設備擁有足夠的可控力,而后制造出零部件。
數控技術的發展推動了機械設備的進一步蛻變,不斷提高自動控制與處理系統的能力,改進機床的結構,在精簡機械設備的體積及提高質量的同時,提高剛度與傳動精度,延長其壽命,促進機械制造業的完善、發展。
4 結語
由上述諸多信息可知,隨著我國經濟的迅猛發展,數控技術在機械制造中占據的地位越來越重要,只有我國在其領域自主創新,擁有完整的自主知識產權,才能為數控技術創造良好的發展空間,在各個領域充分發揮數控技術的作用。同時,數控裝備也在一定程度上表明一個國家工業現代化水平與綜合國力的強弱,在加強數控技術的時候,也應采取合理有效的競爭對策與之相搭配,不斷提升管理水平與服務質量,長期培養數控技術的專業人才,使我國的機械制造能夠得到廣泛應用,在國際化競爭中始終站在時代的前沿。
參考文獻
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[2]王秋鵬.試論機械制造中數控技術的應用[J].新技術新工藝,2013,(10).
【關鍵詞】機電控制技術;應用;問題
1、前言
進入21世紀后,爆發了全球性的金融危機,從而使得世界經濟處于不穩定的狀態下,對我國的影響也是非常巨大。近年來,由于我國科學技術不斷的發展,極大的推動了我國生產力的發展,機電控制技術成為了現代科學技術的主要標志,在當今激烈的市場競爭中,占據一定的優勢。由于此技術的廣泛應用,必然會使技術結構發生一定的變化,將由傳統工業生產轉變為機電技術生產。由此看來,機電控制技術有廣闊的發展前景。文章主要對機電控制技術的應用進行了深入探討和分析,希望各種制造企業能夠正確使用機電控制技術。
2、遠程控制技術的應用
遠程控制技術指的是操作人員可以在其它地區利用計算機技術,和被控制的計算機連接在一起,把被控計算機桌面的內容可以顯示在本地計算機中,利用本地計算機對其它地區的計算機完成軟件安裝、修改等內容。由于我國科學技術的飛速發展,需要改革機電控制技術。現如今,互聯網成為信息傳播的主要渠道,同時也為機電控制技術的發展提供了良好的平臺,最終實現了遠程控制,與此同時,這也是機電控制向網絡化發展的一個必然趨勢。到目前為止,遠程控制主要有三種方式,即保持型、完成型、人際交互型。第一種,結合實際需求,使設備自行完成此命令,利用監控設施對設備運行實時監控,如果有必要,才會對設備運行加以干預,此模式可以實現在無人的狀態下進行操作,通常會在無人的地區采用此模式。第二種指的是遠程監控系統不監控設備的運行過程,而是在完成相應的任務后再報告給遠程監控系統。第三種指的是在完成具體的工作時,系統能夠隨時連接,實現人機交流。
3、數控機床的應用
經過近40年的發展,數控機床和與之相互的技術都有了很大程度發展,在結構、功能、控制精度等都有了很大程度的提高。主要采用多個CPU與多個總線的結構形式。開放性設計指的是硬件系統和模塊功能具有一定的層次性與兼容性,能夠極大的滿足客戶的需求。除此之外,借助WOP技術可以提供動態仿真二維與三維加工過程。然而,大容量的存儲器與軟件模塊化設計,不僅增加數控功能,而且也運用了CNC的控制技術,具有多個過程控制,即一臺機床可以同時進行多個加工工作,也可以控制多個機床。
4、分布式控制系統的應用
分布式控制系統的應用指的是用一臺計算機來指揮多個計算機與控制單元工作。控制系統多個等級,例:二級、三級等。通過計算機控制技術來控制、管理與監控整個生產過程。近年來,測控技術取得了較大進步,并且逐漸朝著功能多樣化的方向發展。這樣一來,不僅合理控制生產過程,而且實時調度生產過程,使其具有集測量、控制、管理為一體的系統。此系統一最大的優點就是在出現故障時,影響范圍較小,同時還有連鎖保護功能,在系統出現故障時,也可用手動操作,從而提高系統的可靠性能。分布式控制系統為機電控制系統的發展打下牢固基礎。
5、智能化控制技術的應用
在大多數制造企業中,因具有大型化、連續化的特點,使得傳統控制技術已經不再滿足企業的生產需要,暴露出諸多弊端,所以機電控制技術是制造企業更好發展的前提條件。機電控制技術在應用上涉及到很多方面的內容,例如:專家系統、神經網絡,然而,這些都屬于智能化的控制技術。到目前為止,機電控制技術已經廣泛應用到各個制造企業中的生產過程中。
6、現代計算機技術的應用
在企業制造過程中,計算機控制系統是把人和生產管理、經營等的控制集為一體,從原料進廠到生產加工、銷售過程,都是利用計算機系統完成的。現如今,大多數制造企業都應用了機電控制技術,然而,很多卻以單機自動化形式存在,缺少資源共享與統一化管理,遠不能滿足現代生產企業的需求。所以,為提高企業的生產效率、避免浪費資源、降低能源損耗等,我們需要不斷優化生產與管理,強化企業管理,從而使企業獲得更大的經濟效益和社會效益,使其在激烈的市場競爭中站穩腳跟。
7、開放式控制系統的應用
開放式控制系統可以實現標準化的信息交換識別與支持,能夠實現對不同生產廠家產品互換和兼容,有利于資源共享。在機電控制技術中應用開放式系統,利用網絡對設備進行實時監控,最終達到實現生產、經營、管理一體化的目的,利用現場總線技術,連接控制室與各個儀表設備的連接。
8、柔性制造技術與傳感器的應用
柔性制造指的是實現系統的計算機化,其組成部件有很多,例如:計算機、機器人、光盤等,能夠滿足裝配部門實時性、高質量的運輸需求,比較實用在小批量、多品種的離散零件加工生產中。機器人可以準確的進行操作,這主要是因為結合多種傳感器來感知自身、操作對象和工作環境的變化,機器人在獲取內部傳感器信息后,由外部傳感器來完成相應的操作,此過程至關重要,可以為其提供大量的反饋信息。
9、結束語
總體來說,近年來,隨著我國科學技術以及社會的快速發展,現代機電控制技術逐步趨于成熟。現如今,機電控制技術的發展對我國的經濟與國防等的建設增添新活力。機電控制技術指的是把機械、電子等知識緊密結合在一起的一種應用技術,這就需要多種新技術的應用才得以實現,例如:遠程控制技術、數控機床、智能控制技術等。如果將上述這些技術都應用到機電控制中,那么必然會改變當前機電控制技術的應用局面。現如今,由于此技術的廣泛應用,必然會使技術結構發生一定的變化,將由傳統工業生產轉變為機電技術生產。由此看來,機電控制技術有廣闊的發展前景,既方便操作,也能提高其安全性能,使制造企業在激烈的市場中站穩腳步。
參考文獻
[1]張廣生.機電控制技術應用問題研究[J].科技致富向導,2011(6).
[2]王懷楠.機電控制技術應用中相關問題的研究[J].中國科技縱橫,2011(19).
【關鍵詞】工程機械;機電一體化技術;自動化
機電一體化技術是對多種技術的融合,包括機械技術、計算機信息技術等,其能夠簡化機械操作過程,提升工程機械的運行效率。因此,機電一體化技術能夠被廣泛應用于工程機械領域,并具有良好的發展前景,使機械制造產品的質量得到改善。
1機電一體化技術應用中具備的特點
1.1能夠自動檢測
工程機械中的機電一體化技術,能夠自動檢測系統中的各個子系統,將工程機械在實際運行中的各種情況客觀的反映出來。如果在檢測的過程中發現有異常情況,則會以報警的形式通知相關部門。同時,還能自動檢測出異常位置和原因,從而幫助相關部門采取相應的措施排除故障。機電一體化的自動檢測功能,能大幅度提升機械的運行效率,并降低企業在檢測方面的人力、物力成本。與此同時,由于在檢測到異常情況時能對異常原因作出準確的判斷,所以停機維修的時間能被縮短,從而確保工程機械能夠正常運行。
1.2具有高精度性
將機電一體化技術應用于工程機械中,可以大幅度的提高機械在工作中的精度,使工程機械的工作效率得到提升。在混凝土攪拌設備中安裝電子稱量系統,不僅可以自動稱出混凝土的重量,還可以對混凝土攤鋪技術進行優化,從而改善攤鋪效果,使得機械工程的施工質量得到提升。此外,機電一體化技術在提高工程機械工作精度的同時,還能提高其運行效率,從而降低工程機械的運行成本。
1.3自動化
將機電一體化技術應用于工程機械中,能夠實現工程機械的自動化和半自動化運行,從而減少人工操作環節,降低企業的人工成本。并且,如果在工程機械運轉過程中有過多的人工操作,就可能因為操作不當、操作人員不專業等原因,造成機械故障,影響機械的正常運轉。因此,機電一體化技術的自動化特點,能夠有效的避免人工因素造成的機械故障,從而提升機械的運行效率。
2工程機械中機電一體化技術的應用
2.1機電一體化技術在改造數控機床上的應用
在數控機床的運行中,不僅對工作臺的要求比較高,還對刀具的運行軌跡有嚴格的要求,偏差值必須控制在誤差范圍內,否則就會降低產品的精度。因此,可將機電一體化技術應用于數控機床工程中,對機床進行改造,以提升其運行效率。比如,開環伺服系統的結構相對簡單,操作難度不大,在出現故障時,能比較容易確定出發生故障的具置。而滾珠絲杠副具的傳動率比較高,摩擦過程中的損耗比較小,空間死區也很好消除,只需要將滾珠的方向做適當的調整,就能減小數控機床運行中的偏差。在信息技術的幫助下,我國目前使用的數控機床基本都通過微機技術來控制,可以對數據和信息進行自動化處理。同時,還可按照產品的具體需求,對相關的技術和功能進行自動選擇。如果對數控機床的改動比較大,則需要將原有的操作系統保留下來,盡可能的降低調整幅度,避免增加企業的資金投入,降低企業的經濟收益。
2.2機電一體化技術在包裝機械中的應用
包裝機械的結構相對是比較復雜的,如其中的控制連桿、凸輪構造等多方面,都是比較復雜的部位。在使用傳統方法連接部件時,主要是通過對電路進行控制來實現的,這會加大設備后期維修的難度,也不便于操作。因此,在包裝機械中采用機電一體化技術,能有效的改善這一現象,即將微機控制設備利用起來,能夠實現整個系統的模塊化管理。因此,在合理運用機電一體化技術的情況下,包裝機械的體積會變小,加工出的零件精密度更高,且操作難度有所降低,由此便能降低企業在設備上的資金投入。
2.3機電一體化在產品開發中的應用
隨著人們生活質量的提高,對產品的需求也變得多樣化,為滿足市場需要,產品開發需要實現智能化。將機電一體化技術應用于產品開發中,不僅能使產品的功能更加齊全,還能豐富產品的種類。并且,通過機電一體化技術中的微電子技術,還能根據市場的特殊要求,實現產品的特定功能。在機電一體化技術的作用下,新開發產品的科技含量會提高,從而充實產品的價值,為企業增添競爭的籌碼。
3機電一體化技術的發展前景
3.1實現綠色化發展
機電一體化技術要想獲得更好的發展,就需要符合可持續發展的要求,在促進工程機械領域發展的同時,盡可能的減輕對環境造成的污染,從而保維持生態平衡。此外,在機電一體化技術的發展過程中,要盡可能提高回收利用率,使資源的價值被充分的發揮出來,以實現企業的綠色發展,提升企業的經濟效益。
3.2實現與微電子的有機融合
將機電一體化技術與微電子有機的融合起來,可利用納米材料來減小產品的尺寸和體積,從而使產品變得更加輕便。在微電子的作用下,能夠提高產品的科技含量,減輕產品的重量,因此機電一體化技術與微電子進行融合后,能被應用到更寬廣的領域中。兩者的融合需要通過微機機械技術來實現,因此需要對此項技術進行優化。在目前階段,比較常用的微機機械技術主要有兩種,一種是光刻技術,一種是蝕刻技術。
3.3實現與傳感器的有機融合
隨著工程機械行業的不斷發展,傳感器已經被廣泛應用于其中。比如,可將機油壓力傳感器安裝在發電機中,對發動機的工作狀態進行適時的調控;通過在瀝青攤鋪設備中安裝傳感器,能夠實現攤鋪設備的自動找平,并將其前進的速度調整為勻速,從而提升攤鋪的平整度。隨著傳感器技術的不斷發展,將其與機電一體化技術有機的融合起來,應用于工程機械中,不僅能夠提升機械運行的精準度,還能提升其可靠性。同時,還能夠采集到更加豐富的信息,使其朝著集約化的方向發展。因此,在機電一體化技術的未來發展中,很有可能實現其與傳感器的有機融合,從而應用到工程機械領域,提升工程機械的運行效率。
4結語
綜上所述,在我國機械行業快速發展的大環境下,機電一體化技術在工程機械中的應用,能夠縮小產品的體積,減輕其重量,使機械的性能更加完善,從而提升機械的運行效率。因此,隨著經濟全球化發展,機電一體化技術能夠在工程機械領域得到廣泛的應用,且其在未來的發展中,還可能與微電子、傳感器等結合起來,使其朝著集約化的方向發展。
參考文獻:
[1]邢紅巖.試論煤礦工程機械控制中機電一體化的有效應用[J].機械管理開發,2016(8):90~91,98.
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關鍵詞:機械;自動化技術;機械制造
重型工業是為國民經濟各部門提供物質技術基礎的主要生產資料的工業。一個國家重工業的發展規模和技術水平,是體現其國力的重要標志,它以能源原材料工業為基礎、以高檔耐用消費品、裝備料工業和機械工業等的生產為核心。在近代工業的發展中,化學工業居于十分突出的地位,因此,在工業結構的產業分類中,往往把化學工業獨立出來,同輕、重工業并列。重型工業的產品是實現社會擴大再生產的物質基礎。在技術不斷進步的條件下,就社會各物質生產部門之間的發展關系來說,重工業的增長速度一般要快于輕工業和農業,這是生產資料生產優先增長的一般規律。在重型工業的發展中,也不能一味注重對重工業的發展,合理安排重工業的發展規模和速度,遵循兩大部類協調發展的原理,把需要與可能結合起來進行綜合平衡。而逐步發展的機床已經從傳統機床進展到數控機床了。機床的一步步創新和改革預示著穩步發展。
1、我國機床發展現狀分析
2013年中國機床市場有兩個重要現象。一是市場需求結構在加速升級,這主要體現在國產機床與進口機床平均單價分別同比上漲,以及機床產值數控化比率比上年增長二點二個百分點。二是機床進口額幅度明顯高于機床產值增幅,進口金額一再攀升。這說明國產機床跟不上需求結構升級的市場趨勢,不僅高檔機床的供給能力仍然嚴重不足,而且國產中檔機床的國際競爭力也提高的比較慢,中國機床工業還是大而不強。從宏觀經濟形勢看2013年中國機床市場。當前,歐元區債務危機蔓延導致經濟衰退風險加大,今年世界經濟的不穩定性和不確定性上升,世界經濟的總體形勢十分嚴峻。2013年國內經濟運行也面臨不少新情況。一方面是2012年中國經濟和工業增速都呈逐季緩慢下滑的走勢,與此同時,企業生產要素成本持續上升,經濟效益收到影響,小型和微型企業的生產經營面臨較大的困難。另一方面是經濟增長方式粗放、產業結構不合理的問題依然突出。從主要動向看中國今年機床市場是制造機器的機器,其用戶行業很多,現僅選擇幾個比較重要的用戶行業,通過觀察其動向來推測今年中國市場的走勢。作為一個世界上發揮重要作用的大國,我國必須從各個方面確保國家的獨立自主地位。我國機床行業產品種類齊全,可生產品種已經超過3600 種,基本已經無空白領域,大部分滿足了我國裝備制造業對機床的需求。從目前的情況來看,國內機床行業需求旺盛趨勢還將延續。由于我國目前正處于工業化初期,很多金屬加工產品要求的精度并不要求很高,加上我國勞動力成本低廉,因此低端普通機床仍然有一定的市場銷路。
2、機械自動化在機械制造中的應用
機械自動化在機械制造中的應用隨著機械自動化發展歷程的不同而不同。機械自動化的應用給予機械制造業的發展強有力的技術支持。
2.1智能一體化應用
隨著社會的進步,機械制造已經不僅僅是設計制造的年代了,現在正朝著智能化的方向發展。機械智能自動化技術融合了人工智能和機械制造技術,人工智能的融入使機械制造技術能自動地完成一些分析、推理、判斷、決策等等復雜的活動。在機械制造的過程中,由于機械制造技術添加了專家的智能系統,智能自動化技術具有能夠自己完成監測運行的功能,能夠自己發現制造技術的缺點并且能夠及時地做出應對措施。不僅如此,智能自動化技術還能夠根據需求自動的動系統的運行過程做出調整。柔性的自動化技術已被企業熟練、靈活地發揮了作用。現代企業已經能迅速地針對不同需求做出反應,并且能很快地進行技術水平的提高。柔性自動化技術不是完全地依靠自動化,它的技術是在柔性生產的前提下盡可能地完善信息系統,充分利用計算機管理企業的效率。柔性自動化能夠很好地應變市場的改變。
2.2集成自動化應用
所謂的集成自動化就是利用信息采集來完成機械制造技術。集成自動化包括信息統計、計算機輔助計算、制造、分析、數控加工等等技術。如今機械制造企業已經把企業的全部要素和企業的生產與經營活動統一地組成了一個整體,企業的整體優化大大地提高了企業的生產運作效率和勞動效率。企業產品的研發、生產、制造和銷售過程都有了很大的進步。不僅如此,集成自動化的應用還提高了產品的質量、降低了產品的生產成本、優化了企業的整體服務水平等等。現代機械制造技術加入了CAD、CAPP等機械制造工藝和計算機作圖技術。這些技術的應用完善了以往傳統的人工作圖的技術,不僅減少了勞動力并且還提高了作圖的水平和速度。CAD技術能夠很快地完成技術創造,一旦有錯誤發生CAD能迅速地修改,不必像過去那樣重新作圖。虛擬自動化利用信息技術和計算機仿真技術對機械制造活動進行仿真。虛擬自動化技術縮短了生產的周期,增加了產品的種類,使其能夠應對復雜多變的市場需要。
3、結束語
隨著機械自動化的發展,它的技術會越來越多地應用到各個領域中去。機械自動化的發展帶動著我國積極地培養具有機械自動化技能的人才,人才的任用更好地加快了機械自動化的發展步伐,這也為解決人才就業問題貢獻了力量,使國家能夠更好地人盡其才。機械自動化技術的應用會更好地迎合企業發展的需求,能夠引導企業走向健康的軌道,促進企業的發展甚至國家的發展,帶動企業效益國家效益,提高人們的生活水平。機械自動化作為一個新型的有發展潛力的行業,在將來的發展過程中還是會很好地進步。隨著以后科學技術水平的提高,機械自動化也會不斷地進步和發展。
參考文獻: