数控机床第一课
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【摘要】数控机床第一课从培养学生兴趣、如何学好数控技术、数控加工未来前景三个方面入手,阐明了数控机床的发展过程及数控技术的广泛应用。指导学生掌握机床的知识,了解电气控制技术,熟练计算机操作技术,会简单的计算机编程,能运用计算机办公技术。积累知识,为学好数控加工做准备,展望了数控加工的前景。
【关键词】数控机床 培养兴趣 未来前景
The first class of the numerical control machine
Wang Yurong
【Abstract】The first lesson of the numerical control machine should be started from cultivating students’ interest, how to learn well the numerical control and the future foreground of the numerical control machine, elucidated the developing course of the numerical control machine and the wide use of the numerical controlling technology. Teachers should lead students to master the knowledge on the machine, know about the electric control technology, to be good at the operating skill, to do some simple programme and to apply the computer office technology. Collecting knowledge can prepare for learning well the numerical control machining and look into the future of it.
【Keywords】Numerical control machine Cultivating interest Future foreground
随着我国机加工业向大规模集约化的发展,数控技术越来越多的运用到机床,这样就需要大批数控加工的技术人员、编程的技术人员以及数控机床的操作人员,技工学校就是培养这些技术人员的摇篮。
如何为技工学校的学生上好数控机床第一课?我从以下三个方面入手:
1.培养学生学习兴趣。
1.1 数控机床的发展过程。什么是数控机床?数字控制机床(Numerical Control Machine Tools)简称数控机床,这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。
数控机床综合应用了自动控制、计算机、微电子、精密测量和机床结构等方面的最新成就。
从1952年至今,数控机床按照控制机的发展,已经历了五代。
1959年,由于在计算机行业中研制出晶体管元件,因而在数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板,从而跨入了第二代。
1965年,出现小规模集成电路,由于它体积小、功耗低,使数控系统的可靠性得以进一步提高,数控系统发展到第三代。
以上三代系统,都是采用专用控制计算机的硬接线数控系统,我们称之为硬线系统,统称为普通数控系统(NC)。
随着计算技术的发展,小型计算机的价格急剧下降,激烈地冲击着市场。数控系统的生产厂家认识到,采用小型计算机来取代专用控制计算机,经济上是合算的,许多功能可以依靠编制专用程序存在计算机的存储器中,构成所谓控制软件而加以实现,提高了系统的可靠性和功能特色。这种数控系统,称为第四代系统,即计算机数控系统(CNC)。
计算机技术的发展是日新月异的,就在1970年前后,美国英特尔(Intel)公司开发和使用了四位微处理器,微处理芯片渗透到各个行业,数控技术也不例外。我们把以微处理机技术为特征的数控系统称为第五代系统(MNC)。
1.2 数控技术的广泛运用。数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对市场的适应能力和竞争能力。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,不仅大力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。因此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,如数控机床等。其技术涉及多个领域: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;⑥传感器技术;⑥软件技术等。
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,对国计民生的一些重要行业国防、汽车等的发展起着越来越重要的作用,这些行业装备数字化已是现代发展的大趋势,如:桥式三、五坐标高速数控龙门铣床、龙门移动式五座标AC摆角数控龙门铣床、龙门移动式三座标数控龙门铣床等。
2.如何学好数控技术。数控专业是机械制造技术、电子技术与计算机应用技术相结合的专业,培养适应现代制造业需要,德、智、体、美全面发展,具有较扎实的基础理论知识,熟练掌握各种专业技能,职业素质优良,专业技术适用,实践能力突出,能在数控技术领域面向数控加工、模具设计与制造、CAD/CAM技术等多个不同方向发展,在生产第一线从事数控设备的操作、编程维护以及生产组织和管理等方面工作的高等技术应用型人才。
在学习数控机床前,先积累一些必备的知识,要求较系统地掌握本专业领域的基本理论知识,主要包括机械制图、工程力学、机械基础、车工工艺学、工件的装夹与定位、机械设计理论与制造技术、电工电子技术、计算机应用技术、数控技术、CAD/CAM技术等学科的基础理论和应用知识。
2.1 要掌握机加工知识。在学习时应初步掌握普通机床的加工工艺,装夹、定位,加工工序的安排等。这样对普通的技工学校学生要求就高了很多,要想学好数控机床的加工,在理论和实践两方面都要有大量的积累。建议同学先多了解数控机床的信息知识,增加兴趣。
2.2 要了解电气控制技术。数控机床是电气自动化程度非常高的设备,如进刀量、加工量等全部依靠的是编码器控制,各种定位等主要依靠光、电、磁等各种传感器控制。不掌握足够的电气控制技术不仅难以正确操作设备,就是一些简单的故障也难以排除,因此更谈不上利用数控机床加工出合格的工件。
2.3 要熟练计算机操作技术。目前,最新的数控机床都是利用微型计算机控制和操作的。其操作系统使用的就是计算机操作系统,不掌握一定的计算机操作技术根本谈不上去学习和使用数控机床。因此学习和使用数控机床首先必须具备的条件就是会熟练使用计算机操作系统。
2.4 要会简单计算机编程。数控机床所加工的工件形状和工件的加工步骤以及加工顺序全部依靠给计算机输入指令来进行操作的,这些指令就是通过编写操作程序来完成的。因此学习数控机床首先要熟记各种操作指令,然后根据加工工件的要求和加工的顺序将指令编写成操作程序,这些操作程序就是通过计算机来指挥机床进行机加工作业的。不懂得指令的含义或不会把指令变成程序就无法指挥数控机床进行机加工。
2.5 要能运用计算机办公技术(CAD/CAM)。数控机床的出现主要是为了适应越来越复杂的加工工件要求的,而目前很多工件用常规的人工设计已无法完成,即使设计出来,它的图纸也难以识别。如飞机发动机、各种汽轮机等。这些复杂的工件都需要使用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助加工(CAM)。如果不了解CAD/CAM等常规的知识也无法熟练操作数控机床。
3.数控加工未来前景。
3.1 人才缺乏,人才宝贵(我国材料科学研究领先,但机加工技术落后)。目前,我国制造业已开始广泛使用先进的数控技术,但掌握数控技术的机电复台型人才奇缺,其中仅数控机床的操作、编程、维修人员就短缺60多万人。我国数控技术人才不仅数量上奇缺,数控技术是集机械、电子、信息和管理等学科于一体的新兴交叉学科,数控技术的发展对人才的知识、能力、素质结构提出了新的要求,高起点地培养从事数控加工、模具制造、CAD/CAM技术的机电复合型人才,以满足制造业发展对人才的需求。
3.2 未来普通机床逐步向数控机床发展。未来的机加工技术将越来越向高效、复杂化、高精度方向发展。普通机床已无法完成其加工要求,这样一来,普通机床将逐步被数控机床所取代。
数控机床与普通机床相比较,有以下优点:
①自动化程度高,具有很高的生产效率,而且可以大大降低工人的劳动强度。
②对加工对象的适应性强,可以适合加工普通机床无法完成的复杂工件。
③加工精度高,质量稳定,不受操作工人的情绪影响,对人员的依赖性小。
④易于建立与计算机间的通信联络,容易实现群控。
最经济的是普通机床可以改装为数控机床,这样由普通机床向数控机床发展的步伐又可更快一步。
3.3 学好数控技术未来就业前景广阔。我国数控机床起步较晚,仅改革开放三十来才得以快速发展。设备的发展速度远快于人才的培养速度,这样一来就造成了有了先进的数控设备,但没有熟练的操作工人。所以缺乏高质量的数控机床操作人员成了制约我国机加工技术进步的瓶颈。如果能够熟练的掌握数控机床的操作技术,那么就业机会就会大大增加。
中国有一句古话:“没有金刚钻,不揽瓷器活。”说的是没有过硬的本领就干不了精细活。对数控加工人员要求也是很高的,要积累很多知识才能应对复杂的加工对象。希望我们的同学练就一身好本领,做蓝领中的金领!
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