淺析數(shù)控技術在機械制造中的應用

楊靖華 王勇臻 高宇飛

摘要：隨著現(xiàn)代機械制造行業(yè)對于制造精度要求的不斷提升，數(shù)控技術在機械加工制造過程中得到了越來越廣泛的應用，是一種有效的高精度機械制造技術。從目前國內(nèi)的數(shù)控機床發(fā)展情況來看，已經(jīng)具備了一定的水平。無論產(chǎn)品種類、操控性能，還是制造質(zhì)量方面都有了長足的進步。本文對數(shù)控技術在機械制造中的應用進行了研究分析。

關鍵詞：數(shù)控技術；機械制造；應用前景

0 引言

數(shù)控技術就是指采用電腦程序控制機器的方法。主要是指通過采用數(shù)字信息，按工作人員事先編好的程式對機械加工進行控制。它主要包括：計算機技術、傳感檢測技術、自動化控制技術、傳統(tǒng)及現(xiàn)代的機械制造技術以及網(wǎng)絡信息技術。數(shù)控技術是一種綜合性技術，把數(shù)控技術用于機械加工，能夠有效地對機械設備進行數(shù)字化控制。這主要是運用計算機控制系統(tǒng)進行預先編程，在運行過程中利用計算機輔助軟件執(zhí)行繁瑣的數(shù)據(jù)存儲和運算處理，在很大程度上提高了機械加工的精準度與自動化，提高了機械加工的效率。

1 數(shù)控技術在國內(nèi)機械制造行業(yè)的應用情況

隨著現(xiàn)代機械制造行業(yè)對于制造精度要求的不斷提升，數(shù)控技術在機械加工制造過程中得到了越來越廣泛的應用，是一種有效的高精度機械制造技術。從目前國內(nèi)的數(shù)控機床發(fā)展情況來看，已經(jīng)具備了一定的水平。無論產(chǎn)品種類、操控性能，還是制造質(zhì)量方面都有了長足的進步。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)市場目前銷售的數(shù)控機床超過2000多種， 常見于金屬材質(zhì)的切削以及機械部件鍛壓方面。

1.1 數(shù)控技術在機床中的應用

機床設備是機械加工中的重中之重，因此，在機械加工過程中機床設備的控制技術是非常重要的。為滿足現(xiàn)代機械加工業(yè)的發(fā)展需求，擁有控制系統(tǒng)的機床設備是現(xiàn)代機電一體化的關鍵。數(shù)控技術是現(xiàn)代機床設備的靈魂和核心。通過在機床上使用計算機控制系統(tǒng)，能夠?qū)C床的加工過程進行控制，不僅保證了產(chǎn)品的高質(zhì)量要求，還極大地提高了機床的使用效率與生產(chǎn)效率。它用數(shù)字化的代碼來表示加工零件的工藝和幾何信息，也就是運用計算機編程將刀具與工件間的相對位移以及進給速度編排在計算機控制系統(tǒng)上，由計算機發(fā)出控制指令使機床按控制要求運行。無需對機床進行人工參與與調(diào)整，只需向計算機控制系統(tǒng)編入新的加工程序，就能改變加工零件，這是數(shù)控機床的最大特點。

1.2 數(shù)控技術在工業(yè)機器人方面的應用

工業(yè)機器人通常就是指在工業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)的質(zhì)量和效率，同時在生產(chǎn)的過程中也能保證生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，工業(yè)機器人實際上屬于工業(yè)設備的一種，工業(yè)機器人的使用可以很好的改進生產(chǎn)條件，節(jié)省了生產(chǎn)時間的同時，也節(jié)約了勞動力成本，而如果從工業(yè)機器人的基本功能上來看，其可以完成基本的人力生產(chǎn)工作，同時還可以完成噴漆、焊接等一些復雜性和生產(chǎn)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(huán)境下保證良好的工作狀態(tài)。

2 數(shù)控技術應用熱點

現(xiàn)如今，我國的數(shù)控技術在機械加工領域中得到了廣泛的應用，數(shù)控技術的作用已不容置疑，它不僅推動了機械加工行業(yè)的持可續(xù)發(fā)展，還提升了我國的綜合國力。數(shù)控機床的性能正朝著高速高精高效化、柔性化、實時智能化發(fā)展。模塊化的設計，能滿足生產(chǎn)流程的不同需求。實時智能化：利用實時系統(tǒng)和人工智能相結(jié)合實現(xiàn)人類智能行為的模擬，使高科技手段有效運用。

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(xiàn)出其他技術所不具備的優(yōu)勢，使用該技術可以有效的縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，同時還可以在生產(chǎn)精度方面有更好的保證，在生產(chǎn)中最高的精度已經(jīng)可以精確到納米的級別。

2.2 軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展

采用這種加工形式進行生產(chǎn)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(lián)動機械生產(chǎn)效率的2到3倍。所以其在生產(chǎn)過程中也可以體現(xiàn)出更好的性能和優(yōu)勢，但是因為這種系統(tǒng)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(fā)展，阻礙了機械加工的進步。

2.3 智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)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(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

3 數(shù)控技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略分析

從國家戰(zhàn)略安全的層面來說數(shù)控機械制造技術和產(chǎn)業(yè)應該得到足夠的重視。制造業(yè)作為國內(nèi)從業(yè)人數(shù)最多行業(yè)之一，制造業(yè)發(fā)展能夠有效的改善人民生活質(zhì)量，緩解國內(nèi)就業(yè)壓力，維護社會的和諧穩(wěn)定；此外，從國防安全角度上來說，西方發(fā)達國家限制高質(zhì)量的數(shù)控產(chǎn)品的出口，將其列為戰(zhàn)略物質(zhì)和政治籌碼，對我國長期實施禁運和限制措施。 應該結(jié)合我國基本國情，從國家戰(zhàn)略和國防需求，以及經(jīng)濟市場需求出發(fā)，以改善國內(nèi)數(shù)控機械制造水平，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為目標，有針對性的開展數(shù)控機械制造核心技術、配套技術的研發(fā)工作，力爭實現(xiàn)數(shù)控機械制造行業(yè)的跨躍式發(fā)展。以終端產(chǎn)品為導向，帶動數(shù)控機械制造行業(yè)的發(fā)展。集中解決數(shù)控設備和數(shù)控系統(tǒng)部件功能的完善，同時保證生產(chǎn)規(guī)模。沒有可觀的生產(chǎn)規(guī)模就無法生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)低價、競爭力強的數(shù)控機械制造產(chǎn)品。

4 結(jié)論

綜上所述， 通過對數(shù)控技術的基本概念及工作原理的解釋，以及目前我國數(shù)控技術在機械加工機床設備中的作用分析、數(shù)控技術在性能和功能上發(fā)展趨勢分析，從文中可以看出數(shù)控技術在機械加工中的重要地位，它是我國實現(xiàn)機械加工自動化和智能化的關鍵，對我國國家工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和綜合國力的提高有著重要的影響。因此，在機械加工業(yè)中需要不斷加強數(shù)控技術的創(chuàng)新，積極引進國外先進的數(shù)控技術，這對于機械加工企業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。機械加工業(yè)的飛躍發(fā)展，必將推動我國經(jīng)濟社會更好、更快發(fā)展。

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