數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用及其發(fā)展前景分析

安冬云

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)發(fā)生了根本性的變革。各個(gè)國(guó)家的工業(yè)加大了對(duì)新技術(shù)的研發(fā)力度，并打破了傳統(tǒng)的機(jī)械制造模式。而在機(jī)械制造新技術(shù)的研發(fā)過程中，數(shù)控技術(shù)作為其中的關(guān)鍵，具有自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、信息處理等功能，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。論文分析探討了數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用及其未來的發(fā)展前景。

【Abstract】With the development of science and technology， machinery manufacturing industry has undergone radical change. Industries in various countries have increased their R & D efforts on new technologies and broke the traditional machinery manufacturing model. In the research and development process of new manufacturing technology， as the key， NC technology has the functions such as automatic control， automatic detection and information processing， which are widely used in industrial production. This paper analyzes and discusses the application of numerical control technology in machining and its future development prospect.

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù)；機(jī)械加工；應(yīng)用；發(fā)展

【Keywords】NC technology； machining； application； development

【中圖分類號(hào)】TG659 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）10-0161-02

1 引言

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用，不僅能夠節(jié)省人力、物力，同時(shí)還可以提高生產(chǎn)的效率，減少生產(chǎn)的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)被機(jī)械加工行業(yè)列為不可或缺技術(shù)之一。本文對(duì)機(jī)械加工中的數(shù)控技術(shù)進(jìn)行分析，具有一定的研究?jī)r(jià)值和意義。

2 數(shù)控技術(shù)概念和特點(diǎn)

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域簡(jiǎn)稱為數(shù)控，顧名思義，其主要是通過數(shù)字控制的方式來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制?，F(xiàn)階段，數(shù)控技術(shù)主要是對(duì)角度、位移等機(jī)械量進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)加工效率的提高。而在數(shù)控技術(shù)的生產(chǎn)過程中，其主要是依據(jù)數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算來進(jìn)行工作。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不僅僅對(duì)機(jī)械制造行業(yè)帶來了革命性的改革，同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提升，其惠及行業(yè)包括汽車、工業(yè)、醫(yī)療器械等[1]，對(duì)我國(guó)支柱型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、高精度、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械加工中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析

第一，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械加工領(lǐng)域中，可以有效地提高生產(chǎn)效率，減少人力、物力投入，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還能夠提高機(jī)械加工的精度，促進(jìn)機(jī)械行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提高。此外，數(shù)控技術(shù)可以通過數(shù)字化技術(shù)對(duì)機(jī)械加工進(jìn)行數(shù)字化的控制，有效地降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，體現(xiàn)了現(xiàn)代機(jī)械加工過程中的人性化生產(chǎn)。而數(shù)控技術(shù)的高效率生產(chǎn)，可以幫助管理人員提高管理水平，有效提高生產(chǎn)管理效率，進(jìn)而加強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。

第二，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械加工過程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的最優(yōu)控制，從而保證機(jī)械生產(chǎn)的效率。在機(jī)械加工過程中，主要涉及到加工設(shè)備、材料以及加工的步驟等眾多因素，而數(shù)控技術(shù)就是將這些因素形成代碼的形式，然后對(duì)其進(jìn)行控制，最終達(dá)到控制機(jī)床的目的。

第三，機(jī)械及加工技術(shù)可以促進(jìn)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，而在機(jī)械加工技術(shù)中，數(shù)控技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中集柔性技術(shù)、集成技術(shù)以及虛擬技術(shù)為一體[2]，可以有效地提高機(jī)械加工效率，使復(fù)雜的加工工藝變得簡(jiǎn)單化，保證了加工生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，促進(jìn)了機(jī)械行業(yè)向著數(shù)字化、智能化、簡(jiǎn)便化的方向發(fā)展。

4 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

4.1 數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，有許多產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中環(huán)境惡劣，給工人操作帶來巨大的安全隱患，例如高溫鋼鐵鑄造、高壓生產(chǎn)等。在這種情況之下，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，可以將工人從危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來，提高工人操作的安全性（其主要是通過將生產(chǎn)工作流程進(jìn)行電子編程，再利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控）。在數(shù)控技術(shù)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以通過技術(shù)人員編入的程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工生產(chǎn)自動(dòng)化，同時(shí)，在加工生產(chǎn)的過程中，一旦遇到任何的突發(fā)情況，計(jì)算機(jī)會(huì)及時(shí)通報(bào)，并快速做出應(yīng)急處理，將生產(chǎn)損失減小到最低。除此之外，數(shù)控技術(shù)在很多行業(yè)中都得以廣泛應(yīng)用，例如，機(jī)器人生產(chǎn)、汽車制造、航空航天設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。

4.2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

在機(jī)械制造行業(yè)中，保證產(chǎn)品質(zhì)量和效率的關(guān)鍵就是機(jī)械設(shè)備，它一直都是機(jī)械制造行業(yè)中的硬實(shí)力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)一直都在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新，有專門人員對(duì)設(shè)備技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)行研究，保證機(jī)械制造過程中的精度、速度和效率。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)中，可以有效控制設(shè)備加工的速度和精度，使機(jī)械制造的質(zhì)量和效率得以快速提高，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的快速發(fā)展[3]。

4.3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)床加工中的應(yīng)用

機(jī)床加工在機(jī)械制造加工領(lǐng)域中屬于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而且是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。任何零件的加工生產(chǎn)都離不開機(jī)床的加工，為了保證機(jī)床加工的效率和質(zhì)量，有關(guān)專家將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到其中，并且取得了良好的效果。在實(shí)際加工過程中，傳統(tǒng)的機(jī)床加工略顯粗糙，精度達(dá)不到相應(yīng)的規(guī)范。而數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)床加工的精度得以提高，不僅達(dá)到了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，還實(shí)現(xiàn)了機(jī)床加工的自動(dòng)化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。

5 數(shù)控技術(shù)發(fā)展前景分析

5.1 高速、高精、高效化

在機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展過程中，速度、精度和效率一直是人們追求的指標(biāo)。數(shù)控技術(shù)在發(fā)展過程中，采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)（帶有高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件），有效地改善了機(jī)床的性能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的高速、高精、高效化目標(biāo)。

5.2 柔性化

數(shù)控技術(shù)柔性化指的是數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性和群控系統(tǒng)的柔性。數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性是指數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，可裁剪性較強(qiáng)，以便于滿足不同的要求；群控系統(tǒng)的柔性指的是群控系統(tǒng)可以根據(jù)不同的生產(chǎn)要求，對(duì)物料和信息等內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，將群控的功能發(fā)揮到最大。

5.3 工藝復(fù)合性和多軸化

在機(jī)械加工過程中，為了減少加工時(shí)間和不必要的加工工序，機(jī)械行業(yè)經(jīng)常使用復(fù)合加工，并且向著多軸化的方向發(fā)展。在數(shù)控機(jī)床加工的過程中，所使用的工藝復(fù)合指的是工件在一臺(tái)機(jī)床上面完成多個(gè)加工工序。在數(shù)控技術(shù)軸中，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。

5.4 實(shí)時(shí)智能化

實(shí)時(shí)系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中已然存在，但是其工作環(huán)境還不理想。其主要作用是為了調(diào)度任務(wù)，使其在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了智能化操作。將實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能進(jìn)行有效結(jié)合，使人工智能向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的領(lǐng)域發(fā)展，實(shí)時(shí)系統(tǒng)向著具有智能領(lǐng)域發(fā)展，從此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能化領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過程中，實(shí)時(shí)智能化的研究需要向著以下幾個(gè)方面發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。

6 結(jié)語

綜上所述，本文從數(shù)控技術(shù)的概念出發(fā)，分析了數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)在機(jī)械加工中的優(yōu)勢(shì)，詳細(xì)地介紹了數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)械制造以及機(jī)床加工中的應(yīng)用，探討了數(shù)控技術(shù)在其性能方面的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)良好發(fā)展具有一定的意義。

【參考文獻(xiàn)】

【1】邵雨露.現(xiàn)代機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（13）：164-165.

【2】李曉宏，于波.淺談現(xiàn)代機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2017（01）：2.

【3】田小青.機(jī)械加工領(lǐng)域中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（04）：112.