數(shù)控技術(shù)在機械自動化中的應(yīng)用

林建山

處于工業(yè)4.0 大背景下，我國做為社會主義工業(yè)大國和工業(yè)強國，工業(yè)經(jīng)濟占據(jù)了我國國民經(jīng)濟的大部分，在機械制造業(yè)中，傳統(tǒng)技術(shù)已無法滿足要求，數(shù)控技術(shù)因其高精度，高效率，柔性自動化等特點。

1 數(shù)控技術(shù)的含義及背景

所謂數(shù)控技術(shù)，是一種自動控制技術(shù)，是用數(shù)字化信號對機械的運動及其工作過程進行控制的一種方法。利用計算機強大的數(shù)值計算和信息處理能力，對產(chǎn)品加工過程進行數(shù)字化信息處理與控制。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展由1952 年美國將計算機技術(shù)應(yīng)用到機床上，使傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化，到1957 年正式使用的三坐標數(shù)控銑床，標志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時代的開始。

2 數(shù)控技術(shù)的特點

2.1 靈活性

計算機的輔助功能代替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，運算等功能均有現(xiàn)場可以編輯的軟件來完成，這樣便極大的增強了機械制造的靈活性，方便改變加工工藝參數(shù)，提高了數(shù)控設(shè)備的工作效率。

2.2 高效性

高效是數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中最為顯著的特點，傳統(tǒng)的設(shè)備只能從事一些簡單的零件的加工，數(shù)控技術(shù)的使用，省去了換刀，停車的步驟，節(jié)約了加工時間，降低了人工成本。

2.3 高精度

依靠快速準確的數(shù)字量傳遞技術(shù)，對工件的高精密度的實時處理，及時反饋，與輸入的指令相比較，用比較的差值來移動部件，只到差值為零。同時，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，測量裝置的精度等也逐漸提高，使得數(shù)控加工精度進一步提高。

3 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

機械行業(yè)的發(fā)展方向是機電一體化，機電一體化是指在機構(gòu)的主功能，動力功能，信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，并將機械裝置，電子設(shè)備以及軟件結(jié)合起來的系統(tǒng)的總稱。

3.1 將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機床

將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機床加工出所需工件，數(shù)控機床便是機電一體化設(shè)備。數(shù)控機床的兩個重要指標是速度和精度，直接關(guān)系到所加工產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次。相比于不帶反饋裝置，用步進電動機作為伺服執(zhí)行機構(gòu)的開環(huán)數(shù)控機床，應(yīng)用了反饋裝置的半閉環(huán)和閉環(huán)數(shù)控機床，消除了傳統(tǒng)部件制造中存在的誤差，可以得到更高的精度。

3.2 將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到煤礦機械加工領(lǐng)域

采煤機需要適應(yīng)不同環(huán)境下的采煤需求，種類多，小批量生產(chǎn)多，傳統(tǒng)機械加工難以實現(xiàn)單件下料，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用解決這一難題，代替?zhèn)鹘y(tǒng)仿形法。

3.3 大力開發(fā)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，提升經(jīng)濟效益

雖然我國的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一定水平了，但較世界級數(shù)控技術(shù)發(fā)展來說還是不成熟的。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域很有限，在許多的企業(yè)的機械生產(chǎn)制造中，數(shù)控技術(shù)仍在門外徘徊，使得部分企業(yè)的生產(chǎn)力較低，因此要大力開發(fā)數(shù)控技術(shù)大范圍的應(yīng)用領(lǐng)域。首先，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)要進行結(jié)構(gòu)化改革，推動產(chǎn)業(yè)升級，摒棄傳統(tǒng)觀念，擴大對數(shù)控技術(shù)的使用范圍和領(lǐng)域；其次，要擴大數(shù)控技術(shù)的運用領(lǐng)域，要打破自動化技術(shù)水平被某個行業(yè)或部門壟斷的局面，逐步從局部領(lǐng)域擴大轉(zhuǎn)移到大部分領(lǐng)域；最后，對于數(shù)控技術(shù)的運用門檻要降低，主動深入企業(yè)部門進行實踐，提高企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化水平，增加生產(chǎn)的專業(yè)性和科學性，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

3.4 大力加強數(shù)控技術(shù)人才的專業(yè)性培養(yǎng)

數(shù)控技術(shù)的良好運用不只要靠技術(shù)也要靠技術(shù)人才的研發(fā)，專業(yè)良好的技術(shù)人才更是數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中得到良好運用的重要因素。相關(guān)企業(yè)等部門要加強對技術(shù)人才的重視及培養(yǎng)并使之更具專業(yè)性。企業(yè)內(nèi)部要定期舉行關(guān)于數(shù)控技術(shù)的技能大賽，對表現(xiàn)突出的技術(shù)人員進行嘉獎，使之更具學習的積極性，激發(fā)對數(shù)控技術(shù)的鉆研積極性，以此來培養(yǎng)專業(yè)俱佳的技術(shù)人才；同時也要加強對外來優(yōu)秀科技人才的引進力度，進一步加強與高校的合作，創(chuàng)造更多的實踐機會，為打造一支優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)。

4 數(shù)控技術(shù)的前景

4.1 汽車行業(yè)

隨著全球分工體系的確立和汽車制造產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，我國汽車行業(yè)抓住這一機遇并實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。從2003 年至2018 年，中國汽車產(chǎn)銷星都大幅提高，產(chǎn)銷量均已超過2500 萬輛，不僅具有強大的生產(chǎn)力,還有廣大的市場需求。而且隨著新能源汽車的陸續(xù)上市并得到市場的廣泛認可，新能源汽車同傳統(tǒng)動力汽車都有著高速發(fā)展的需求，對高精密大型機床的需求量也隨之上升。尤其是汽車制造中的革新技術(shù)，汽車輪轂的整體加工，以及汽車剎車盤都需要高速立式加工中心，而且汽車輪轂的整體鑄造和直接產(chǎn)品加工還需要立式五軸數(shù)控機床、龍門五軸加工中心來提高其安全性能。

4.2 航空航天

對于航空航天中的精密儀器，流線型的表面，需要自由度高的，高密高精數(shù)控加工設(shè)備，進而促進數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。

5 結(jié)語

數(shù)控技術(shù)是具有高科技含量的綜合性技術(shù)，它具有靈活性，高效性，高精度等特點，給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化。隨著數(shù)控技術(shù)在機械自動化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，我國的制造力水平明顯提高。但有些技術(shù)我國仍落后于其他國家，仍需要數(shù)控技術(shù)填補空缺，因此數(shù)控技術(shù)具有廣闊的前景。