數(shù)控技術(shù)在機(jī)械工程的發(fā)展與應(yīng)用

孫惠成

摘要：數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，尤其是以西門子、FANUC、海德漢等數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中占據(jù)著較大的比重?，F(xiàn)代機(jī)械加工對于加工的精度、速率有著更高的要求，尤其是航空、航天、航海等領(lǐng)域更是需要超高精度的加工，不論是零部件加工后的尺寸精度、幾何精度都有著更高的要求。做好數(shù)控技術(shù)在機(jī)床中的發(fā)展與應(yīng)用將能夠有效地提升數(shù)控機(jī)床的加工精度。為工業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的助推力。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù);機(jī)械工業(yè);制造技術(shù)

中圖分類號：TG659?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引言

安全性高，生產(chǎn)力強(qiáng)。機(jī)電一體化設(shè)備加入了監(jiān)視功能，可以進(jìn)行自動診斷故障，如果在工作過程出現(xiàn)了問題還可以自動報警保護(hù)設(shè)備與操作人員的安全。這一技術(shù)對于操作人員來說十分有利，可以很大程度的減少了不必要的設(shè)備損壞與工作人員的傷亡。機(jī)電一體化設(shè)備還可以自動控制，自動處理信息，只要在設(shè)備中加入設(shè)計要求程序，該設(shè)備完全能夠據(jù)此獨(dú)立完成任務(wù)，從而解放生產(chǎn)力同時還能夠提高生產(chǎn)效率。

1、數(shù)控技術(shù)的組成與特點(diǎn)

數(shù)控技術(shù)是數(shù)字計算機(jī)控制技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，其最為典型的代表就是數(shù)控機(jī)床，從上世紀(jì)60-70年代第一臺數(shù)控機(jī)床發(fā)展至今數(shù)控技術(shù)呈現(xiàn)出了跨越式的發(fā)展。尤其是現(xiàn)今，數(shù)控機(jī)床更是將現(xiàn)代現(xiàn)今的傳感器技術(shù)、光電技術(shù)以及計算機(jī)和通信組網(wǎng)技術(shù)融入其中，從而使得數(shù)控機(jī)床更具有信息化、智能化，不僅是數(shù)據(jù)處理速度更快、機(jī)床移動和切削速度更快，同時數(shù)控機(jī)床的加工精度也更高、加工速度也越快?？梢哉f，數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中占據(jù)著極為重要的地位，需要積極做好數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與應(yīng)用。數(shù)控技術(shù)是一體化的技術(shù)，同時也是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，其由多個組分共同協(xié)作，共同促進(jìn)數(shù)控技術(shù)獲得良好的發(fā)展。

2、成組技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的聯(lián)系與應(yīng)用

成組技術(shù)與數(shù)控技術(shù)之間是相輔相成的，成組技術(shù)可以被稱之為數(shù)控技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代，數(shù)控技術(shù)與成組技術(shù)之間更是獲得深度的聯(lián)系與融合，從而推動了制造技術(shù)向著新階段邁進(jìn)。其中，以數(shù)控技術(shù)為主、成組技術(shù)為輔所形成的柔性加工系統(tǒng)，能夠就多品種、小批量零部件的高效加工，在現(xiàn)代機(jī)械加工領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。成組技術(shù)和數(shù)控技術(shù)緊密結(jié)合所形成的工業(yè)制造系統(tǒng)在為加工制造業(yè)帶來助力的同時，也為計算機(jī)輔助設(shè)計和計算機(jī)輔助制造技術(shù)提供著技術(shù)支持，是數(shù)控技術(shù)的集中體現(xiàn)。成組技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的深度結(jié)合不僅在機(jī)械加工形式、精度與機(jī)械加工效率方面有著極大的提升，同時對生產(chǎn)組織形式也有著極大的影響。成組技術(shù)與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合后所形成的加工體系通過對機(jī)械生產(chǎn)的各要素進(jìn)行合理調(diào)配，充分發(fā)揮出各環(huán)節(jié)的作用，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3、數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1柔性制造技術(shù)、系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)是物流運(yùn)輸系統(tǒng)與數(shù)控加工系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，此系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是能夠?qū)o固定加工順序的隨機(jī)自動制造與機(jī)械加工設(shè)備進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，通過使用計算機(jī)進(jìn)行中央集中控制，促使工件完成一體化的加工制造。柔性制造系統(tǒng)能夠在中、小型加工類企業(yè)得到良好的應(yīng)用，不僅應(yīng)用成本低、規(guī)模小，而且應(yīng)用較高效、可靠。柔性制造單元是柔性制造系統(tǒng)中的重要組成部分，加工工件固定在托盤上，通過托盤的交換完成工件的裝夾，從而實(shí)現(xiàn)了工件加工的無縫銜接。柔性制造單元能夠在單批次、大批量的零部件加工中發(fā)揮出極為高效的加工速率，從而實(shí)現(xiàn)大批量的高效生產(chǎn)。

3.2分布式數(shù)控

分布式數(shù)控體系采用的是“一拖多”的控制模式，以一臺或是多臺計算機(jī)作為整套系統(tǒng)的“上位機(jī)”，“上位機(jī)”能夠?qū)崿F(xiàn)對于所控計算的查閱、控制與信息傳輸，通過將其應(yīng)用于在企業(yè)加工管理中將能夠有效的減少工件從編程到加工的中間環(huán)節(jié)，工藝編程人員在完成對于所需加工零部件的程序編制后通過DNC系統(tǒng)可以直接傳送至所需要加工的機(jī)床中，機(jī)床操作人員結(jié)合所編制完成的加工程序完成對于零部件的加工制造。DNC系統(tǒng)可以將加工車間內(nèi)的多臺數(shù)控機(jī)床通過一個大的數(shù)控加工系統(tǒng)聯(lián)系在一起，在大規(guī)模的數(shù)控加工中可以得到極為良好的加工效果。

3.3STEP-NC技術(shù)

該技術(shù)是由歐盟所提出的，后經(jīng)世界上多個國家的參與進(jìn)行共同的研發(fā)最終使得該技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。此技術(shù)在應(yīng)用時具有能夠處理繁復(fù)的各種信息、實(shí)現(xiàn)智能控制加工、直觀展現(xiàn)加工任務(wù)、產(chǎn)品信息描述完整等優(yōu)勢，是新一代的數(shù)控加工技術(shù)。STEP-NC技術(shù)的核心優(yōu)勢在于能夠讓加工系統(tǒng)根據(jù)所設(shè)計完成的工件圖紙完成機(jī)械加工刀具運(yùn)動模式的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了按照設(shè)計圖紙進(jìn)行產(chǎn)品制造加工的可能。該技術(shù)的核心在于對設(shè)計圖紙的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和調(diào)閱，因此在該技術(shù)的研究應(yīng)用中需要加強(qiáng)對于文件讀取技術(shù)的開發(fā)，在提高讀取效率的同時確保相關(guān)數(shù)據(jù)讀取的準(zhǔn)確性。在以往傳統(tǒng)的STEP-NC技術(shù)中，數(shù)控技術(shù)采用間接而非直接的方式完成相關(guān)數(shù)據(jù)的讀取、調(diào)閱和控制，但是需要注意的是傳統(tǒng)的STEP-NC技術(shù)所采用的間接解釋技術(shù)讀取效率較低無法最大限度地發(fā)揮出STEP-NC技術(shù)的優(yōu)勢。新一代STEP-NC技術(shù)所使用的直接解釋和自適應(yīng)解釋方式都能夠有效的規(guī)避傳統(tǒng)STEP-NC技術(shù)間接解釋所帶來的問題。因此，在STEP-NC技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用中需要加強(qiáng)對于該技術(shù)的研究，利用新技術(shù)來提高數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用前景，從而使得數(shù)控技術(shù)獲得更好的發(fā)展。

3.4人工智能技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的交互相融

現(xiàn)代社會是信息化的社會，以云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)為代表的互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)通過與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合從而使得數(shù)控技術(shù)煥發(fā)了新的生命。尤其是人工智能技術(shù)，通過多年的發(fā)展人工智能技術(shù)已經(jīng)獲得一定的突破，其所具有的學(xué)習(xí)性、智能化將會為現(xiàn)代制造業(yè)提供更多的核心動力。我國所發(fā)布的“智能制造2025”戰(zhàn)略就是基于這一核心理念所提出的。新時期，新技術(shù)既帶來了機(jī)遇又帶來了挑戰(zhàn)，數(shù)控技術(shù)應(yīng)當(dāng)積極探索人工智能技術(shù)在數(shù)控技術(shù)中的發(fā)展與應(yīng)用，推動新一代人工智能技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的深度融合，形成更加智能化的數(shù)控加工設(shè)備，從而為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用指明方向。

3.5數(shù)控技術(shù)相關(guān)軟硬件的研發(fā)與應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)是基于高性能計算機(jī)的基礎(chǔ)上所發(fā)展起來的重要技術(shù)，相對于其他計算機(jī)硬件，數(shù)控技術(shù)所需要的硬件需要極高的可靠性和較強(qiáng)的計算能力，尤其是可靠性是排在首位的。驅(qū)動模塊是連接電機(jī)的重要設(shè)備，現(xiàn)階段我國所使用的驅(qū)動模塊多數(shù)是使用的國外產(chǎn)品，新時期應(yīng)當(dāng)積極加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)硬件產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用，完成我國數(shù)控硬件的產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。在數(shù)控技術(shù)發(fā)展方面，我國自主品牌華中數(shù)控、廣數(shù)等雖然取得了一定的成績但是其仍然缺乏核心技術(shù)產(chǎn)品，新時期應(yīng)當(dāng)積極做好技術(shù)的研發(fā)沉淀，通過厚積薄發(fā)爭取取得技術(shù)的突破。

3.6計算機(jī)集成制造系統(tǒng)

計算機(jī)集成制造系統(tǒng)是現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)中的組成部分之一，計算機(jī)集成制造系統(tǒng)通過將現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)與信息技術(shù)有機(jī)的融為一體，利用計算機(jī)所具有的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力實(shí)現(xiàn)對于企業(yè)生產(chǎn)過程中技術(shù)、人員與物流信息等的計算、處理與調(diào)配，實(shí)現(xiàn)了資源的高效調(diào)配和利用。

結(jié)束語

數(shù)控技術(shù)對于現(xiàn)代制造業(yè)的影響是十分深遠(yuǎn)的，尤其是機(jī)械工程領(lǐng)域，通過將數(shù)控技術(shù)與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，能夠有效地提升機(jī)械設(shè)備的自動化和智能化水平。同時需要加大對于數(shù)控技術(shù)的研發(fā)投入，掌握核心技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]?劉湃.淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2012（3）：101-102.

[2]?龍章科.數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2008（3）：72-74.

[3]?叢高祥，陳麗，李凱，等.淺談數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用與發(fā)展前景[J].價值工程，2011（3）：276.

（作者身份證號碼：130104197706051515）