淺析機械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用和未來發(fā)展

摘要：數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代機械制造中占據(jù)著重要位置。在現(xiàn)代機械制造中，數(shù)控技術(shù)幾經(jīng)成為行業(yè)關(guān)注的重點，通過發(fā)展數(shù)控技術(shù)來提高競爭力也成了行業(yè)共識。本文基于對機械制造中數(shù)控技術(shù)本身的理解，針對數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用和未來發(fā)展進行了淺顯分析，提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：機械制造；數(shù)控技術(shù)；應(yīng)用；未來發(fā)展

中圖分類號：TG659 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 10-0026-01

一、前言

目前，機械制造領(lǐng)域競爭激烈，市場也在不斷變化，生產(chǎn)商已經(jīng)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的制造方式已經(jīng)落后于時代潮流，而數(shù)控技術(shù)卻是適應(yīng)了現(xiàn)代潮流，融合了計算機技術(shù)和現(xiàn)代機械制造技術(shù)，運用數(shù)控加工技術(shù)比普通的人工加工效率更高，安全性能也更高。現(xiàn)代機械制造要想提高競爭能力，搶占市場，必須合理運用數(shù)控加工技術(shù)，并且不斷進行改進，是機械制造生產(chǎn)提升到一個更高的位置。

二、控制技術(shù)內(nèi)涵、原理及配置分析

（一）內(nèi)涵分析。在工程實踐中，我們所說的數(shù)控技術(shù)通常指的是用于機械加工領(lǐng)域的輔助加工技術(shù)，運用這種技術(shù)可以對生產(chǎn)過程質(zhì)量進行有效的控制，其是隨著工業(yè)化進程不斷深化而出現(xiàn)的一種新技術(shù)，新方法。數(shù)控技術(shù)以其優(yōu)良的精確度、超高的工作效率及靈活的生產(chǎn)組織方式成為現(xiàn)代集成系統(tǒng)的重要組成部分和實現(xiàn)工業(yè)制造過程自動化的基礎(chǔ)。可以說，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)引領(lǐng)了機械制造工程領(lǐng)域的一場新的革命。

（二）數(shù)控技術(shù)的控制原理。數(shù)控技術(shù)是一項高新技術(shù)，是計算機科學(xué)、自控技術(shù)、通信技術(shù)、電氣傳動等多學(xué)科、多領(lǐng)域的融合。現(xiàn)代控制CNC系統(tǒng)是數(shù)控技術(shù)的核心系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的控制理論不同，CNC系統(tǒng)主要依靠內(nèi)置存儲器中事先存儲好的應(yīng)用程序來實現(xiàn)對機床各部件的不同控制。CNC裝置是構(gòu)成CNC系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，該部件的主體是由一臺專用的計算機構(gòu)成，而數(shù)控設(shè)備的指令執(zhí)行過程就是在機體內(nèi)硬件與軟件互聯(lián)通信的過程，計算機的內(nèi)部控制器在應(yīng)用軟件的操控下完成對外部信息的識別和處理，再將處理后的指令發(fā)送至系統(tǒng)中的各驅(qū)動電路，實現(xiàn)對數(shù)控設(shè)備加工過程的實時控制，已滿足制造加工企業(yè)對于生產(chǎn)過程的自動化及精確化的要求。

對于連續(xù)切削的CNC機床，要求其插補功能，用以切削過程中每一點的精度和粗糙度，目前的機械制造中數(shù)控系統(tǒng)受CPU速度和插補算法的影響，大多使用軟件插補和硬件插補相結(jié)合的方法。

（三）配置構(gòu)成分析。只有高精度的數(shù)控技術(shù)配置才能保證數(shù)控加工的質(zhì)量。并且不能僅滿足于現(xiàn)在的數(shù)控技術(shù)的配置，還需不斷提高配置性能。數(shù)控技術(shù)要求的是自動化與智能化，需要不斷改進。以下幾個部分是數(shù)控技術(shù)配置的主要構(gòu)成：

1.伺服系統(tǒng)，具有先進自動控制及智能化特性的數(shù)字化伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)今自動控制領(lǐng)域的主流技術(shù)。近年來，隨著數(shù)字化技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的微處理器控制已經(jīng)不適用于現(xiàn)代機械制造，取而代之的是數(shù)字化及智能化控制方案，而且其已逐漸成為制造領(lǐng)域控制技術(shù)的發(fā)展趨勢。另外，生產(chǎn)實踐中，使數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電力電子技術(shù)進行融合，可以有效克服傳統(tǒng)系統(tǒng)之中出現(xiàn)的零點漂移、溫度漂移等弱點，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.機械系統(tǒng)，盡管智能化技術(shù)具有傳統(tǒng)機械加工技術(shù)所不可比擬的優(yōu)勢，但是由精密機械設(shè)計和精密機械加工組成的機械系統(tǒng)仍然是整個數(shù)控系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，智能化技術(shù)不能完全取代傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)?，F(xiàn)階段，數(shù)控機床的主要構(gòu)成部件仍然是機械結(jié)構(gòu)和傳動裝置。

3.傳感系統(tǒng)，具有精密檢測功能及智能化結(jié)構(gòu)的傳感系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)控制體系中的關(guān)鍵技術(shù)，它不僅能夠提高設(shè)備的自控性能，而且在系統(tǒng)的精度補償方面，傳感器更是一類關(guān)鍵元器。在數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)建時，不但要求傳感器的響應(yīng)要靈敏、精確，而且還要求其能適應(yīng)各類的惡劣環(huán)境而不發(fā)生意外。傳感系統(tǒng)是數(shù)控技術(shù)智能化的關(guān)鍵所在，因而必須使其與計算機技術(shù)的發(fā)展速度保持一致。

三、應(yīng)用分析

（一）在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。數(shù)控技術(shù)能夠在常人難以忍受的工作環(huán)境中完成正常人難以完成的工作，符合現(xiàn)代工業(yè)機械制造的要求，在工業(yè)生產(chǎn)中，由計算機系統(tǒng)組成控制單元，指揮機械手遵循寫入系統(tǒng)的程序向驅(qū)動單元輸送的指令，完成既定的操作過程，并且實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤的動作和操作，立即由傳感器反饋信息，控制單元即采取相應(yīng)的控制措施予以保護，執(zhí)行機構(gòu)是由伺服系統(tǒng)和機械元件組成，通過動力部分的動力來驅(qū)動元件完成動作。這樣就可以節(jié)省大量的勞動力，也能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)的安全性能也提到了改善，使企業(yè)能夠獲得更大的利潤空間。

（二）在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用。在汽車工業(yè)飛速發(fā)展的同時，由于汽車本身的特性，對于汽車工業(yè)配件的要求在不斷提高，因此更需要數(shù)控技術(shù)的使用，使汽車工業(yè)的發(fā)展到達另一個層次，使高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和高效生產(chǎn)，能夠滿足于汽車工業(yè)中高度復(fù)雜的零部件加工。同時，數(shù)控技術(shù)中的其他加工技術(shù)使得在當(dāng)前的汽車工業(yè)生產(chǎn)中取得了了更加廣泛的應(yīng)用。

（三）在機械設(shè)備制造過程中的應(yīng)用。機械設(shè)備是機械制造的重點，在現(xiàn)代機械工程中有著舉足輕重的地位。數(shù)控技術(shù)對機床的加工進行指揮控制提供了非常良好的控制能力，通過將加工零件的幾何信息和工藝信息進行數(shù)字化處理，而非傳統(tǒng)的人工處理，然后通過代碼技術(shù)實現(xiàn)了機電一體化的控制和管理，使數(shù)控機床實現(xiàn)了計算機控制，能偶自動化處理，簡化了程序使加工過程更為效率更高，大大減少了加工過程中的人力勞動，。保證了機械設(shè)備的可控制力，因而成為了機械制造的首要技術(shù)。

四、發(fā)展前景展望

在50多年的發(fā)展過程中，數(shù)控技術(shù)從最初的封閉式到如今的開放式。與傳統(tǒng)手工操作的加工技術(shù)相比，如今的數(shù)控技術(shù)無論是在質(zhì)量方面、管理方面還是在提高工效及性價比等諸多方面都有翻天覆地的變化個提高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，其性價比將會得到進一步的更高和增強，在自動化和智能化方面也會進一步提高，在生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量方面為提出新的計劃，以適應(yīng)市場的變化，提高企業(yè)的競爭力，是適應(yīng)機械制造業(yè)發(fā)展的。通過不斷提高系統(tǒng)的自動控制能力及處理能力，改善機床本身的結(jié)構(gòu)，提高傳動精度，提高剛度，降低體積，降低重量，延長壽命，以便于維護方便和價格低廉，實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的更長遠(yuǎn)發(fā)展。

五、結(jié)束語

機械制造行業(yè)是是國家的重要的基礎(chǔ)性行業(yè)，是實現(xiàn)我國工業(yè)現(xiàn)代化的保障性行業(yè)，但目前我國的機械制造水平較發(fā)達國家仍是落后，雖然我國的數(shù)控技術(shù)年有了顯著的提高，但是核心技術(shù)仍舊缺乏，因此為了能夠真正實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，使我國趕追上發(fā)達國家，我國要大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)，加大投入。

參考文獻：

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