淺談數控技術對于機械制造的現實意義

董曉冬 張 巖

（北方重工集團有限公司，遼寧 沈陽 110027）

目前，數控技術已經成為機械制造中的關鍵性成分，而且越來越受到國家社會的重視。在日益更新換代的科技新產品的壓力下，傳統機械制造水平已經很難滿足發展的需要，加上以計算機為代表的現代科技業的發展，另外，在競爭激烈的市場經濟壓力下都使機械制造業開始加大對技術的改革創新管理，以滿足多樣化的現代產品的發展和適應其換代的高速度。隨著多品種小批量式產品的大量生產，外加各個企業單位對成本和交貨的質量要求越來越高，使得現代制造技術必須具備高柔性。為了增強有關機械制造業的高程度適應外界影響的能力，并滿足市場變化的需要，就必然引進現代數控技術，充分利用其靈活性，盡可能多地將數控運用在機械制造業中，最終，提高機械設備的整體功能和效率，并促進設備的可靠性，使產品的質量上升到新的高度，適應激烈競爭的現代市場。

1 數控技術特點

所謂的數控技術就是通過有關的數字信息來控制機械加工過程和機械運動過程的技術。它有著高效率的特性，同時還具有高精度和高柔性自動化的特點，因為數控技術是綜合運用傳統制造技術和計算機相關技術，以及傳感檢測和網絡通信、光機電等技術，在這些技術的綜合利用基礎上形成新的現代制造業技術。

我國現在使用的數控技術多數是采用計算機控制，在預先編程完成后再通過空城程序的運用來實現控制設備的功能。由于早期使用的純硬件電路已經不能滿足發展的需要，而計算機軟件又代替了這一存有缺陷的舊裝置，通過計算機軟件對數控裝置做輔助，使數據存儲和處理，判斷和運算功能都可以經當前能夠編輯的軟件完成，最終提高機械制造整體的靈活性，并大大提高相關設備進行工作的效率。

2 數控技術在機械制造業中的使用

2.1 工業生產方面

在工業生產中，工業機器人起到傳統數控系統的作用，因為它類似于傳統數控系統，也是由驅動單元和控制單元以及執行機構形成。這一工業機器人的數控技術主要在設備生產線工作中使用，或是在復雜又惡劣的嚴峻勞動環境狀態下運用，以完成人類很難進行的任務，并且有效的對人類勞動的條件進行改善，最終實現生產質量的保證和人身安全的保證。

實際運行操作中，在控制單元的指揮下，機器人能夠按照預先編寫的內核程序來促使驅動單元做出相關指令，最終實現預期操作。而控制單元的組成元素重要的就是計算機系統，在進行運行操作過程中，控制單元能夠進行同步的檢測活動，在計算機系統的作用下，將所發現的錯誤或者是故障問題經過傳感系統以及檢測系統最終高效地反饋到相關的控制單元，并作出及時的報警信號，給出相應保護反應。要想完成這些作業，就要保證執行機構的高效性，而機械構件和伺服系統共同組成了執行機構，在保證動力部分提高動力的前提下，執行機構可以通過驅動元件來完成規定的操作。

2.2 煤礦機械方面

隨著采礦業的發展，對采煤機的要求越來越高。因此，現代的采煤機一般開發的速度非常快，并且品種繁多，生產又是小批量式的。這種發展現狀使各種毛坯制造工作逐漸增加焊件的數量，而傳統的機械加工方法已經不能適應這種發展趨勢，無法解決單件下料等問題，這樣就引入了數據氣割技術，以此代替原來的仿形方法，實現套料的優化選擇方案。這樣在數據氣割的使用中就能充分發揮其高速度的切割功能，以及保證可靠生產質量的優勢，實現生產效率的大幅度提高。另外，在數控氣割設備中存在著切縫補償裝置，這一裝置能夠自動可調，并可以實現對構件實際輪廓程序控制，最終通過對切縫補償值的調節來加大毛坯件加工余量的精確度。

2.3 汽車工業方面

汽車工業近20年來發展尤為迅猛，在快速發展的過程中，汽車零部件的加工技術也在快速發展，數控技術的出現，更加快了復雜零部件快速制造的實現過程。將高速加工中心和其它高速數控機床組成的高速柔性生產線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產品不斷更新換代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機床剛性自動線的生產效率，從而打破汽車生產中有關“經濟規模”的傳統觀念，實現了多品種、中小批量的高效生產。數控加工技術中的快速成形制造技術在復雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實現，不僅如此，數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等，在汽車制造工業中都得到了廣泛深入的應用。21世紀的汽車加工制造業已經離不開數控加工技術的應用了。

2.4 機床設備方面

機械設備是機械制造中的重中之重，面對現代機械制造業的需求，具備了控制能力的機床設備是現代機電一體化產品的重要組成部分。計算機數控技術為機械制造業提供了良好的機床控制能力，即把計算機控制裝置運用到機床上，也就是用數控技術對機床的加工實施控制，這樣的機床就是數控機床。它是以代碼實現機床控制的機電一體化產品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數字碼記錄在控制介質上，從而發出控制指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件，使機床自動加工出所需零件。

3 數控技術的進步情況

從第一臺數控機床開發成功到現在已有50多年的歷史，由傳統的封閉式數控系統發展到現今的開放式PC數控系統。傳統的計算機數控系統，由于采用封閉的體系結構，它的通用性、軟件移植性、功能擴展和維修都比較困難；開放式體系結構的計算機數控系統的發展，使傳統的計算機數控系統的市場正在受到挑戰。開放式計算機數控系統，采用軟件模塊化的體系結構，顯示了優良的性能，能適應各種計算機的軟件平臺，具有統一風格的用戶交互環境，操作、維護、更新換代和軟件開發都比較方便，具有較高的性能價格比，已成為數控系統發展的方向。

結語

機械制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環節。PC機進入數控領域，極大的促進了數控技術的發展，也為我國在數控生產領域趕超發達國家提供了機遇。跟上發展先進數控制造技術的世界潮流，將其放在戰略優先地位，并以足夠的力度予以實施，盡快縮小與發達國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時，數控加工技術的發展孕育產生大量的數控專業技術人才，進而推動我國現代機械制造業進一步走向繁榮。

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