機械制造技術(shù)中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用分析

李海洋

（河南省交通高級技工學(xué)校,河南 駐馬店 463400）

在機械制造中，數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，滿足了現(xiàn)代產(chǎn)品的多樣化和產(chǎn)品換代的速度化，增強了機械制造業(yè)應(yīng)對市場瞬間變化的能力，提高了工程機械設(shè)備的生產(chǎn)功能化、產(chǎn)能效率化、靠譜化和產(chǎn)品質(zhì)量，從而滿足現(xiàn)代市場的競爭需求。因此討論機械制造中數(shù)控技術(shù)在的應(yīng)用分析，具有極其重要的意義。

1 數(shù)控技術(shù)的內(nèi)涵與發(fā)展走勢

1.1 數(shù)控技術(shù)的含義

所謂的數(shù)控技術(shù)，就是通過數(shù)字信息的方式對機械制造的過程中進行控制的一種方式，數(shù)控技術(shù)不但包含了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及現(xiàn)代控制技術(shù)，還包含機械制造技術(shù)，實現(xiàn)其的互相融合。

1.2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展走勢

數(shù)控技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用，給常規(guī)制造帶來了巨大的變革，云計算、疊加制造、納米技術(shù)和微制造、機器人與自動化的相互支持，更是加速了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。從世界上數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，主要表現(xiàn)在高精度、高速度的極限發(fā)展，極大地提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的使用質(zhì)量和品質(zhì)，縮短生產(chǎn)制造時間間隔和提高應(yīng)對市場變化的能力；高效能、復(fù)合化，產(chǎn)品外觀輪廓的復(fù)雜多樣化，個性需求的多樣化，對模具加工維修技術(shù)提出更高的挑戰(zhàn)，越來越普及的機床五軸聯(lián)動加工、 六軸聯(lián)動加工技術(shù)，高性能和復(fù)合化已是無法避免，逐步走向機械制造的前沿；智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)如瞬間制造、 虛擬企業(yè)、 全球制造的模式基礎(chǔ)單元。

2 數(shù)控技術(shù)的原理和背景

計算機數(shù)控（CNC）是計算機數(shù)控（Compute Numerical Control）的英文簡稱，它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)，是數(shù)控技術(shù)中最重要的一環(huán)。

2.1 CNC系統(tǒng)的構(gòu)成

CNC所指的也就是所謂的現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，依賴和借助其存儲程序，達到了各種各樣機床的掌控要求，通過圖一可以判斷，整體構(gòu)成集成數(shù)控系統(tǒng)包含了這么幾個部分（見圖一）。也即是計算機數(shù)控與In/Out設(shè)備，以及模塊程序裝置部分，將這些模塊進行有機組合，被稱為CNC系統(tǒng)。

2.2 CNC裝置基本運作的原理

在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)里，CNC裝置處于非常重要的中心位置，事實上，CNC裝置是一種數(shù)控裝置。CNC裝置最根本的工作原理，就是使其通過相關(guān)設(shè)備里把各模塊的不同數(shù)據(jù)信息都采集到相關(guān)部件，然后再利用計算機的數(shù)據(jù)處理功能，將位于不同的坐標(biāo)軸中的位移分量，傳輸?shù)脚c其相適應(yīng)的驅(qū)動閉環(huán)信號電路中，依托放大與轉(zhuǎn)換的信號，驅(qū)動伺服同步電機有效運轉(zhuǎn)起來。與之相順應(yīng)的相關(guān)坐標(biāo)軸也會隨之聯(lián)動，隨后，再一次的重復(fù)采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信號，也會重復(fù)的反饋到到控制裝置中，如此循環(huán)往復(fù)。

3 機械制造業(yè)各領(lǐng)域中數(shù)控技術(shù)的重要應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)經(jīng)過了幾十年的研究與發(fā)展，已經(jīng)非常廣泛的植入到工程機械制造業(yè)中，在自動化與集成化的模式背景下，數(shù)控技術(shù)發(fā)揮著別的技術(shù)無法替代的作用。

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

數(shù)控技術(shù)在工業(yè)制造中的合理運用，可以在保證生產(chǎn)人員人身安全的基礎(chǔ)上，進一步的提升其工業(yè)產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量。比如一些特種加工和高危的行業(yè)，引入數(shù)控技術(shù)，讓其事先對生產(chǎn)狀況，做一個模板仿真分析。在冶煉重金屬工業(yè)上，可以將一些操作難度大的，危險系數(shù)高的，勞動環(huán)境差的環(huán)節(jié)，采用數(shù)控技術(shù)，當(dāng)這些環(huán)節(jié)發(fā)生錯誤或者故障時，相關(guān)故障信息，就會傳感到控制中心，控制系統(tǒng)就會傳送報警信號，啟動設(shè)備自身保護功能，并通知相關(guān)人員，對其進行糾正，這樣就形成了閉環(huán)的生產(chǎn)加工過程，極大的降低了該行業(yè)的危險性。

3.2 數(shù)控技術(shù)在汽車制造業(yè)中的運用

小米科技、樂視科技等互聯(lián)網(wǎng)公司，進軍汽車制造業(yè)，昭示著汽車的需求越來大，伴隨著私人定制概念的出現(xiàn)，以及個性化需求的增長，汽車制造技術(shù)將朝著復(fù)雜、多變、小批量生產(chǎn)的方向發(fā)展，這就對其的制造技術(shù)提出了很高的要求。將數(shù)控技術(shù)與汽車制造業(yè)有機融合，充分發(fā)揮其柔性制造單元的作用，將其生產(chǎn)線合理分配和精細劃分，真正有效提升了汽車制造的生產(chǎn)效率、質(zhì)量以及規(guī)模。同時，針對個性需求的零部件，運用數(shù)控技術(shù)可以快速對其進行加工生產(chǎn)，在特定環(huán)境下，與計算機虛擬技術(shù)的融合，更好更快的發(fā)展汽車制造行業(yè)。

3.3 數(shù)控技術(shù)在3D打印設(shè)備中的應(yīng)用

3D打印的概念近日一直被追捧，其中很重要的原因之一，就是因為它可以讓小批量的生產(chǎn)更加便捷和廉價。盡管，3D打印比數(shù)控機床技術(shù)更神奇一些，但3D打印技術(shù)和數(shù)控機床并非無法共存。如果在機床領(lǐng)域引入3D打印技術(shù)，對數(shù)控機床來說，無疑是如虎添翼。

在數(shù)控機床中，加入生產(chǎn)型的適配器，結(jié)合一款專有的控制軟件（Winmax控制系統(tǒng)），可以瞬間、切實的把數(shù)控機床轉(zhuǎn)變?yōu)樯衿娴?D打印機，通過圖紙的計算機建模，實體造型，輕松實現(xiàn)從平面的圖紙到立體的塑料原型，最后變成工業(yè)需要的金屬成品。一系列的過程，只需要在一臺機床上就能實現(xiàn)，這樣就可以避免反反復(fù)復(fù)的調(diào)試和為優(yōu)化原型而多次試生產(chǎn)而導(dǎo)致昂貴金屬和原料的浪費。

總之，通過對數(shù)控技術(shù)的含義與發(fā)展趨勢，相關(guān)原理和背景的分析，數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、汽車制造業(yè)、機床設(shè)備、3D打印等機械制造業(yè)，扮演著非常重要的角色，不僅可以有效的提升我國機械工程制造業(yè)的競爭實力和生產(chǎn)效率，還可以在機械制造業(yè)中形成自動化、集成化的生產(chǎn)模式，進而實現(xiàn)我過成為制造業(yè)強國的目標(biāo)。

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