淺析數(shù)控技術在機械中的應用

胡天林

（隴東學院，甘肅 慶陽 745000）

淺析數(shù)控技術在機械中的應用

CNC technology in machinery

胡天林

（隴東學院，甘肅 慶陽 745000）

隨著我國科學技術水平的不斷提高，我國的機械制造業(yè)和加工業(yè)也經(jīng)歷著從傳統(tǒng)技術到數(shù)控技術的轉變過程。本文試圖通過分析數(shù)控技術在機械中的應用以及數(shù)控技術的發(fā)展趨勢，來說明數(shù)控技術的重要性和必要性。

機械制造業(yè)；數(shù)控技術；發(fā)展趨勢

機械制造和加工業(yè)一直是我國工業(yè)的重要組成部分，為我國的經(jīng)濟總量作出過重要的貢獻。改革開放近40年來，我國的機械制造業(yè)和加工業(yè)得到了高速的發(fā)展，尤其最近幾年隨著計算機科學技術的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡通訊技術的突破，數(shù)控技術在機械制造和加工業(yè)中得到了廣泛的發(fā)展，使得曾經(jīng)工作效率較差、準確率低、質量水平較低的機械制造業(yè)和加工業(yè)得到了質的飛躍。面對越來越激烈的市場競爭，我國的相關機械企業(yè)也意識到了這個問題，傳統(tǒng)的機械制造和加工技術已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的需要。要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地，數(shù)控技術的應用顯得格外重要。本文就是在這樣的外部大環(huán)境下撰寫的，以為更多行業(yè)從業(yè)者或者相關研究者提供參考。

1 數(shù)控技術概述

1.1 數(shù)控技術的概念

數(shù)控技術，即所謂一種數(shù)據(jù)控制技術，也就是我們常說的自動化技術，這種數(shù)據(jù)是依據(jù)于嚴謹?shù)挠嬎銠C編程技術。現(xiàn)代機械制造業(yè)和加工業(yè)的自動化的核心技術本質上就是數(shù)控技術，而進一步細化就是這種應用于機械制造業(yè)和加工業(yè)的計算機的編程技術。一般來說，機械制造業(yè)和加工業(yè)企業(yè)首先會根據(jù)需要制造或加工的產(chǎn)品來編制一套計算機程序，這個程序是十分嚴謹和具有高強邏輯性的。相關企業(yè)就是按照這個程序來制造或加工機械產(chǎn)品，由于有電腦程序，可以保證要加工產(chǎn)品的質量以及產(chǎn)品參數(shù)的一致性[1]。

1.2 數(shù)控技術的發(fā)展歷程

1946年世界上第一臺計算機在美國賓夕法尼亞大學誕生，每秒鐘可進行5 000次運算，在當時這是破天荒的。數(shù)控技術也經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程。然而，數(shù)控技術的每個發(fā)展階段都是與計算機的發(fā)展階段息息相關的。計算機自從1946年發(fā)明以來，經(jīng)歷了四大發(fā)展階段。第一代采用電子管原件的電子管計算機，第二代采用晶體管原件的晶體管計算機，第三代的中小規(guī)模集成電路計算機，第四代的大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機。數(shù)控技術隨著計算機的發(fā)展也經(jīng)歷了五個發(fā)展階段，即電子管數(shù)控、晶體管數(shù)控、中小規(guī)模IC數(shù)控、小型計算機數(shù)控、微處理器數(shù)控。

我國的數(shù)控技術開展較晚，這也是由于我國建國初期經(jīng)濟底子薄，沒有工業(yè)基礎的緣故。盡管1958年開始開展了數(shù)控技術的研究，但受限于當時我國科技工作者的見識和水平，數(shù)控技術的研究舉步維艱，幾乎沒有什么實質性進展。我國的數(shù)控技術真正進入了高速發(fā)展同樣是與我國的計算機的發(fā)展水平息息相關的。1995年開始，在中國科技水平多年積累之下，國家的大力財政支持之下，我國的機械制造企業(yè)和加工企業(yè)紛紛開始轉制，引入數(shù)控技術以加強工作效率、產(chǎn)品質量。在此基礎之上，我國的機械制造業(yè)和加工業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展。

2 數(shù)控技術在機械中的應用

2.1 數(shù)控技術在汽車工業(yè)中的應用

這幾年隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民收入水平的不斷提高，越來越多的普通老百姓擁有了汽車。甚至導致在深圳、繼北京、上海、廣州、貴陽、石家莊、天津和杭州出現(xiàn)了汽車限購令。可見我國現(xiàn)在的汽車消費能力之高，但是伴隨著高銷量，也出現(xiàn)了很多或大或小的質量問題的[2]。這就需要我們更加重視數(shù)控技術在汽車制造業(yè)中的應用，進一步提高汽車零部件的精度和質量。機械數(shù)控技術能夠加快汽車零件生產(chǎn)的步伐，也能夠實現(xiàn)批量生產(chǎn)、標準化生產(chǎn)、差異化生產(chǎn)，以滿足汽車工業(yè)生產(chǎn)中多層次、差異化的需求。同時其柔性化、集成化的制造技術能夠使得汽車生產(chǎn)業(yè)邁向更高層次。

2.2 數(shù)控技術在煤礦機械中的應用

我國作為一個產(chǎn)煤大國，在新中國成立前，很多省份的煤礦就開始挖掘，但那時候更多的是用人力和牲畜來挖煤、運煤。新中國成立之初，我國開建了大量的新煤礦，盡管采用了部分機械設備，但設備還是相對落后。很多地方仍然使用人力和簡單的機械設備，不但危險系數(shù)高，而且挖掘成本也較高。在經(jīng)過多方實踐和多次努力之后，數(shù)控技術開始在我國的煤礦機械中大量使用。這樣，不僅使得煤礦的采煤作業(yè)中的工人危險系數(shù)降低，也提高了工作效率，也可以更合理的利用我國的煤炭資源，以保證我國的煤炭資源的合理利用以及它的可持續(xù)發(fā)展，為我國的社會主義現(xiàn)代化建設作出貢獻。

2.3 數(shù)控技術在機床設備中的應用

隨著機械制造業(yè)的機電一體化進程的深入，我國不論是從國家層面上還是百姓大眾的角度上都十分重視機電一體化，我國的諸多高校也都設置了機電一體化專業(yè)，很多高職院校亦是如此。數(shù)控技術正是機電一體化實現(xiàn)的關鍵所在。在機床設備的制造當中，數(shù)控技術的應用大大提高了其生產(chǎn)質量和效率。之所以機床設備的機電一體化進程能夠得到快速發(fā)展[3]，首先是因為產(chǎn)品使用者對產(chǎn)品有更高的精度和產(chǎn)量的要求，數(shù)控技術恰恰可以避免傳統(tǒng)技術的諸多弊端。其次是不論機電一體化還是數(shù)控技術都是機械制造業(yè)和加工業(yè)的發(fā)展趨勢，可以更好的和世界接軌。

2.4 數(shù)控技術在生產(chǎn)工業(yè)方面的應用

現(xiàn)代工業(yè)的機械設備一般要求在惡劣復雜的工作環(huán)境和生產(chǎn)線上，完成工人難以完成的工作，數(shù)控技術的自動化功能使這一點成為了現(xiàn)實。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)的程序向驅動單元輸送指令，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的控制措施予以保護。執(zhí)行機構是由伺服系統(tǒng)和機械元件組成，通過部分的動力來驅動元件完成動作。數(shù)控技術的應用使得工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的效率大大提高，解放了人力，提高了質量和安全水平。

3 數(shù)控技術的發(fā)展趨勢

自從1948年數(shù)控技術誕生以來，已經(jīng)經(jīng)過了67年的發(fā)展，在67年的發(fā)展歷程中數(shù)控技術始終是隨著計算機技術的發(fā)展而發(fā)展，將來也必然會遵守這個規(guī)律。隨著計算機的普及，數(shù)控技術的普及也在不斷的推進著。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，數(shù)控技術實時智能化、軟件硬件開放化等將成為數(shù)控技術的主要研究方向。數(shù)控技術實時智能化可以使機械加工過程中各種工藝參數(shù)自動生成、加工過程自適應控制、電機參數(shù)自適應運算。現(xiàn)在的計算機都在朝著智能化發(fā)展，數(shù)控技術強烈依托于計算機的屬性決定了數(shù)控技術也必然朝著智能化趨勢發(fā)展。

我國是一個人口大國，同時也是一個經(jīng)濟大國，但卻不是一個經(jīng)濟強國。在我國，諸如機械制造業(yè)和加工業(yè)這樣的基礎性行業(yè)在我國的經(jīng)濟增長點和總量中都占有不可忽視的作用。我國現(xiàn)在的汽車產(chǎn)業(yè)雖然得到了巨大發(fā)展，但合資品牌的汽車銷量還是遠高于自主品牌，這從側面反映了我國的機械制造業(yè)還需提高水平。我國的機械行業(yè)相關從業(yè)者和研究者必須重視數(shù)控技術的戰(zhàn)略地位，為我國機械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。

[1] 李鳳甲. 關于機械制造自動化的研究. 中國新技術新產(chǎn)品，2011（2）.

[2] 宋春華 . 數(shù)控技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 裝備及制造技術，2011（3）.

[3] 祝成峰.論提高機械數(shù)控加工技術水平的有效策略. 機電信息，2012（27）.

(P-04)

TG659

1009-797X (2015) 24-0067-02

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10.13520/j.cnki.rpte.2015.24.024

胡天林（1979-），男，碩士研究生，講師，研究方向為機械電子工程。

2015-10-30