數控技術在機械制造中的實際運用

文/高君濤，河南省鞏義市第三中等專業學校

數控技術在機械制造中的實際運用

文/高君濤，河南省鞏義市第三中等專業學校

數控技術是實現機械制造自動化的關鍵，直接影響到國家工業的發展和綜合國力的提高。以數控技術為核心的機械設備的生產和運用已經成為衡量一個國家技術水平和戰略地位的重要標準。因此廣泛采用數控技術運用于制造業，無論從戰略角度還是發展策略，都是我國實現工業經濟大國必須要大力提倡和廣泛發展的。

機械制造數控技術

在機械制造業中，數控加工技術已經越來越受到重視。隨著計算機技術為主流的現代科技技術發展和市場產品競爭的加劇，傳統的機械制造技術很難滿足現代產品多樣化的發展和日新月異的換代速度。面對多品種小批量生產比重的加大，產品交貨質量和成本要求的提高，要求現代的制造技術具有很高的柔性。如何能增強機械制造業對外界因素的適應能力以及產品適應市場的變化能力，就需要我們能利用現代數控技術的靈活性，最大限度的運用于機械制造行業。將機械設備的功能、效率、可靠性和產品質量提高到一個新的水平，從而滿足現代市場的競爭需求。

1 數控技術的發展現狀

數控技術，簡單來說就是運用數字化信息進而對機械制造過程的產品生產進行一種自動化控制的方法，這門技術包括了計算機技術、現代控制技術以及通信技術，是一項綜合性的多學科技術。精度高、效率高是數控技術的最為突出的有點。現代機械制造業中數控技術的有效運用已經得到普及，傳統的機械制造業已經無法滿足人們的日常需求。

就目前數控技術在我國的發展現狀來說，可以大致分為三個階段：第一，現階段我國在生產小型儀器儀表和重型機床上，以及一些具有高精度、高自動化的機械產品上對機床的要求都很高，我國的在一些機床生產上以及達到了世界領先的水平。第二，目前我國所生產的數控系統中大多數是以PC為其核心控制，在數控技術系統相關的軟件系統方面上依然擁有較為領先的技術，硬件系統也得到了優化提高，增強其競爭力。第三，我國能夠生產多道一百多種數控機床，六軸五聯動數控機床是我國最新研制出的數控機床一體化系統，在機械制造中被廣泛使用，其制造水平已經基本達到了較為領先的水平，在產品的便捷性、安全性以及穩定性上都得到了大幅度的提高。近年來我國在機械制造工業中已經取得了令人驕傲的成就，但是同國外先進的水平相比還是有一定差距的。

2 機械制造中數控技術的運用

2.1 工業生產。工業機器人和傳統的數控系統一樣是由控制單元、驅動單元和執行機構組成的。主要運用機器設備的生產線上，或者運用于復雜惡劣的勞動環境下下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了勞動條件，保證了生產質量和人身安全。在實際操作中，控制單元是由計算機系統組成，指揮機器人按照寫入內核的程序向驅動單元發出指令，完成預想的操作，同時同步檢測執行動作，一旦出現錯誤或發生故障，由傳感系統和檢測系統反饋到控制單元，發出報警信號和相應的保護動作。而執行機構是由伺服系統和機械構件組成。有動力部分向執行機構提供動力，使執行機構在驅動元件的作用下完成規定操作。

2.2 汽車工業。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運用。21世紀的汽車加工制造業已經離不開數控加工技術的運用了。

2.3 機床設備。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 數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，它對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。當前數控車床呈現以下發展趨勢：

3.1 數控技術向高速高精高效化發展。速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

3.2 數控技術向開放式體系結構發展。20世紀90年代以來，由于計算機技術的飛速發展，推動數控技術更快的更新換代。世界上許多數控技術生產廠家利用PC機豐富的軟、硬件資源開發開放式體系結構的新一代數控技術。開放式體系結構使數控技術有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易的實現智能化、網絡化。

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。

[1]陳光明.基于數控加工的工藝設計原則及方法研究[J].制造業自動化.2012(09).

[2]孫榮創.數控技術及裝備的發展趨勢及策略[J].中國科技信息.2015(12).