智能化數控技術的研究

摘 要：在新時期全球化智能制造行業發展進程中，智能化數控技術逐步朝著系統多元化方向發展。掌握先進數控技術，不僅可以幫助我國突破智能化數控裝備研制壁壘，而且可以推動我國工業智能化轉型升級。因此，本文以智能化數控技術為研究目標，介紹了數控技術發展現狀，分析了智能化數控技術未來發展方向。

關鍵詞：數控技術 智能化 發展 研究

一、數控技術發展現狀

1、我國應用數控技術水平不高。數控技術涉及到眾多學科領域和多門專業課程，這就需要相關數控技術人員不僅具有扎實的理論知識和多層次的知識體系，還要擁有全面的數控機床應用和維修經驗，能夠全方位開展數據技術的設計、編程、操作和維修工作。目前，我國機械制造的數控技術人員大多是高等院校或者職業院校的專業學員，他們具有豐富的理論知識，但是崗位實踐能力不足，缺乏有關的機械行業工作經驗，這就導致我國機械制造的數控技術應用水平不高。

2、我國數控技術規模化不健全。根據統計，我國機械制造企業雖然在數量上十分巨大，但是在數控技術應用上卻遠沒有達到世界制造大國的行業標準。以生產機械某種零部件為主發展起來的企業在生產能力、生產工藝和產品質量上都不能全面滿足市場需求，而數控人才流失、數控設備閑置、維護不當等諸多問題都導致數控技術在機械制造企業的應用規模大打折扣。

3、初步實現了數控技術的高速化和精細化。我國傳統的數控機床生產轉速主要為（3000～5000）r/min，得益于機械制造中開放式結構數控的有效研究，再加上高速數控加工技術的普及和完善，帶動了數控機床生產轉速能夠達到（8000～10000）r/min，這樣能夠保證數控機床的生產能力和生產標準。此外，數控機床的精細化也得到極大提高，受益于中央計算機數控系統的升級換代，我國機械制造中的數控機床已經可以將精度控制在（0.008～0.010）mm，有助于航天工業為代表的高精度產品的生產加工。

二、智能數控技術

數控技術是一種計算機數值計算與加工技術，它可以通過高性能驅動單元控制加工過程中的各種信息。目前，數控技術在機械加工設備中得到了廣泛的應用，其中數控機床最為典型和應用最為廣泛。數控系統具有高性能、高精度和高可靠性，但這些不能滿足現代人的需求，因此智能化將成為數控系統的未來發展趨勢。

智能化是二十一世紀制造技術的主要方向之一。隨著信息技術的飛速發展更新，智能化的概念已逐漸滲透到各行各業和人們生活的各個方面，數控系統也引進了自適應控制，模糊系統和神經網絡的控制機制，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自動三維刀具補償生成和動態補償的自適應控制，故障監測也具有人性化的設計。而故障診斷專家系統、自診斷功能還在持續改進。只能數控系統已經可以大量的應用到不同的行業領域而不出現任何錯誤。智能數控系統又被稱為仿人智能，使整個生產過程更加人性化。在數控系統中，包括智能行為程序的模擬、擴展和擴展，如自學習、自識別、自規劃、自修復、自復制等。智能數控系統的測試、建模、特征提取、自動的知覺加工系統能夠通過內部狀態和外部環境對物體的加工精度和效率以及物理量變化進行跟蹤，并很快的作出智能決策，設計出能夠實現項目的最佳方案，并在生產和后續的加工中應用。

三、智能化數控技術發展研究

從當前世界數控技術的發展現狀的結果中能夠分析出，數控技術的智能化是未來發展的必然趨勢，然而對于智能化而言，它還有更大更多的潛力等待發掘和開發。以下將從三個方面對其進行分析：

1、性能發展方向。（1）高性能化：芯片技術隨著電子信息技術的發展而不斷進步，CPU和RISC的運算技術也隨之不斷提高，對CPU的控制和處理能力進行雙線或多線的方法進行處理，使得機床的動態和靜態特性能夠很好的提高。（2）柔性化：在數控技術中，柔性發展有兩種重要的意義。第一方面，數控系統要求系統自身具有很高的靈活性和可拆剪性，并且可以使用模塊集成的設計模式。靈活性較高的數控系統可以滿足客戶更多不同的需求，使得客戶在使用后的滿意度較高。第二方面，即為了達到多重系統的多線程控制，簡單來說就是將多個系統進行整合，然后集合在一起。為了實現多線程控制，就要加強對材料的控制，從而發揮數控技術的作用。（3）實時化：時效性就是在相對簡單的操作環境下，可以準時且保證質量地完成任務，并合理調配調度任務。在這樣的工作上，智能化會發揮重要的推動作用。隨著科技的不斷發展，實時性也在不斷趨于集成化，更形成了實時系統。智能化和實時系統相結合，將成為智能化數控技術的重要發展方向。

2、功能發展方向。（1）用戶界面的圖形化：數控系統與使用者通過用戶界面實現對話連接，不同的使用者對界面的要求是不同的，從而導致用戶界面的開發成為一大難題，就是在計算機軟件研制領域，用戶界面也是最難解決的問題之一，用戶界面的圖形化讓非專業用戶的使用更加的方便。（2）運算能力可視化：用文字和語言作信息交流已經不能夠滿足用戶的需求，科學運算可視為是用于處理和分析數據，它的實現使得數控系統不再局限于用文字和語言，更可以直接使用圖形、圖像、動畫等的可視元素。（3）PLC技術的應用：在智能化數控技術使用中，高性能PLC控制模塊內嵌技術，不僅能夠直接使用梯形圖和高級語言進行編程，還可以作為指揮中心控制模塊。（4）融入多媒體技術：多媒體技術是計算機、聲音、通信技術的結合體，它使得計算機對聲音、文字、圖像和視頻信息進行綜合處理，并能夠實時監管，當設備出現故障時，可以在第一時間解決問題。

3、結構體系發展方向。（1）采用集成化芯片：為了提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度，可應用CPU、RISC芯片，使用大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD和專用集成電路ASIC芯片。為了提高顯示器功能，可應用FPD平板顯示技術，它已成為21世紀顯示領域的主流技術，也是可以和CRT相比的新型顯示技術。（2）硬件模塊化：硬件的模塊化更便于實現數控系統的集成化。根據不同的功能需求，將CPU、存儲器、PLC、通訊等基本模塊，做成了標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和增減模塊數量，形成了不同檔次的數控系統。（3）機床網絡化：機床聯網可進行遠程操控和無人化操控。通過機床聯網，可以在任何的機床上對其它機床編程、設定、操作、運行，不同機床顯示的畫面能夠同時出現在每臺機床的屏幕上。

結束語

綜上所述，我國智能化數控技術發展是未來的必然趨勢，本文從性能、功能、結構體系三方面分析了發展方向。智能數控技術在各個行業中都屬于高端技術，對生產制造進行控制和管理，隨著人們需求越來越高，數控技術的智能化也在逐漸形成。智能化數控技術有著很大的發展潛力和空間，需要我們不斷開拓與研究。

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作者簡介：王超（1988—），性別：男，民族：漢，職稱初級：數控，研究方向：機械，工作單位：沈陽昊威建筑工程有限公司。