數控技術在機械制造中的應用

伊犁職業技術學院 楊濤

傳統的機械加工制造中，起著主要作用的是物理機械理論以及在其指導下的機械組裝與裝配。但隨著我國工業產業的迅速發展，傳統機械已經無法滿足社會發展的需求，而數控技術也隨著現代科技的進步而不斷發展，進一步取代了人工操作技術。數控技術的誕生，很大程度上解決了加工機械領域中加工產品精度不足、加工人員緊缺等問題，顯著提高了機械加工的產品質量以及加工效率。

1 數控技術的概述及特點

1.1 數控技術的概述

數控技術，簡而言之就是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，主要用數字、字母和符號對某一工作過程進行可編程的自動控制技術。數控機床更是將現今的傳感器技術、光電技術以及計算機和通信組網技術融入其中，從而使得數控機床更具有信息化、智能化，不僅是數據處理速度更快，同時數控機床的加工精度更高。數控銑床使用更是廣泛，在數控銑床的基礎上，經過技術改變，從而產生數控加工中心，數控加工中心是由數控銑床發展而來，它與數控銑床最大的區別就在于加工中心具有自動交換加工刀具的能力，通過在刀庫上安裝不同用途的刀具，可以在一次裝夾中通過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具，實現多種加工功能。

1.2 數控技術的特點

1.2.1 有效提高加工精度

數控機床是實現數控技術的載體，而數控機床是用數字化信號通過伺服機構對機床運動及其加工過工程進行控制，從而使機床能自動完成零件加工。數控機床的加工主要依靠計算機進行運算控制，可實現精密加工，而普通機床主要依靠加工工人完成加工，在加工過程中，會產生一定的精度誤差，從而使產品的表面精度無法得到有效保證，數控機床可很大程度的提高加工精度，從而改變產品的質量問題。

1.2.2 有效提高生產效率

數控機床為了有效地節省加工時間，通常可以采用較大的切削用量，高效率完成加工。數控加工中心更是加入了自動換刀、自動換速等操作功能，使其輔助時間進一步縮短。同時，一旦形成固定的加工程序，在加工過程中就無須對每個工件進行檢驗與測量，從而進一步節省加工時間，而普通機床加工，耗費的時間是數控機床的幾倍，數控機床的生產效率相對于普通機床提高3～4 倍，甚至更多。

1.2.3 有效提高經濟效益

機械制造業是制造業中較大的產業，2019 年，機械制造業占制造業比重30.65%。要有效提高經濟效益，一方面可以從收入出發，另一方面也可以盡可能地減少成本。數控技術的出現，能使得機械制造業的成本大幅度降低。在成本方面，數控機床的出現可以減少其他種類的機床的消耗，同時，一名工人可同時操作4臺數控機床，相較于普通機床，節省了人力。大多數的機械制造業是以盈利為目的的，數控技術的出現能為機械生產企業創造更高的經濟效益，所以說，數控技術的應用必定會越來越廣泛。

2 數控技術在機械制造中的應用

從實際生產加工方面來看，數控技術在各類裝備應用中，都比較多，其主要應用領域有以下幾個方面：

2.1 工業生產領域的應用

數控技術在工業生產中應用最為廣泛，工業生產中機械設備的應用量也是最大的，在工業生產中，對各種機械設備的控制和管理尤為關鍵。同時，很多工業生產中，生產環境較為復雜，以及工業生產本身的危險無法預知，很多工人在工作期間存在很大安全隱患，同時也對工作人員的人身安全造成很大威脅。

如何對各種機械設備進行控制管理，同時提高工人生產操作的安全性，成為工業生產中的關鍵問題。而數控技術的出現，進一步解決了工業生產中的問題。技術人員利用數控技術，通過計算機對各個生產線發出指令，將驅動控制和執行的相關信息傳送給機械設備，使機械設備按照指令完成相關操作。

借助控制單元、驅動單元和執行單元，數控技術在工業生產中，有效的采用信息技術，發現工業生產中潛在危機，代替人工完成一些高風險工作，同時根據實際情況，有針對性地對安全管理方案進行編制，從而有效地降低安全風險，也可以保證工作人員在生產期間的安全。

2.2 汽車制造業領域的應用

隨著我國經濟的發展和人民生活水平的日益提高，我國的汽車行業也迅速增長，人們對于汽車的需求量逐漸提高，從而汽車制造業也在蓬勃發展。在汽車制造的過程中，數控技術更是應用廣泛，由于汽車零件多且精細化要求較高，汽車零件的加工主要依靠數控機床完成，例如我國的國產汽車第一汽車解放，他們所生產的汽車零件主要依靠數控機床完成，利用數控技術的智能化和精細化的優勢，對汽車零件的制造做到了進一步的精細化。數控技術的出現，很好地滿足了當前汽車消費市場的需求，加快企業行業穩定發展的同時，也為社會經濟效益的整體提升創造了良好的條件。

2.3 煤礦工業領域的應用

煤礦產業是我國工業的重要組成部門，經濟的快速發展，對于礦產資源的需求量也與日俱增，采用傳統的開發技術，無法保證完全開采同時導致資源的極度浪費，也給企業的整體帶來不利的影響。數控技術在煤礦工業領域的應用，實現了對煤礦的數控切割，大大提高了煤礦開采的效率。同時，數控技術為煤礦領域高質量的輪廓切割提供了可能，借助現代化的數據分析和處理系統，也有助于優化零部件的設計和制造方案。數控技術在煤礦工業領域的應用，不僅能夠大大提升煤礦行業生產的效能，而且能夠更加安全高效地完成各項生產過程，有助于保證工人的人身安全，有效杜絕了傳統生產模式下的安全隱患。

2.4 其他行業領域的應用

數控技術在工業、汽車制造業、煤礦業等領域應用廣泛，也在其他領域有一定的應用，比如信息行業，從計算機到網絡、移動通信、遙測等設備，都需要采用超精技術、納米技術的制造裝備，而這些裝備的控制都需要采用數控技術。再如醫療設備行業，口腔醫學中的正畸及牙齒修復等方面，需要采用高精度數控機床對牙齒進行生產加工；其他輕工行業，都采用數控技術較多，藝術品的加工、床上用品的加工以及印刷機械、紡織機械、包裝機械等應用均比較多。

3 數控技術在機械制造業中的發展前景

數控技術的發展，不單單只停留在當前的階段，國內外相關研究者的不斷研究使得數控技術向著更精準、更高效、更微型的方向發展。同時，五軸聯動技術的發展促進了復合主軸頭類型五軸聯動機床和復合加工機床的發展。

數控技術的關鍵為數控機床，數控機床作為機床的主流產品，進一步取代了普通機床，實現了裝備制造業現代化的關鍵設備，制造業的各個行業均需要由數控機床完成作業。產業升級的工程機械、農業機械等傳統的制造業，更是需要大量數控機床進行裝備制造；我國的航天航空、國防軍工方面也需要大量的高精度、精密數控機床完成制造；其他的各個行業對于數控機床的需要更為廣泛。因此，加快發展數控機床產業也是我國裝備制造業發展的現實要求。

4 結語

數控技術不僅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，它對制造業的發展起著越來越重要的作用，盡管在數十年前數控技術已經向高精度、高速度的趨勢發展，但是科學技術的發展是無止境的，數控技術的未來將會向著高精度、高速度的極限去發展，在機械制造業中的應用也將更為廣泛。