淺析機械制造中數控技術的應用和發展趨勢

谷子平 吳素青

【摘? ? 要】數控技術是促進我國機械加工行業發展的重要技術之一。目前，數控技術在我國機械制造業得到了廣泛的應用，并實現機械制造自動化，促進了我國綜合國力的提升和產業的積極發展。加強數控技術的研究與應用有助于機械制造業的飛速發展，更好更快地推動相關技術的進步與經濟的發展。因此，探究機械制造中數控技術的應用，對于發展我國的機械制造業和綜合國力的增強具有重要的意義。

【關鍵詞】機械制造? 數控技術? 應用發展

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.21.005

一、數控技術概述

隨著時代的發展和科技的進步，現今的數控技術逐漸發展成熟。數控技術是實現機械制造技術自動化的核心所在。數控技術是將存儲、處理、運算、邏輯判斷等功能集于一身，以計算機處理器代理硬件邏輯電路的數據采控系統，實現了機械制造加工的現代化。因此，有必要利用現代數控技術的優勢，最大限度地發揮其在機械制造業的應用，創造更大價值，節省更多能源，提高生產效率。基于此，機械數控技術必須在應用過程中不斷尋求創新和完善，提升自動化、智能化、精細化的能力，以順應時代發展的要求，做到健康可持續發展。

二、機械設計制造中應用數控技術的必要性

數字控制技術，主要是在機械設備運行過程中，通過數字信息化技術實現對機械運行及加工過程的控制。首先，提高生產效率。傳統機械設備無法滿足現代工業生產需求，不利于在企業市場競爭中持續發展。利用自動化技術進行各項機械設備的維護管理，減少企業成本，提升了產品質量。其次，完善安全性能。傳統設備制造一旦在運行中出現各種性能故障，工作人員無法在第一時間排查解決故障。利用自動化技術通過既定程序進行機械加工更加穩定可靠，提升了機械加工的效率，保障設備穩定持續地運行。最后，減少能源消耗。傳統機械設備是低效率、高消耗，而自動化技術能為企業節省更多的能源消耗與成本，計算機設備可以優化設備內部結構，從而實現企業設備加工制造的自動化和智能化，能完成對整個生產過程的科學管理。

三、數控原理、設備與技術特點

數控技術是指運用數字化的信號對機械設備的運行和加工進行控制，從而實現機械加工的自動化，數控技術的運用極大地提高了現今機械加工行業的工作質量和工作效率。數控技術由計算機硬件和軟件兩部分組成，核心是數字控制裝置和數字控制程序，具有很強的專業性。1.智能化自動控制技術。2.精密機械技術，包括精密機械設計與加工，提高數控技術的速度和精密度。3.智能電氣傳感技術。數字化傳感器是智能電氣傳感技術中的核心裝置，它不僅能夠高效精準地感應信息，還能夠確保信息傳輸的高精確度。數控技術主要有以下特點：一是，能對復雜的零件進行曲面加工;二是，可按照不同的加工需求進行加工方式的轉變，能在短時間內完成加工任務;三是，能運用加工模具進行加工，縮短加工的時間，提高工作效率。

四、機械制造中數控技術的應用現狀

（一）在工業生產中的應用

工業生產領域是目前數控技術中使用比例最高的領域之一。數控技術在工業生產線上得到了廣泛的應用，如食品加工、造紙印刷等生產線。在實際應用過程中，工作人員要按照事先設置好的程序，利用計算機進行控制，同時對生產過程進行監控，就能大幅度地提高工業生產的質量。在工業生產中使用數控技術能大幅度提高生產效率，在實際生產過程中，工作人員可以使用數控技術制定統一化和標準化的生產方式，從而大幅度消減生產的物質成本和時間成本，提高生產的效率。

（二）在汽車制造行業中的應用

在近年的汽車工業發展過程中，機械數控技術受到了更多的關注和重視，并在實際生產過程中得以運用，在很大程度上提升了汽車零部件的加工效率。汽車所需要的零件對精準度的要求相當高，傳統的加工方式難以制造出滿足汽車要求的生產零件，數控技術的出現充分滿足了汽車加工行業對于汽車零件的要求。在實際汽車零件加工過程中，機械數控技術的應用對復雜、精細的零件生產需求也能夠順利完成，并對汽車零件加工過程中的標準化、差異化的生產需求能夠靈活應變，使其能夠完成更高要求的零件制造任務。此外，汽車工業中的應用能夠發揮機械數控技術的集成化控制能力，助力汽車工業的發展與完善。

（三）在機床設備中的應用

機械制造業對于機床數控化的要求日益提升，機械控制技術能夠對機床設備的制造技術進行全面提升，進一步滿足當前的社會需求。機床工業中，機械數控技術的應用能夠使其實現自動化生產，通過控制系統編程，實現不同生產單元的控制要求。數控技術被應用到機床裝備里面，不但可以增強對工件的生產精度與制造的速度，增強產品自身的質量，降低工作人員的工作壓力，改善工作環境，其對于煩瑣部件以及曲面的加工也是極其便利的，能夠達到機械自動化的需求，從而增強機械制造的水平。機床工業中，機械控制技術的運用，實現了自動化生產與控制，在生產質量、生產效率、生產成本方面有較大進步。

（四）在航天業機械制造中的應用

現今航空行業所需要的設備零件對加工精度要求相當高，只有保證削切的速度和精度，才能制造出契合航空行業要求的零件。宇航工業有許多零部件需要進行特殊加工，剛度很差的材質只有通過小切削力的高速加工，才能滿足宇航工業對機械加工的要求。飛機制造所需要的機床主要用于加工發動機、機身等被列為重點發展的對象上，這必然帶動對高可靠性、大規格、高強度數控機床的大量需求，包括各種超重型數控機床和專機以及五軸聯動數控機床和復合加工機床。

（五）應用于軍事裝備制造

我國一直都投入大量的精力在國防建設方面，構建現代化的軍事體系一直是我國的基本國策。因為國家軍事實力的強弱能夠衡量一個國家的綜合國力，強大的軍事力量是保證人們安居樂業的主要保證，將數控技術應用到軍事設備的機械加工制造中，不僅能夠提高軍事裝備的精確度，提高武器的發展速度，同時能夠進行大批量的生產，降低人工的施工成本。除此之外，數控技術的最大貢獻在于對一些高端武器設備的制造方面，很多環節無法通過人為操作完成，而應用機械手臂能夠系統地完成這些零件的制造、安裝以及維護，提高設備的穩定性以及精密度。很多中國軍事設備正是因為能夠應用這些技術手段，才能夠在生產的過程中保證誤差率處于合理范圍之內，海陸空三軍力量才能夠與時俱進地發展下去，不斷提高我國的實力水平。

五、機械制造中數控技術的發展前景

（一）高精度的加工

高精度的加工是數控技術發展的根本，因此未來數控技術的發展會逐漸呈現更強烈的速度和精加工的趨勢。高速和精加工的技術特點可以讓數控技術在使用的過程中大幅度提高機械加工行業的生產能力。其生產能力不僅僅決定生產效率，同時也影響產品質量的提高，產品生產周期的減少等。除此之外，未來數控技術的加工精度將會達到納米級的標準，這使得數控技術能夠在各種高精尖領域中被廣泛地運用。

（二）機械結構與數控編程技術

為縮小機械結構體積，如今通常選擇機電一體化結構，并采用萬能回轉銑頭、自動交換刀具、動力刀架、數控夾盤等提高機械自動化程度，對伺服系統等的機電匹配進行了優化，提高了動態特性。提高自動編程應用，自動編程是指通過計算機來完成數控加工程序編制，通過計算機進行數字處理運算、邏輯判斷和檢測仿真，在一定程度上避免人員操作失誤帶來的影響。在編程方面，通過CNC裝置使在線編程成為主要的編程方式，能夠使用圓切削、宏程序設計、藍圖編程等程序編制功能，借助小型工藝數據庫可以同時處理幾何與工藝信息，使編程水平得到提高。

（三）智能化的數控加工技術

信息技術逐漸發展成熟，數控技術的智能化趨勢將會越來越明顯。智能化數控技術將會使機械制造行業產生新的變革，在實際的智能化數控技術運用的過程中，機械制造行業的機械設備的工作能力將會大幅度提升，其提升的方面包括可以大幅度減少操作步驟，實現智能化的人工界面，還能夠對自身進行檢修和智能監控，從而減少設備損壞現象的發生。除此之外，智能化數控加工技術的出現，也會大幅度減少人工勞力，從而使人們的生活水平得到提高。

（四）高精度的加工以及五軸聯動加工技術

高速和精加工的技術特點可以讓數控技術在使用的過程中大幅度提高機械加工行業的生產能力。未來的數控技術的加工精度將會達到納米級標準，這就可以讓數控技術能夠在各種高精尖領域中被廣泛運用。軸聯動加工與復合加工機床，運用五軸聯動加工技術可以滿足三維曲面零件的加工要求，運用刀具完成不同幾何形狀的零件加工，極大地提高了加工的效率。

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