數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械制造中的應(yīng)用

程高利

（黃石市第一技工學(xué)校，黃石 435200）

數(shù)控技術(shù)是借助現(xiàn)代信息技術(shù)，控制產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程的自動(dòng)化技術(shù)。將其應(yīng)用到現(xiàn)代機(jī)械制造中，能夠推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)向自動(dòng)化、集成化方向發(fā)展，持續(xù)提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

1 現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r

現(xiàn)階段，我國機(jī)械制造業(yè)在建設(shè)規(guī)模和生產(chǎn)能力方面位居世界前列，但是機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能與發(fā)達(dá)國家還存在較大差距。相關(guān)研究結(jié)果表明，國內(nèi)多數(shù)機(jī)械制造企業(yè)在發(fā)展中依然存在研發(fā)能力不足的問題，需要從發(fā)達(dá)國家引進(jìn)許多關(guān)鍵技術(shù)。部分知名企業(yè)在生產(chǎn)和銷售方面雖取得了優(yōu)異成果，但是主打產(chǎn)品仍然缺乏擁有自主產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。當(dāng)前，公眾在購買大型家電或者機(jī)械產(chǎn)品時(shí)往往會(huì)選擇國外產(chǎn)品，可見國內(nèi)機(jī)械制造急需轉(zhuǎn)型升級(jí)[1]。

2 數(shù)控技術(shù)原理及發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 數(shù)控技術(shù)及其原理

數(shù)控技術(shù)指計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)，主要是借助計(jì)算機(jī)設(shè)備，通過發(fā)送數(shù)字化信號(hào)來控制設(shè)備的運(yùn)行和加工過程，屬于自動(dòng)化控制技術(shù)的一種。計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)是數(shù)控技術(shù)的核心。借助計(jì)算機(jī)，技術(shù)人員能夠編寫和控制程序，然后利用計(jì)算機(jī)執(zhí)行編寫好的控制程序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的控制。

數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)備包含計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、接口單元和機(jī)床。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠借助網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制機(jī)床，確保機(jī)床加工精度，同時(shí)顯著提高加工效率。為了保證計(jì)算機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，操作人員必須在加工工件前做好固定工作，然后將相應(yīng)的加工數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，以便機(jī)床依照設(shè)定的線路運(yùn)行。機(jī)床的控制全部由計(jì)算機(jī)完成，工作人員只需將預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)輸入控制系統(tǒng)，使得計(jì)算機(jī)可以參照這些數(shù)據(jù)自動(dòng)化控制機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。

2.2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國數(shù)控技術(shù)起步于20世紀(jì)50年代末，現(xiàn)已基本建立了數(shù)控開發(fā)和生產(chǎn)基地，并培養(yǎng)了大批專業(yè)數(shù)控人才，形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)，在產(chǎn)品性能和質(zhì)量方面也取得了明顯進(jìn)步。但是，由于數(shù)控技術(shù)水平較低、附加值較少等，我國的數(shù)控技術(shù)僅在低端市場(chǎng)占據(jù)了一席之地，無法支撐數(shù)控產(chǎn)業(yè)向高水平方向發(fā)展。我國數(shù)控技術(shù)主要存在技術(shù)創(chuàng)新能力不足、產(chǎn)品可靠性不高等問題，嚴(yán)重影響了我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展?，F(xiàn)階段國內(nèi)外都開始研究開放式結(jié)構(gòu)數(shù)控，其中我國在這方面的研究主要集中在體系結(jié)構(gòu)建立、模塊化設(shè)計(jì)和開放式數(shù)控系統(tǒng)集成建模等方面。但是，國內(nèi)能夠滿足開放式特征的數(shù)控系統(tǒng)，存在著軟硬件不開放和不兼容的問題，同時(shí)產(chǎn)品的維修和系統(tǒng)的更新依賴廠家，缺乏相應(yīng)的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境，也無法有效利用組態(tài)技術(shù)、軟件重用技術(shù)等[3]。

3 數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械制造中的應(yīng)用

3.1 在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械具有很大的相似性，如兩者都包含了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)械自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備能夠很好地適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，完成一些人工難以完成的生產(chǎn)活動(dòng)。在批量生產(chǎn)一些產(chǎn)品時(shí)，只需要設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)信息，機(jī)械設(shè)備就可以在保證產(chǎn)品加工精度和生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)能夠顯著改善工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，降低工作人員的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。工作人員只需要負(fù)責(zé)生產(chǎn)設(shè)備的啟停，監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過程即可，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，也可以確保工人的生命財(cái)產(chǎn)安全。在工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控技術(shù)可以與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成相應(yīng)的控制單元。借助預(yù)先編制的軟件程序，控制單元將相應(yīng)的控制指令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)單元，進(jìn)而完成整個(gè)機(jī)械操作過程。操作人員可以通過控制單元監(jiān)控機(jī)械生產(chǎn)過程，以便及時(shí)找出設(shè)備中存在的缺陷和問題，進(jìn)而采取有效的措施解決問題。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在接收到相應(yīng)的控制命令后，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)完成生產(chǎn)作業(yè)[4]。

3.2 在航空工業(yè)中的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)在航空工業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。對(duì)比常規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)，航空工業(yè)的技術(shù)水平要求更高。以飛機(jī)中的各種零部件為例，它的生產(chǎn)精度要求遠(yuǎn)超常規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)要求。在航空工業(yè)零部件加工過程中，傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)往往很難滿足其加工精度要求。在對(duì)航空航天精密零件進(jìn)行加工的過程中，數(shù)控技術(shù)通過相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，可有效保證零部件的加工精度。對(duì)比傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工技術(shù)，數(shù)控技術(shù)能夠提高零件的柔性，降低零件重量，在確保零部件精度的同時(shí)，很好地節(jié)約資源，促進(jìn)航空工業(yè)的發(fā)展[5]。

3.3 在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)融合了機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)和電子信息技術(shù)等多個(gè)學(xué)科的理論知識(shí)，適用性強(qiáng)，可以在不同類型的設(shè)備中應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)設(shè)備機(jī)電一體化，尤其是數(shù)控技術(shù)與機(jī)床設(shè)備結(jié)合產(chǎn)生的數(shù)控機(jī)床，受到了世界各國的廣泛關(guān)注。數(shù)控機(jī)床將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合，可以通過設(shè)置和調(diào)整相關(guān)參數(shù)來適應(yīng)多數(shù)作業(yè)環(huán)境，提高了其適應(yīng)性、穩(wěn)定性和精密性等。通過合理應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，操作人員能夠綜合管理不同工序，借助先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)加工，從而提升產(chǎn)品的質(zhì)量和性能[6]。

4 結(jié)語

數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)中一項(xiàng)備受推崇的新技術(shù)，能夠?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)能不斷提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，改善機(jī)械制造方式和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)朝著自動(dòng)化、集成化和智能化的方向發(fā)展。