機械自動化的技術要點與數控技術應用

廖豐政

摘 要：隨著我國社會經濟的不斷發展，科技水平的不斷進步，機械自動化技術也得到了顯著的提升。數控技術作為機械自動化中最核心的技術，相較于其他技術而言，數控技術自身的技術性更強，且應用范圍更為廣泛，數控技術的應用為機械自動化的發展開創了更廣闊的空間，提供了更便利的條件，提高了企業在市場競爭中的主體地位，為企業帶來了更多的經濟效益和社會效益，更有助于促進企業的健康可持續發展。本文針對于，機械自動化的技術要點與數控技術應用，展開論述，僅供參考。

關鍵詞：機械自動化 技術要點 數控技術 應用策略

所謂數控技術，顧名思義，就是指數字化控制技術，其是一種具有高科技含量的綜合性技術，可以有效提高生產系統的運行效率，數控技術的表現形式為各類數控機床，此種應用方法是機械加工技術的重大突破，更有助于推進機械產業的發展。但是在實際應用過程中，對于部分技術的研發我國仍然落后于西方國家，仍需要數控技術填補空缺。目前，全球正處于信息化高速發展的時代，數控技術作為當代制造業的重要技術手段，是完善機械自動化運行，實現機械全自動生產，促進社會經濟發展進步的重要保障。

1 機械自動化的運行優勢

1.1 機械自動化運行安全性能較高

相較于傳統的機械設備而言，應用自動化技術的機械設備可以實現自動運行，其主要是因為機械設備中含有監控系統，可以實時監控生產流水線的整個工作進程，統一收錄、存儲生產數據。同時，機械自動化還可以對生產數據進行分析，并將分析結果自動上傳到管理中心，更便于管理人員調控和查看。此外，機械自動化還含有報警系統，在實時監控整個生產流水線的過程中，如果在生產過程中出現了問題、故障，其會先收錄數據，然后進行故障分析，并將分析結果自動上傳到管理中心，更便于技術人員第一時間進行維修，從而避免資源成本的浪費。例如，在傳統的機械設備生產中，需要人為看管故障、問題的發生，如果看管不力，技術人員就無法第一時間得知故障、問題產生的原因，也無法及時采取有效的維修措施，由此也可以看出機械自動運行安全性能更高，可以良好保障在生產過程中產生的故障、問題得以有效解決[1]。

1.2 機械自動化運行生產效率較高

近年來，隨著我國科技水平的不斷提升，機械自動化運用更為廣泛，在生產過程中，機械自動化可以按照技術人員預先設定好的參數進行生產，這在一定程度上，不僅提高了機械運行生產效率，還減少了工作人員的工作量，降低了人工成本的支出。例如，在傳統的機械設備生產中，很容易受到周圍環境、人為等不可抗力因素的影響，降低生產效率，導致生產工作無法如期完成。而機械自動化運行在生產過程中，不會受到周圍環境及其他不穩定因素的影響，生產過程更加高效，生產的產品質量也更好。

1.3 機械自動化運行精準度較高

近年來，隨著我國科學技術的逐漸完善，在機械生產運行過程中融入了眾多不同元素。機械自動化運行不但彌補了傳統機械生產的諸多不足，而且加工出的零件精度更好、質量更好。在機械自動化運行生產過程中，只需要技術人員預先設定好生產參數，機械設備就會按照參數進行自動運行生產，這種方式生產加工出來的零件，幾乎和預先設定好的生產參數沒有差別，大大降低了零件的破損率，避免了資源成本的浪費，更有助于提升企業的實際經濟效益，促進我國機械行業的健康可持續發展[2]。

2 數控技術的概述

2.1 數控技術的概念

數控技術全稱數字化控制技術，需要技術人員通過電腦機械編寫程序，預先設定好生產運行各項參數，賦予機械設備相應制造功能，其主要指由數據輸入、信息處理、信息運算、信息判斷等部分組成，是促進我國制造業信息化發展進程的重要動力，更是決定我國戰略地位的重要因素。

2.2 數控技術的工作原理

所謂數控技術，顧名思義，就是指在機械設備運行過程中，通過用數字控制的裝置，不斷引入數字技術，控制生產過程，所控制的機械量主要包括位置。速度和角度。此外，數控技術是一種具有較高集成特點的綜合性技術，是計算機、自動控制、機械制造三者結合的產物[3]。

3 機械自動化中數控技術的理論基礎

3.1 數控技術機械自動化應用的智能化和多維化

近年來，隨著計算機應用的普及以及軟件技術的發展，數控技術的智能化和多維化逐漸成為了機械技術的主要發展趨勢。數控技術機械自動化應用的智能化主要包含以下幾個方面，既安全控制、精度控制及反應控制等多方面、數控技術機械自動化應用的多維化主要指發展層次的多維，通過采用多維的數控技術，拓展機械自動化功能，更有助于提高自動化水平，最大程度發揮出多維聯動的效益。

3.2 數控技術機械自動化應用的精度華和高速化

在機械自動化發展過程中，其生產精度與速度是衡量自動化水平的重要標準，也是產品質量的重要保障。在數控技術應用過程中，通過合理采用多核CPU和高速CPU更有助于提升伺服系統的效率，提高數控技術處理速度，從而有效改善機械動態和靜態狀況。

3.3 數控技術機械自動化應用的可靠性和網絡性

機械自動化控制指標中，數控技術的可靠性和網絡性是重要組成部分。如果想要提高機械自動化的精度、性能和效率，為企業帶來更大的效益，那么提升數控技術的可靠性是第一步，也是關鍵的一步。基于現有的數控技術，依靠可靠的管理和有效組織，不斷進行完善和優化，以此來提高機械自動化控制水平，從而實現高精度、高性能、高效率運行[4]。

4 機械自動化的技術要點與數控技術分析

4.1 網絡技術要點

網絡技術是機械自動化運行中最為關鍵的基礎技術，其直接關乎著產品的精度和質量，如果想要提高機械設備生產加工精度，加快生產速度，那么明確網絡技術要點、加大網絡技術開發是一步，也是最重要的一步。在機械自動化中，最常見的網絡技術就是計算機網絡技術與數控技術，只有使其與機械自動化技術深度融合，才更有助于提高生產效率及質量。

4.2 智能技術要點

在機械自動化運行中，智能技術為其未來發展提供了根本動力。通常情況下，為有效降低智能技術在機械設備中的應用難度，技術人員會結合實際應用情況，先對智能技術進行完善和優化，再將其應用到機械設備中，如，GPS技術精準定位。此外，在機械自動化生產運行過程中，通常都是按照預先設定好的參數進行生產，智能技術的應用為簡單生產問題的處理提供了便利，可以及時修復小故障、問題，更有助于提高產品生產精度與質量[5]。

4.3 數控系統設計要點

數控系統作為一種數字化控制系統，主要是通過數字信號實時控制系統中的不同結構。在早期應用過程中，由于數控系統建立尚不完善，時常會出現操作不靈敏的問題，并且由于操作成本較高，所以一直沒有被廣泛應用，而隨著時代的發展，也更加證實了傳統的數控系統無法滿足時代發展使用需求。由此，開放式數控系統應運而生，通過將計算機PC端作為主要控制部分，用軟件部分實現控制功能，可以有效降低硬件使用成本，提高數控系統整體的使用性能。此外，在電機運動過程中，數控系統使用的方式大多數為脈沖加速方向，這種控制方式需利用控制器輸出方向信號在控制電機運行過程中同脈沖信號相互對應，非常容易出現脈沖與方向無法同步的情況，從而對產品的生產精度產生負面影響。因此，在機械自動化運行中，應切實對FPGA模塊與ARM模塊的嵌入式數控系統進行優化與升級。

4.4 ARM模塊的設計與實現

ARM模塊設計主要包括以下兩個方面，其一，存儲器的有效拓展，在數控系統運行中不可避免會設計很多復雜的運算，導致不同堆棧和全局變量的誕生，如果想要有效解決上述問題，有需要拓展存儲器，將處理器與芯片連接，以此來提升運行效率。其二，通信接口，在數控系統中，USB是最常用的通信結構，PDIUSBDI2是最常用的接口控制器。

4.5 FPGA模塊的設計與實現

嵌入式數控系統中FPGA模塊會完成核心處理器下發的所有數據過程，FPGA模塊設計主要包括以下兩個方面，其一，FPGA的構造電路研究，由于周圍環境因素的影響，當發生斷電情況的時候，就會造成DSRAM存儲中的數據流失，基于此，通過合理運用FPGA模塊設計對數控系統中的硬件進行優化，可以有效防止這一現象的發生。其二，不論是FPGA模塊還是ARM模塊通信接口中，都可以采用串行、并行方式進行通信，由于考慮到USB接口的便捷性，所以數控系統和自動化機械設備均采用USB接口模式。

5 數控技術在自動化機械制造中的應用分析

5.1 數控技術在自動化工業生產中的應用

群眾和監管部門最關注的問題就是產品的安全性和實用性，在新的時代背景下，注重產品質量是生產廠商的發展核心。隨著社會經濟的不斷發展，人們生活質量水平的日益提升，人們對于產品的實用性及安全性能要求越來越高，傳統的生產方式，已經無法充分滿足人們日益增長的美好幸福生活的需要，因此，數控技術在自動化工業生產中的應用是勢在必行的。在工業生產中，通過積極引進數控技術，以數控技術作為媒介，將計算機的控制單元、傳感器相互連接，可以構建出一個完整的自動化體系，可以幫助企業收集、處理生產信息，更有助于提升企業決策的準確性，提高企業的生產效益。

5.2 數控技術在機床裝置中的運用研究

在機械制造業中，機床裝置是必不可少的加工設備，積極引進數控技術，更有助于促進機電一體化與企業現代化的發展進程。通過在機床裝置上融入數控技術，豐富機床加工能力，提高機床加工性能，更有助于提高操作的精度和質量，同時，還可以有效減少工作人員的工作量，降低人工成本的支出。此外，數控技術的應用安全性較高，可以盡可能地減少傷亡事故的發生，為工作人員的人身安全提供了良好保障[6]。

5.3 數控技術在煤礦機械中的運用研究

煤礦業是我國一項傳統重工業，其對于促進我國社會經濟發展起著不可或缺的作用，在煤礦開采中，傳統的施工方式會消耗大量人力和物力，且需要機械與人同時深入地下開展工作，這為施工人員的人身安全埋下了諸多隱患。在新時代背景下，通過合理運用數控技術，可以實現機械設備的自動運行，打破了傳統的施工模式，更有助于提高產出量，為施工人身安全提供良好保障。

6 結語

結合以上論述，本文針對于，機械自動化的運行優勢、數控技術的概述、機械自動化中數控技術的理論基礎、機械自動化的技術要點及數控技術在自動化機械制造中的應用，進行簡單分析，由此可知，機械自動化的發展如今已成為我國發展的必然趨勢，到二十世紀中期，數控技術無論是在速度上還是精度上都有了很大的進步。在機械自動化生產中，積極引入數控技術，可以在降低企業生產成本的同時，提高企業生產效率，為企業在市場競爭中獲取更大的優勢，提高企業在市場競爭中的主體地位，從而促進優化產業結構，實現產業轉型。

備注：本文屬于課題研究論文，2023 年賀州市哲學社會科學規劃研究課題《職業教育“三新”育人模式助力賀州全力東融高質量發展的研究與實踐》研究項目。

參考文獻：

[1]吳明川.自動化技術在機械設計制造中的要點與數控技術的應用[J].數字技術與應用，2023，41（05）：102-104.

[2]馬楷，馬興國.自動化與數控技術的應用[J].集成電路應用，2022，39（12）：144-145.

[3]付云開.機械自動化技術在機械制造中的應用研究[J]. 佛山陶瓷，2022，32（10）：39-41.

[4]曹偉偉.機械自動化的技術要點與數控技術應用探究[J]. 電子測試，2022，（16）：107-109.

[5]徐偉.機械自動化制造中的數控技術應用[J].中國高新科技，2021，（12）：106-107.

[6]宗曉霞.簡析機械設計制造及其自動化技術要點[J].內燃機與配件，2021，（02）：191-192.