數控技術在機械制造業中的應用和發展趨勢

摘 要：數控技術作為一項枝術含量較高的綜合性技術，數控技術在機械制造發展中起到極為關鍵的作用，只有重視機械制造中數控技術的應用，才能使機械制造滿足時代發展的需要。

關鍵詞：機制制造；數控技術；應用；趨勢

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）14-0133-02

1 機械制造發展現狀

在我國機械制造業起步較晚，在發達國家早已進入工業化的歷程中時，我國才開始從無到有、從小到大。在中國的制造業中，機械制造有極其重要的地位。機械制造業是國民經濟的裝備部，它通過供應各種機器設備來對國民經濟的各個部門進行裝備，并且不斷促進國民經濟的發展。近些年來，我國的機械制造業得到了長足的發展，生產能力得到大幅度的提高，規模也不斷擴大。

目前，機械制造業早已從傳統的制造業發展成為自動化、機械化的現代制造業，大量采用數控機床取代傳統的普通機床進行機械加工，依靠機械進行高精度、高危險度、高速度的復雜加工，普通機械逐漸被數控機械所代替，通過數控機床來實現加工過程的自動化，機械自動化不僅能夠保證加工精度的要求，還可以避免人工操作的危險，提高加下效率，數控機床在各個機械制造企業已成為大、中型企業的主要技術裝備。

2 數控技術概述

人類已經進入了科學化時代，電子計算機的運用已經不言而喻，其給我們的生活帶來了十分巨大的方便，比如說網購、網聊等，不僅便利了我們的生活，同時也將遠在天邊的親戚朋友之間的距離拉近。而其在機械制造技術中的作用，更有著舉足輕重的地位，尤其是基于電子計算機的數控技術，其對機械制造的作用將是其它技術無法取代的?？v觀歷史，從第一臺計算機面世開始，人類便進入了信息化時代，科學技術的發展也帶動了社會生產力的飛速發展，而社會生產力往往是衡量社會進步與否的主要標志。 隨著社會生產力的發展，對于機械生產的效率及質量也提出了更高的需求，比如說飛機螺旋槳葉片曲面，其生產加工屬于細微型工作，若沒有數控技術的介入，一般很難達到效率、質量及性能的統一需求。

2.1 數控系統的組成

從技術上來說，這是一種用數字化信號控制設備運行進行加工的一種現代化技術。實現制造過程自動化的基礎，自動化柔性系統的核心，組成現代集成制造系統都是數控技術。數控技術是計算機技術、機械制造技術、光電技術、通信技術以及傳感檢測技術相結合的一種高科技的現代化制造技術。

2.2 數控技術的控制原理

數控技術的主要核心不是機械傳動結構，而是“裝置”，其實所謂的“裝置”也就是計算機，只不過與日常使用的普通計算機有所區別，它是數控系統專用的計算機，也即在普通計算機的基礎上，加上一些通過底層編程對數控機床進行控操作控制的功能，具備這種功能的系統也稱為CNC系統，這一系統就是依靠存儲程序來實現對機床進行控制的要求。在操作過程中，系統需要輸入機床用于加工的信息，經過計算機的處理，輸出控制指令，控制驅動電路，實現準確和精確操作的功能。

3 數控技術的應用場合

數控技術由于其特有的精確操作的功能，在機械加工中主要適用于粗糙度等精度要求高、主軸旋轉速度快和零件曲面形狀相對復雜的場合，數控技術能夠極大促進機械加工制造業的數字化、信息化、網絡化管理快速向前發展，其在不同的機械加工領域應用空間和前景都是非常廣闊的。

3.1 在工業生產中數控技術的應用

隨著科技的進步，在工業生產中，工業機器人已經被廣泛使用。工業機器人是由控制單元、驅動單元和執行機構組成的。主要運用在機器設備的生產線上，有些甚至能在勞動環境惡劣復雜的情況下工作，能夠代替人類完成一些人類難以完成的工作，從而能夠極大改善勞動條件，提高生產質量和保障人身安全。

在實際運用中，工業機器人的各個組成部分完成特定的功能，相互協調，組成完整的系統?？刂茊卧怯捎嬎銠C系統構成，能夠通過向內核寫入程序，再對驅動單元發出指令，從而來指揮控制機器人，完成預想的動作，與此同時，同步檢測執行機構的執行動作，如果執行結構出現錯誤動作或故障，可以由機器人的傳感系統感知并通過檢測系統進行反饋，控制系統便會發出警報信號和保護動作的指令。執行機構一般是由機械伺服系統和機械構件構成。系統的動力源向執行機構提供動力，執行機構通過驅動元件的作用完成預定動作。

3.2 在加工設備中數控技術的應用

在機床等加工設備上運用計算機控制技術，是運用數控技術對機床的加工進行控制，為機械制造提供了良好的機床控制能力。對現代高精度、高質量的機械加工要求，需要機床設備具有較好的可控性能。針對普通機床難以加工的復雜曲面、粗糙度值低、同軸度等加工要求高的狀況，數控技術能夠極大彌補機械加工上的這一大不足。目前，數控機床設備在我國已經得到了相當廣泛應用，它是現代數控技術與我國傳統機床設備有效結合的產物。如今，數控技術在加工設備上的應用已日趨成熟，不但能夠節省財力、人力，提高勞動環境和減少工人的勞動量，而且加工質量和精度都很合人意。

4 我國在機械制造領域中數控技術的發展趨勢

在我國第十一個五年規劃期間，數控技術與數控機床制造就是國家有關部門重點建設項目，在國家相關政策和投入的支持下，我國的數控機床技術發展獲得了前所未有的提高和進步，尤其在高端先進的數控設備上取得了比較顯著的進步，這也使得國際上的一些數控領域知名學者和研究工作者與我國相關領域研究人員建立聯系，加強合作與交流，以企共同利用和開發最新產品和科技。通過科研人員的不斷努力，現在我國數控領域的水平已經基本達到全面掌握在機械制造領域中的重要的數控加工技術這一水平了，打破了他國對先進成果的壟斷。

數控技術在機械制造行業中的發展趨勢是朝著智能化、信息化、自動化和高精度、高效率的方向前進的。其中，智能制造系統是數控技術中廣泛應用的一種系統，它是由具有智能特性的機械和人類專家共同組成的完成制造任務的人機一體化智能系統，該系統在制造過程中能通過一種柔性與集成度不高的方式進行智能活動，它在制造過程中，借助計算機工具來模擬人類專家的智能行為，可以進行分析、推理、判斷、構思和決策等邏輯行為，從而部分取代和延伸制造環境中人的部分腦力勞動。與此同時，智能系統還能通過計算機的強大記憶和計算功能對人類專家的智能進行收集、存儲和完善處理。在智能系統中，“智能”主要體現在系統具有良好的友好性和適應性。數控系統引人了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，并具有故障診斷專家系統使自診斷和故障監控功能更趨完善。

虛擬制造技術是數控技術中另一個應用廣泛的技術，主要由計算機圖形學、現代制造工藝、并行工程、人工智能、多媒體技術和信息技術等高新技術組成，并且以計算機仿真技術和系統建模為基礎，所組成的一項交叉學科形成的綜合系統技術。虛擬制造技術可以通過快速發展的信息工程技術、計算機仿真技術對現實生產制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，以期發現生產制造中可能出現的問題，在產品實際生產前就可以采取相應預防的措施，加大產品一次制造成功的可能性，來達到降低生產成本、縮短產品開發周期和增強產品市場競爭力的目的。

機械制造行業重點從技術中心轉向以理念為中心，明確行業目標。我國“十二五”機械行業發展規劃主要有： 一是要形成技術創新能力，提高機械行業的技術水平。二是形成以數控機床為代表的基礎性制造設備、大型自控系統及精密儀器的自主開發能力。三是重大設備增加具有自主知識產權的產品和技術的比重。四是基本建成具有持續創新能力的技術開發、標準、質量行業科技支撐體系。因此不要盲目生產擴張，要積極樹立自己的品牌，強化品牌效應和危機意識，要有自己的品牌特點和企業文化理念，企業文化靈魂也是決定機械制造業發展方向的因素。

5 結 語

機械制造技術是國家綜合實力的重要體現，是國家重要經濟命脈的組成部分，它不僅能夠衡量一個國家教育科技的發展水平，也是國家與國家之間科技競爭的重點。我國現階段正處于工業化進程快速前進的關鍵時期，制造技術是我們的發展的瓶頸，同時數控技術是機械制造業的重要組成部分。機械制造業的發展方向是將傳統的制造技術與現代信息技術、管理技術、自動化技術、系統工程技術進行有機的結合，通過計算機技術的參與使企業產品在全生命周期中，其與產品有關的組織、經營、管理和技術有機集成和優化運行，實現企業生產加工的信息化、智能化、集成優化，以達到產品上市快、服務好、質量優、成本低的目的，進而提高企業的柔性、健壯性和敏捷性，使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

只有快速向世界先進制造技術的發展方向前進，把發展制造業放在國家重點發展的戰略地位，理論聯系實際，把技術真正運用到生產實際中，進一步推進國企改革，推動建立強大的企業集團。推進技術創新，推動大型企業盡快建立技術開發中心，廣泛吸引人才，在重大技術創新項目中實行產學研結合，通過進取創新，掌握重點核心技術，盡快縮小與發達國家的差距，才能在競爭激烈的市場中立足。

參與文獻：

[1] 周開彥.淺析機械制造中數控技術的應用[J].科技創新導報，2012，（5）：96.

[2] 鹿革.機械制造中數控技術的應用[J].現代制造技術與裝備，2010，（3）：26-27.

[3] 許金梅，遲振香.數控技術在我國機械制造行業應用[J].煤炭技術，2010，（8）：28-29.

[4] 龍章科.數控技術在機械制造中的發展應用[J].裝備制造技術，2008，（3）：72-74.

[5] 鄭明楊，王清超，錢慶鎮.數控技術在機械制造中的應用[J].科技傳播，2010，（16）：173，176.

[6] 朱敬超，袁建新.數控技術在機械制造中的應用與發展[J].科技咨詢導報，2007，（16）：45-46.

[7] 劉湃.淺談數控技術的發展及其在機械制造中的應用[J].機電信息，2012，（3）：101-102.

[8] 仲健維.淺談數控技術在機械制造中的應用[J].黑龍江科技信息，2010，（12）：7.

[9] 馮紅艷.分析機械制造中數控技術的應用[J].黑龍江科技信息，2010，（17）：1.