谈机械制造数控技术应用

摘要：随着我国科学技术水平的不断提高，数控技术逐渐发展。为促进我国机械制造智能化的快速发展，数控技术被广泛应用于工业生产、煤矿机械、汽车、机床设备、航天等现代机械制造业，并取得了不错的应用效果。相比其他国家，我国数控技术依然处于落后地位，部分高端数控技术还需要依靠进口。在我国机械制造智能化快速发展的背景下，我国数控技术在未来必然拥有良好的发展前景，在未来的数控技术发展道路中，相关人员需要积极学习国外先进数控技术，注重数控技术的自主研发，加快我国数控技术的发展速度，并将数控技术与机械制造科学合理地结合，促进我国机械制造业逐步向自动化和智能化的方向发展。基于此，文章分析了数控技术的发展及现状，对数控技术在机械制造中的应用进行了研究，以供参考。

关键词：数控技术；机械制造；工业生产

数控技术是一种借助电脑程序控制机器的技术，在数控技术的引导下，工作人员生产零件时便可借助已经设定好的程序，对机械零件的整个加工过程进行监督与管理。相比传统的人工生产加工，数控技术的应用一定程度上提升机械制造的工作效率，减少工作人员工作量，对减少机械加工过程中产生的不必要热量也具有一定效果[1]。此外，如果在机械生产过程中出现任何问题，工作人员可以在技术人员的指导下，对事先设定好的程序参数进行实时修改，从而使程序尽可能满足机械生产需求，整个生产过程更加灵活。

1数控技术与机械制造概述

1.1数控技术发展历史及现状

数控技术发展至今共经历了电子管数控、晶体管数控、中小规模IC数控、小型计算机数控及微处理器数控这五个阶段，现阶段数控系统的主板、处理器、控制核心单元分别以超大集成电路板、单片机、PC机专业软件系统为主，由此可见当前数控技术的发展已经步入了一个良好的发展阶段。我国于20世纪50年代开始研发数控技术，但当时研发工作并未获得技术上的突破，直至改革开放，我国数控技术才获得了实质发展，期间我国积极引进国外先进技术，对其技术要点进行全面分析，科技攻关，使我国数控技术逐渐进入高速发展阶段，大部分机床厂也开始从传统产品向数控化产品转型，但受技术水平限制，产品质量达不到较高标准[2]。20世纪末期，国家从扩大内需启动机床市场，进口数控设备的审批受到更高的标准限制，并对数控系统关键技术的攻关给予重点投资，对促进数控设备的大量生产起到了至关重要的作用。但我国数控技术发展至今，在关键技术方面依然落后于其他国家，我国所生产的数控设备多是采用单片机开发的经济型设备，据统计，我国高端数控设备市场的90%以上依然被国外数控企业占领。

1.2数控技术的特点

数控技术的应用可实现数字化信号对加工生产过程的控制。数控技术不仅是实现制造过程自动化的基础和自动化柔性系统的核心，同时也是现代集成制造系统重要组成部分。数控技术可以将机械装备的功能、效率等提升到一个新的高度，使传统制造业发生了翻天覆地的变化。相比传统加工技术，数控加工技术具有以下五方面特点：1）可高质量完成结构复杂、包含曲面形状等复杂零件的加工。2）零件生产期间可随时更改工艺生产参数，为换批加工和新产品研制提供方便。3）一次装夹工件便可完成多道工序，保证产品质量和精度的同时，缩短辅助时间。4）工具管理水平和工具标准化程度可有效提升。5）有利于计算机辅助制造功能的实现[3]。

2数控技术在机械制造中的应用

2.1工业生产中的数控技术

通过数控技术可制造出具有自动工作能力的工业机器人，与传统数控系统相同，工业机器人也是由控制单元、驱动单元、执行机构等几部分构成。在专业性强、风险系数高、操作难度大、工作环境恶劣的工业生产中，工业机器人可完全替代工作人员，帮助人类完成难以完成的工作内容，一方面，大幅度改善了工业生产的劳动条件，另一方面，在确保工作人员人身安全的基础上，显著提升工业生产的产品质量[4]。除此之外，工业生产整个链路的任意环节出现问题，数控系统均可及时对出现问题的环节进行准确定位并发出警报，设备保护功能自行启动，技术人员在警报提示下及时找出问题，尽快解决问题，将其所造成的工业生产损失降到最低。此外，这种工业生产模式使整个生产过程成为一个闭合环路，从而大大降低了工业生产的风险。

2.2煤矿机械中的数控技术

新旧世纪交替之际，我国大力发展煤炭事业，使许多机械制造企业致力于采煤机的研发与生产，研发速度快，品种较多，且均为小批量生产。但是多种采煤机机壳的毛坯均采用焊件制造，传统加工工艺难以实现单件的下料问题，而将数控技术应用其中，可利用数控气割代替过去十分流行的仿形法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，最终实现套料选用方案的优化。数控气割具有切割速度快、质量高等优点，某些人工切割无法割出的焊接坡口的可借助数控气割直接割出，从而大幅度提升生产效率。此外，数控气割机中还配置了切缝补偿装置，工作人员可对其进行任意调整，并且其可以对构件的实际轮廓实施程序控制，数控系统也可通过调节切缝补偿值，明确毛坯件的加工余量。

2.3汽车行业中的数控技术

近年来，我国汽车行业发展速度迅猛，作为目前较为流行的交通工具，汽车的市场需求量一直处于较高水平，但随着人们生活水平的不断提高，出于对安全系数的考虑，人们对汽车质量的要求显著提高。高质量的汽车离不开高质量的汽车零部件，传统汽车零部件加工手段相对拙劣，加工速度和质量均达不到现今的标准，数控技术可有效解决这一问题[5]。汽车高速数控机床可与高速加工中心组成高速柔性生产线，从而实现高效率与高柔性的有机融合，一方面仅需做一次投资便可获得长期的收益，充分满足当前产品不断更新换代的需求；另一方面可大幅度提升生产效率，进而使汽车生产中经济规模这一传统理念得以被打破。目前，数控技术已被世界各国的汽车制造企业充分利用，其对提高汽车生产效率和质量、提升汽车制造企业经济效益具有重要意义。

2.4机床设备中的数控技术

机床设备是机械工业的基础设施，机床设备的机电统一化对确保加工产品质量稳定可靠起到重要作用，其对提升机械制造企业的应变能力也具有重要意义。机械设备在机械制造中扮演者重要角色，为满足当前社会对现代机械制造业的需求，机械制造业需要积极引进具有控制能力的机床设备，从而实现机械制造业生产效率与产品质量的提升。机床设备在数控技术的帮助下大幅度提升控制能力，借助代码控制机床，机床设备上刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具选择、冷却泵启停等操作的执行与执行顺序均可用数字码代表并记录于控制介质，当发出控制指令后，机床则可按照指令和数字码执行相应的操作，并自动加工出所需要的零件。

2.5航天工业中的数控技术

传统机械制造主要通过工作人员的手工操作生产各种零件，零件的质量与工作人员的经验技术有直接关联，由同一工作人员生产出的零件也可能出现差异较大的现象，进而导致传统机械制造无法生产出精密度极高的零件。在航天工业中，为保证航天设备的安全可靠，对零件的精密度要求极高，对部分零件的制造步骤也有十分严苛的要求[6]。将数控技术应用于航天工业中，其可以对小部件的材料进行深度细致加工，在确保生产出零件精密度和质量的基础上，一定程度降低材料使用量，节约生产资源，降低生产成本。

3数控技术存在的问题

虽然我国数控技术正处于飞速发展的阶段，但是目前我国已经掌握的数控技术多属于低端技术，高端的数控技术依然需要从其他国家引进，这使得我国数控技术的使用严重受限于其他掌握高端数控技术的国家。尤其在许多重点工程中，多是以国外高端数控技术作为主要技术，由此可见，我国数控技术的发展仍然处于一个非常窘迫的地位。数控技术的落后不仅代表着技术水平方面的落后，同时也代表着数控机床生产出产品的质量、精度等也与其他国家有一定差距[7]。

4数控技术的发展优势

目前，虽然我国数控技术水平依然落后其他国家，但是数控技术已经在我国各行各业被广泛应用，并逐渐代替传统机械制造业，为我国现代机械制造业的发展带来了新的希望，促使现代机械制造业不断朝着工业化发展。随着我国科学技术的不断发展，各行各业不断提高对产品质量和精度的要求，而这正是确保数控技术能在我国快速发展的重要因素[8]。我国数控技术研究人员需要积极学习国外先进技术，提升国内数控技术水平，并在国外先进技术的基础上，实施技术创新，最终实现我国数控技术实质性提升。

5结束语

工业生产、煤矿机械、汽车行业、机床设备、航天工业等均可实现与数控技术的有机结合。但以目前我国数控技术的发展现状来看，虽然其发展速度极快，但是技术水平仍较落后，大力发展数控技术，不仅对我国机械制造业发展可起到推动作用，对促进我国科学技术整体水平发展也具有重要意义。

参考文献：

[1]陶文东.数控技术在机械加工中的应用[J].时代农机,2018,45(2):78.

[2]李新艳.自动化技术在机械设计制造中的应用[J].湖北农机化,2019(24):98.

[3]冯之见.数控技术在自动化机械制造中的应用[J].职业,2019(11):115-116.

[4]钱伟.数控技术在机械制造中的应用[J].南方农机,2018,49(2):146.

[5]韩志国,吕富华.浅谈智能机器人数控技术在机械制造中的应用[J].数字通信世界,2019(4):182.

[6]冀万文,张鹏,赵鹏,等.论数控技术在机械制造应用中存在的问题及对策[J].数字技术与应用,2019,37(7):235-236.

[7]张莹.数控技术在机械制造领域中的应用[J].现代制造技术与装备,2019(3):67-68.

[8]董彦宏,于春明.浅谈高速数控机床在机械加工中的应用分析[J].科技经济导刊,2018,26(7):69.

作者：赵洋鹏 单位：吉林工程职业学院