机械制造中数控技术的有效应用

摘要：“科教兴国”是我国的发展方针之一，在科学技术的推动下，各行各业都发生着变化。数控技术的出现，使得机械运动的控制工作可以通过数据控制完成。计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光电技术的出现，使得机械制造向着更精准、更高效、更自动化的方向发展。文章围绕其技术组成、发展领域、发展特点进行分析，并进行展望。

关键词：数控技术；机械制造；有效应用

科学技术的发展使得各行各业或主动或被动地进行改革。机械制造行业对整个国家的经济发展起着至关重要的作用。传统的机械制造技术工艺繁杂、耗时长、效率低下，种种弊端促使着机械制造业进行改革。数控技术的出现，使得机械制造流程精简化、效率也大幅度提高。

1数控技术概述

1.1数控设备结构组成及功能

数控技术的应用需要通过数控设备——数控机床来完成。执行技术的机床、控制机床的系统以及及时共同组成了数控技术。数控机床结构图如图1所示。“数控”指的是将信号数字化，使用机械设备的控制工作通过数字化信息完成，从而达到机械控制自动化的目的。而数控系统的核心是计算机。每个环节相互配合，指导机械制造向着自动化的方向发展。

1.2数控技术工作流程

数控技术依靠数控机床实现。其工作流程概况包括工作前的准备，包括一系列的安全隐患排查工作，各组件的状态检查[1]。之后需要将所需要的制作程序进行编制并且输入。程序输入之后，数控系统通过对程序的处理，进行初步的译码和预处理，为接下来的流程做准备。整个工作流程中每个环节都不能出现差错，在程序编码过程可以使用不同方式精简工作流程。数控技术在机械制造中的应用流程如图2所示。

2数控技术的特点

2.1高度精确性

数控机床是行使数控技术的载体，而数控机床将精密的机械和自动控制系统组成，这使得其具有极高的定位精准度和重复定位精度。同时在进行工作的过程中，其热稳定性与刚度也非常稳定了，稳定的系统大幅度减小了误差。普通的机械制造技术生产出的产品质量得不到有效的保证。而数控技术的精准性能很大程度地解决产品的质量问题[2]。

2.2高效性

高效性是数控技术区别于传统的机械制造技术的特点之一。数控机床的很多组成结构都能削减制造时间，例如自动换速、自动换刀。除此之外，在固定的程序设计完成之后，系统会自动进再生产，减少了重复的时间。据不完全统计，数控技术比普通的机床生产率高3～4倍。数控技术的高效性不仅能解放人的双手，而且能大幅度缩短制造时间。

2.3有效提高经济效益

机械制造业是制造业中较大的产业，2019年，机械制造业占制造业比重30.65%。收益=收入-成本，要有效提高经济效益，一方面可以从收入出发，另一方面也可以尽可能地减少成本。数控技术的出现，能使得机械制造业的成本大幅度降低。在成本方面，数控机床的出现可以减少其他种类的机床的消耗。如此往来可以间接减少机床的占地面积。大多数的机械制造业还是以盈利为目的的。数控技术的出现能为机械生产企业创造更高的经济效益，所以说，数控技术的应用必定会越来越广泛[3]。

3数控技术的发展状况

当前时代是信息时代，大数据、智能化等词汇逐渐成为时代的标签。中国在坚持和完善社会主义制度的同时，不断深化改革，为国家谋得更加稳健的发展。数控技术的核心就是计算机，当前数控技术的发展水平还在不断提高。通过相关的研究表明高速化、精密化、智能化和微型化将是今后数控技术的发展方向。五轴联动和复合机床的发展也会随着时代的需求不断革新。另外，数控技术也会不断更新结构、使用新材料优化自身的新性能。例如，我的数控机床设计一直在从二维的CAD寻找向三维的CAD前进的突破口。在三维的基础上进行CAD/CAM/CAE/PDM-的集成[4]。机械制造业的需求也会成为促进数控技术开发的原动力。除此之外，在当前的发展基础上，也会加快开放系统的开发速度，为早日实现统一控制做出铺垫。在开放式数控系统之中又可以分为全开放系统、嵌入系统以及融合系统。全开放系统的核心是坐标轴电机的运动。嵌入系统则需要PC作为人机界面和网络通信。融合系统需要在当前CNC的基础上增加PC主板。当前的数控技术已经为各行各业带去了很大的改变，在新技术、新材料的不断驱动之下，数控技术也更好地服务于社会。

4数控技术在机械制造业中的有效运用领域

机械制造业之所以能在制造业中占较高的比重，是因为人们对机械产品的需求非常旺盛。机械产品，例如沏茶、发动机等。机械制造生产的过程需要将原材料转变为成品，制作的流程包括工艺设计、铸造热处理、装配等。在生产的过程中不同规模的企业可以采取不同的生产类型。诸如单件生产、成批生产、大量生产。不同的生产类型具有不同的生产特点。生产者需要针对性选择生产途径。当前数控技术在机械制造业的很多领域都有所应用，下面将围绕汽车行业、机械设备以及工业生产进行阐述。

4.1优化汽车工业发展

在机械制造业，随着人们需求的不断增加，汽车工业发展前景十分光明。在拥有私家车的潮流之下，汽车行业的产销量也不断增加。数据显示自2001年开始，汽车制造业一直在机械制造业中保持领先的状态。2015年汽车的生产量达到2450.33万辆，这一数据连续七年蝉联全球第一。2020年中国实现全面脱贫的计划，中国不断发展，人们对生活的品质要求也会不断提高。将来汽车工业的发展前景也是非常广阔的。汽车工业是机床产业的消费主体，其消费量占据大概50%，但是进口机床却占总额的80%，所以说这个巨大的市场需要调补。通过数控技术的使用，汽车工业发展的规模也会持续扩大，效率也将大幅度提高。汽车产量如图3所示。当前，人类的需求拉动汽车工业的规模扩张、质量提高。数控技术的应用为汽车行业提供了崭新的生产线。规模的扩张，单件生产和小批量生产都满足不了当前的生产规模。在国内的生产技术不能满足汽车工业的发展的背景下，进口成了很多汽车行业的选择。中国以“制造大国“著称，”中国制造“无可厚非，但是单纯的制造利益微乎其微。中国要取得更好的发展，就必须以先进的技术作为支撑，从根本上来发展汽车生产行业。数控技术的出现，提高了汽车生产的效率以及精准度。数控技术在汽车工业的不断深入，就能使得我国汽车向着科技化发展，自给自足，满足中国的市场，甚至满足对外的市场。

4.2促进机械设备制造进程

机械设备的种类繁多，机械设备的应用范围也十分广泛。近年来我国致力于解决脱贫问题，脱贫的过程中注重农业带动发展。在农业快速发展的过程中，农业机械的需求也随之增加。另外国家的建设进程不断加快，美丽中国的建设需要工程机械。通过调查研究可以发现，在中国乃至世界发展的进程中，对机械设备的需求是无穷无尽的。例如，基本的公路工程、建筑工程等。数控技术在机械设备制造中的应用，使得各种机械设备具备了更完善的功能，从而使得相关的产业发展更为便捷。例如，在农业生产中，农业机械的播种机、收割机等，能大幅度减少劳动力的使用。另外，还能优化播种的效果。收割机能大幅度减少在收割的过程中浪费的粮食。优质的机械设备与先进的生产技术相结合，才会使得相关产业取得更加完善的发展。不同行业的发展都与机械设备相关联，数控技术的应用能为行业的发展提供机械设备。优质的机械设备促进生产进程高效、高质量，各行各业都能拥有更光明的发展前景。未来是属于自动化、智能化的世界。

4.3推动工业生产进程

衡量制造业的实际产出可以利用工业生产指数作为标准。利用总指数来衡量工业的综合发展速度。在国家的发展进程中，工业生产占有很大的比例。科学技术的发展为工业生产的智能化、自动化创造了更多机会。数控技术就是典型的技术之一。工业生产本身就是将人、机械、办法、材料连接起来，实现多维融合。人工智能的发展使得程序变得精简，人为的部分也在数控技术的控制下逐渐被替代。数控在工业生产中可以扮演多种角色。其一，数控技术可以通过设定的程序减少人力资源的浪费。其二，在生产的过程中，数控技术可以实现传统的工业生产不能完成的工作。另外，数控技术还能对生产的过程进行监督，当出现差错的时候能自动报错，从而减少由于生产质量不过关造成的浪费。数控技术的出现推动了工业生产发展的进程。

5数控技术在机械制造业中的发展前景

数控技术的发展不仅仅停留在当前的阶段。国内外相关的研究者还在不断研究使得数控技术向着更精准、更高效、更微型的方向发展。五轴联动可以实现更高效、新结构、新材料可以实现更精密。开放式数控系统的设计，使得数控技术向着统一化的方向发展。在将来，数控技术的应用领域也会更加广泛。不仅仅是机械制造业，还包括信息行业、医疗设备行业、军事装备等。

6结束语

信息时代带给人类发展的变化是显而易见的，不仅仅是中国，世界也在不断向着智能化、自动化的方向迈步。数控技术的出现，将信息数字化，使得机械制造业向着自动化的方向不断前进。数控技术以其自身的特点，在机械制造业的多个领域起着至关重要的作用。为机械制造业的经济效益提高、质量提高、规模扩大做出了巨大的贡献。各国对数控技术的研究还在不断深入，相信通过之后的研究，数控技术的发展空间将会更大。

参考文献：

[1]桑晶.数控技术在机械制造中的应用[J].南方农机,2019,50(22):171.

[2]王永胜.数控技术在机械制造业的应用探究[J].世界有色金属,2019(17):10+12.

[3]许娇娥.数控机床误差补偿技术应用发展动态及展望[J].南方农机,2019,50(22):172.

[4]谭惠忠.数控技术在自动化机械制造中的应用[J].农家参谋,2019(21):161.

作者：李绍友 单位：湖南化工职业技术学院