机械制造工程中数控技术应用要点探讨杨中文

机械制造工程中数控技术应用要点探讨杨中文

杨中文

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摘要：近年来，伴随着科学技术的快速进步，数控技术被广泛应用到机械制造业中。借助数控技术，可以使机械产品的性能及质量不断提升。在应用中数控技术综合应用了电子计算机、自动控制、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，提高了机械制造业的制造水平。本文在此从数控技术的控制原理及发展现状出发，对数控技术在机械制造中的具体应用及发展趋势做了详细的研究。

关键词：机械制造工程；数控技术；发展趋势

前言

数控技术作为一种有效的高精度机械制造技术，在机械加工制造过程中得到了越来越广泛的应用。其有效地对机械设备进行数字化控制，利用计算机辅助软件执行繁琐的数据存储和运算处理，提高机械加工的精准度与自动化。

一、数控技术概述

1、数控系统的组成

从技术上来说，这是一种用数字化信号控制设备运行进行加工的一种现代化技术。实现制造过程自动化的基础，自动化柔性系统的核心，组成现代集成制造系统都是数控技术。数控技术是计算机技术、机械制造技术、光电技术、通信技术以及传感检测技术相结合的一种高科技的现代化制造技术。

2、数控技术控制原理

数控技术的主要核心不是机械传动结构，而是“装置”，其实所谓的“装置”也就是计算机，只不过与日常使用的普通计算机有所区别，它是数控系统专用的计算机，也即在普通计算机的基础上，加上一些通过底层编程对数控机床进行控操作控制的功能，具备这种功能的系统也称为CNC系统，这一系统就是依靠存储程序来实现对机床进行控制的要求。在操作过程中，系统需要输入机床用于加工的信息，经过计算机的处理，输出控制指令，控制驱动电路，实现准确和精确操作的功能。

3、技术特点

目前是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。

二、数控技术的发展现状

运用机械可以从最初的简单机械加工物品生产到现代高精密仪器的加工生产。目前我国机械加工机床的生产已经处于世界国家的前列，对于生产大型数控机床精密度的要求已经能达到很高的水准了，但是对于某些高度精密仪器的数控机床还不能达到自给自足甚至向外销售，还需要从西方发达国家进口才能满足国内行业领域的需求。在我国数控机床的生产过程以及相应的成品存在少两知名的缺陷问题，是由于我国生产的机床实用性距离发达国家所生产的数控机床还存在一定的差距，最明显的几个问题就是使用寿命相对较短，精密度保证时间低，机床外观美观性差，在某些大型数控机床加工的型号过于庞大，对照德国、韩国等国家还需要有所提高。

三、数控技术在机械制造中的具体应用

1、机床方面

在现代技术的应用下机床设备已经是机电一体化产品的重要组成部分，这对于产品的加工质量有着关键性的作用，而通过计算机数控技术为机床的有效控制提供了一个很好的条件，在机床的数字化作用下对于刀具以及机械的部件以及主轴的变速等等都是由数字来进行操作，只需要在对机械的一些零部件加工之前由编程人员把零部件的相关程序进行编程，而后再通过程序的载体，比如说光碟或者是半导体的存储器等[3]，进行载入程序或者是通过手动的方式把这些程序进行输入电脑中处理，从而通过驱动电路来对机床进行控制，在这一过程中如果是想改变对机械的零部件加工只要在电脑系统的程序中进行修改，输入新的程序即可，这对于传统的人工调整有着很大的方便性，在效率上得到了提高。

2、工业生产

工业机器手和传统的数控系统一样是由控制系统、驱动系统执行系统构成的。现代工业主要将机器设备运用在生产线上，或运用在恶劣的劳动环境下，完成人类难以完成的任务，这在很大程上提高了劳动效率改善了劳动环境，以确保生产质量和人身安全。在现实操作中，控制单元是由计算机系统构成。由它指挥机械遵循写入系统的程序向驱动单元输送的指令，完成预定的操作过程同时同步监测执行动作，一旦发现错误或产生故障，由传感器和检系统反馈到控制单元，发出报警信号和采用相应的保护措施。而行机构是由伺服系统和机械元件组成。由动力部分向执行机构提动力，让执行机构在驱动元件的作用下完成制定的动作。

3、汽车制造

而数控技术是零部件生产效率和质量的重要保证，为实现汽车工件精密加工和动态控制做出了重要贡献。汽车制造的生产线如果以数控机床为构成要素，可以保证生产的高效率和高柔性，能够适应市场需求的不断变化，相比传统单一大批量的生产方式更具有时代的先进性，同时数控技术攻破了柔性制造、集成制造以及虚拟制造等技术难点，实现了机械制造的全面发展。

4、煤矿开采

在数控技术的到来后，煤矿机械就可以使用数控技术的空气切割技术进行生产，对于每一个单件下料斗可能灵活，同时提高了材料的质量和成本的投入。而且，使用数控空气切割的时候，空气切割切缝，都能够在数控技术支持下自我管理，进行材料的补偿。

5、航天航空

在航空航天精密化产品的生产中，数控技术通过计算机系统控制机械操作，能够更加精准的对重要的零部件进行小切口加工，并且通过精密检测，提高零部件的精度性。此外，与传统的生产及制造技术相比，数控技术还能够大大增加零部件的柔性以及轻度，同时，还能对航天飞机上中药的铝合金材料进行精准的分割，不仅使零部件的加工满足生产需求，而且还能够很好的节约资源，提高航空航天零部件生产工业的经济收益。

四、数控技术的发展趋势

1、网络化

互联网技术不断发展，全球正在实现网络一体化。在机械制造工业中，网络化、信息化功能的地位也越来越关键。通过将企业内部的数控数据进行联网，可以很方便地实现各部门之间的数据共享，各部门可以随时核查数据，获得工艺的最新参数。同时，数据网络化可以实现仪器远程操作，提高自动化程度。

2、开放型数控系统

传统的封闭性数控计算机技术在使用过程中暴露了很多缺陷，比如维修困难，软件移植性差等。这些缺点使得封闭性的计算机数字技术不能够及时方便地满足用户的需求，用户不能根据自己对产品地需求随意更改程序，系统扩展性能差。因此，引入开放性的数控系统是机械制造行业的需求。开放的数控系统可以在不同的用户的不同平台上顺利运行，其接口、通讯模型和交互模型都是标准化的，便于维修和软件移植。

3、虚拟制造技术

其主要由计算机图形学、现代制造工艺、并行工程、人工智能、多媒体技术和信息技术等高新技术组成，并且以计算机仿真技术和系统建模为基础，所组成的一项交叉学科形成的综合系统技术。虚拟制造技术可以通过快速发展的信息工程技术、计算机仿真技术对现实生产制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以期发现生产制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就可以采取相应预防的措施，加大产品一次制造成功的可能性，来达到降低生产成本、缩短产品开发周期和增强产品市场竞争力的目的。

五、结语

综上，数控技术在机械制造中的应用给机械制造的发展起到了很大的推动作用。制造过程中，利用数控技术，不仅缓解机械制造中的压力，有效发挥数控技术的优势，体现其在机械制造中的合理利用，实现数控技术的效益性。

参考文献：

【1】彭平；试论机械制造中数控技术的运用[J]；科技致富向导；2011年26期

【2】龙章科.数控技术在机械制造中的发展应用[N].2007（12）.