淺談數控技術在機械制造中的應用

摘要：在經濟持續發展中，我國的機械制造與發達國家相比，在機械設備的功能、效率、質量與可靠性等方面都較為落后。然而在這個計算機技術飛速發展、數字化全面普及的時代，數控技術已經逐漸開始左右機械制造業的發展前進方向。越來越多的人開始重視數控技術在機械制造中的應用，為了提升機械制造的水平、制造機械的效率、產品質量、功能與安全性，數控技術也在不斷地發展與創新，致力于為我國提供趕超發達國家的機會。

關鍵詞：數控技術 機械制造 現狀 應用

中圖分類號：TD52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）05-0227-02

近年來，計算機的發展速度有目共睹，并在激烈的社會競爭中，帶動一系列行業的進步發展。機械制造行業是現代化工業的基礎，是我國重要的基礎性行業，在數控技術的影響之下，慢慢成熟完善的同時，也提升到了一個新的層次。漸漸地，制造業成為工業的象征，同時也依賴于數控技術的應用，促使我國工業現代化水平的提高以及綜合國力的上升，增強自主創新能力。

1 數控技術概述

1.1 數控技術的含義

數控技術（numerical control，簡稱NC）指的是在計算機技術的運用下，將傳統的機械加工技術集合起來，控制機械制造加工的過程。數控技術作為目前較為高新的科學技術，主要是對速度、角度與位置的控制，機械能量流向以及機械數量的把握。在實現制造自動化的過程中，自動化制度柔性的基礎也是現代集成系統所追求的重要部分。

1.2 數控技術的特點

數控技術能降低機械加工成本，實現高效率、自動化、大批量零件加工的同時，還能在一些加工應用當中促使單機組成加工自動生產線，提升機械加工的精度與效率。數控技術中機械加工應用的典型是數控機床，通過這種技術，能有效的降低勞動強度，同時方便過程的管理等。

數控技術在面對多品種小批量的生產有著很大的優勢，以產品多樣性的發展與日新月異的更換速度，最大限度的提高了機械制造行業的靈活性；提升機械設備的同時，也盡可能的滿足現代市場的競爭需求。

2 數控技術的現狀及發展

2.1 數控技術的現狀

制造業的發展在提高人民生活水平的同時，緩解了就業壓力、保障了社會的穩定，為國民經濟與社會發展奠定了物質基礎。盡管隨著經濟全球化的到來，我國已經逐漸成為世界機械制造業的中心，但是相較于發達國家，我國制造業存在著諸如制造工藝裝備陳舊、自動化生產技術落后、管理模式不規范、自主創新意識較為缺乏和先進技術短缺等問題。一些增值業務，如速度快、品質高、服務優質、回饋及時等方面，也與國外有著較大的差距。

當下，美國、日本和德國等發達國家正處在黃金時期時，數控技術已初步成熟，在投放入制造行業所能制造的回饋這一點上，我國明顯處于劣勢地位。雖然經過1981年-1985年的引進國外技術，1986年-1990的吸收消化技術到1991-1995年我國的加強研發，使得數控技術有了質的飛躍，但這種因為接觸時間長短而造成的差距還是很難得到實質性解決。

因為，近年來我國在數控設備的進口數量上做了嚴格規定，對數控系統設備的研發、系統的完善作了重點投資，促進了數控技術的強化發展，以期在不久的未來，回饋能大于投入。

2.2 數控技術發展趨勢

數控技術在發展的這六十多年里，從最開始的封閉自我式發展到當前注重網絡化、柔性化發展的計算機數控系統，已經是一種巨大的突破。計算機數控技術的優越性能，在不同的平臺上使用，都能讓操作與管理更簡便，性價比逐漸提高。

隨著經濟的發展、信息的全球化，智能化、網絡化、開發性的數控裝備已經成為了數控技術發展的新趨勢，機械制造逐漸開始追求加工的質量與效率的智能化，例如在加工過程中能自主適應控制模式，自動生成工藝參數等。

近幾年的國際著名機床博覽會上提出了一個新的亮點——網絡化。國內外一些著名的數控機床與數控系統制造公司也相繼推出了幾款與之相對應的新概念樣機，反映數控技術逐漸走向網絡化發展的同時，也在理念上創造了一種新的制造模式，建立了諸如敏捷制造、虛擬企業、全球制造等基礎單元。這種概念的產生，間接的指明數控機床加工技術在日后的發展方向。

傳統的數控系統，由于封閉性與數控應用軟件的產業化生產問題而阻礙了技術的發展，以至于許多國家漸漸開始重視開放性的數控技術。當前，對于開放性數控系統的研究核心在于——如何將客戶特殊的要求、應用與技術技巧集成到數控系統中，快速的形成具有鮮明個性的不同品質、不同檔次的產品。在未來數控技術的發展之路上，數控技術的開放性必將成為其技術發展的主要因素，且其體系結構、通信、配置和運行平臺的規范，數控系統功能庫以及軟件開發的工具等，也逐漸變為開放性數控技術的研究核心。

3 數控技術在機械制造中的應用

3.1 工業生產中的應用

在科學技術的探索越來越深入的當下，現代工業生產的難度越來越大，競爭力也日益激烈。在一些惡劣的生產環境與勞動環境下，工業生產機械設備的功效就顯得重要起來；因為工業機器手是由控制系統、驅動系統與執行系統構成，主要是為了完成一些人工難以完成的任務，也在一定程度上保障了勞動人民的人身安全、改善了勞動環境、提高了工作效率。

數控技術在工業生產方面，主要是將計算機組成系統中的控制單元，在控制單元的指揮下，遵守寫入程序的驅動單元輸入指令，完成預先設定的操作過程時，檢測系統也在同步進行。如果發生錯誤或者產生故障，傳感器將會立即將消息傳輸到控制單元，再借由發出警報信號或者相應的措施來加以保護。

目前，工業生產在借助數控技術的情況下，完全自動化的功能終于得到了實現。

3.2 航空工業中的應用

由于航空事業的發展，世界有了緊密的聯系。我國的航空市場被許多國際航空巨頭所關注，主要是因為數控技術在航空業的運用，使我國航空市場具備了巨大的潛力，盡管我國航空工業與世界先進水平還存在一定差距，但因數控技術的不斷改善與完備，這種差距也在逐步縮小。

航空工業中運用較為廣泛的是剛度不強的合金，此類合金在加工過程中，很難使用傳統的加工模式來達到設計要求。并且，某些需要以薄筋或者薄壁等形式運用到工業中的材料，對切割工藝要求非常精細，傳統的加工模式幾乎不可能達到要求。

因此，在航空這個“高精尖”技術匯集的行業，以往單純的人工加工模式，在加工精度上無法滿足其苛刻要求。航空事業在數控技術的推動下，將朝著更加高端的層次邁進。

3.3 汽車工業中的應用

隨著交通運輸愈加便利與普遍，汽車行業的發展也突飛猛進，人們對汽車的需求不止在汽車數量上有所表現，同時還表現在對汽車速度、性能與環保等要求上。而數控技術的應用在一定程度上加快了汽車工業的發展，實現了關鍵、復雜零部件與汽車配件的快速制造。

加工中心與其他高速數控機床組合在一起，其“高柔性”與“高效率”的有效結合，使越來越快的產品更新速度得到有效緩解，且這種不遜色于組合機床剛性自動線的制造效率能在顛覆傳統觀念的汽車生產經濟模式時，創造出多品種、中小批量的高性生產模式。

數控技術在應用其快速成形制造技術時，能輕易的實現復雜零部件的加工制造。另外，虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等，也被廣泛的運用在汽車制造工業中，加快了汽車工業的快速發展。

3.4 機械設備中的應用

基于現代化機械制造業的要求，擁有控制能力的機床設備在現代機電一體化產品中占據著重要地位。因此，在機床上運用數控技術，對機床的加工進行指揮與控制，即數控機床，也是發展機械制造業的有效途徑之一。

新一代的機電一體化產品是用代碼來控制的。它將控制單元存入刀具與工件之間的相對位置，刀具的選擇與主軸變速的工作代碼，發出控制指令時，機床手會控制機床的伺服系統，從而加工出我們所需求的零部件。其最大的特點就是，不需要傳統操作一樣對機床進行復雜的操作，只用將程序輸入就可以保證機械設備擁有足夠的可控力，而后制造出零部件。

數控技術的發展推動了機械設備的進一步蛻變，不斷提高自動控制與處理系統的能力，改進機床的結構，在精簡機械設備的體積及提高質量的同時，提高剛度與傳動精度，延長其壽命，促進機械制造業的完善、發展。

4 結語

由上述諸多信息可知，隨著我國經濟的迅猛發展，數控技術在機械制造中占據的地位越來越重要，只有我國在其領域自主創新，擁有完整的自主知識產權，才能為數控技術創造良好的發展空間，在各個領域充分發揮數控技術的作用。同時，數控裝備也在一定程度上表明一個國家工業現代化水平與綜合國力的強弱，在加強數控技術的時候，也應采取合理有效的競爭對策與之相搭配，不斷提升管理水平與服務質量，長期培養數控技術的專業人才，使我國的機械制造能夠得到廣泛應用，在國際化競爭中始終站在時代的前沿。

參考文獻

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