数控技术在机械制造中的发展应用

【摘要】数控技术在机械领域当中是通过现代计算机运算对机械加工道具控制进行操作和加工，通过在电脑中输入预想的产品参数，通过刀具自动按照程序运行进而实现机械制造的自动化。数控技术的出现在机械制造行业掀起了一场大的变革，不论是提高机械制造质量还是提高制造效率等几个方面都具有重要意义。通过国内外数控技术在机械制造中发展的对比，发现我们国家的不足，从未来数控技术发展的预测，能对我国数控技术的发展提供一定的启发。

【关键词】数控技术；机械制造；智能化

1、引言

随着现在社会生产的规模化、集成化和多样化，生产实际中对于机械产品的精度和功能要求越来越高，数控技术不仅仅在机械行业崭露头角，并且在其他行业当中也发挥了不可替代的作用。然而我国的数控技术与国外相比，不论是从理论知识还是从操作工艺或者从加工机床等方面都有很大的差距，为此，要对数控技术在当前机械制造中的发展应用有一个宏观的了解，进而才能进行理论创新。

2、数控技术的特点

传统的机械制造技术在现代化信息技术的革命下显得苍白无力，逐渐地失去了原有的优势和地位。数控技术作为典型的机中一体化新型科技，是现代制浩业集成系统的核心，较之传统加工工艺数控技术有以下明显的特点：

（1）信息化。数控技术与网络计算机和电子通信技术相结合，实现了数控技术在机械行业当中的信息化过程。

（2）维护成本低。传统电动车床不论实在加工性能、安全性和可靠性等方面存在的问题都很多，数控技术正是基于这个现状来进行革新的，数控机床不论是在道具更换还是小角度调整等方面，都不是人工所能比拟的，并且全自动的数控切削，让机械设备维护的成本降低。

（3）改善精度与质量数控技术应用干机械制造中，加工过程严格按照预先设置的参数讲行加工，避免了人工操作不精确的因素，提高了产品的精度和质量。

（4）利于新产品的研制数控技术中在预先写好程序后，通过输入参数讲行产品加工，由于程序的可移植性和参数变更的方便，新产品的研制也相对方便。

3、国内外数控技术在机械制造应用的发展

当前数控技术在国内外广泛应用，在汽车制造、工程机械、农业器具、航天等机械制造领域当中随处可见。另外，数控化技术的应用方面还有很多，包括畜牧业、化学、生物学、物理学等多方面。

3.1国外机械制造数控技术发展

世界第一台数控铣床在美国诞生，距今已经有60年，数控技术与机械制造已经融为了一体，数控技术所控制的数控车床，通过车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工等形式，制造出来种类多样的机械产品。每年世界上新增的数控机床数量约为10～20万台，装置的功能和质量也不断提高。夕阳产业的制造业，在数控机床的诞生下，又才一次焕发了活力。以德国为代表的高水平数控技术，将机械与数控的融合发挥到了机制，德国也出现了以汽车为领先行业的机械制造业，其所制造的机器在全世界范围内享有盛誉。

3.2国内机械制造数控技术的发展

我国数控技术是起步于20世纪中期，经过多年的发展，目前较具规模的有广州数控等。我国现在数控机床生产厂家有100多家，生产数控产品多种多样，有几千种以上。目前我国占据的市场的产品主要集中在经济型上，而中高档产品市场的比例仍然非常小，与国外的先进产品相比，在稳定性和精度等方面均存在较大的差距。目前我国是全世界拥有机床最多的国家，但我们机床的数控化率在2%以下，这与发达国家一般能达到20%以上有较大的差距。

4、数控技术的发展方向

科学技术的发展，数控技术向着高速度、高精度化、多功能化和智能化发展。计算机技术三维技术发挥为数控技术的进步提供了强大支撑，同时数控机床的系统设备更新与更换，也让数控技术演绎的更加完美。

4.1高速度、高精度化

国际生产工程学会（CIRP）将高速度、高精度化确定为21世纪的中心研究方向之一。三维曲面加工是数控加工技术的一大突破，通过64位CPU实现CAD/CAM，简化操作指令，简明操作界面，人性化的UI界面，让加工指令的输入更加轻便，同时计算机技术的提高，对加工精度提高发挥了重要作用。另外，“零传动”直线伺服已经被广泛应用，直线电动机的劣势在现在数控优化下成为了其优势所在。该伺服系统对速度和位置的控制软件，将图像和实际加工对应起来，高分辨率的位置检测装置，对工件状态信息的收集和处理效果明显。高速CPU和显卡，加上内置微处理器，让工件图片信息的分辨率大大提高，对随时发出操作指令有重要作用。

4.2多功能化

当前机械制造行业当中数控机床，往往能够达到一机多能的效果，合理进行加工动作执行，配备较多的冗余，保证设备的较高的利用率。例如，自动换刀是当前全自动数控机床上运用最为广泛的系统，自动换到系统配备了铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹，甚至磨削的道具，保证这些工序能够迅速切换。将机床的前后台分割开来，通过高速计算CPU对机床运转过程进行全面控制。实现机床前台工作后台编辑的指令的要求，指令编辑后能够立即进行动作调整，这又有赖于高速DNC接口，保证信号传递的高效率，甚至可以连接多个机床对同一大型工件进行立体加工。

4.3智能化

数控技术的另一个发展趋势是加工过程的智能化。自适应控制（AC，Adaptive Control）是最近在国际上流行的道具控制系统，该系统能够根据进给、切削用量等参数，自动调整道具的夹紧状态和受力状态，以保证加工过程中的道具效率切削效率最高，达到加工精度和光滑度的要求。另外，数控机床的故障自诊和自我修复功能，采用了CNC系统，该系统在数控机床启动的同时，也随机启动，对数控机床工作当中的参数进行监控，当数控机床参数便利预定波动范围之外，将自动修正，还会对硬件设备状态进行监控，提醒机械操作人员相应的保养工作，例如刀面磨损和刀具温度过高等都会有相应的指示灯。

结束语

随着生产方式的改变，数控机床慢慢的成为机械制造方面的主要设备。数控机床的精度、功能和加工能力是用来衡量数控机床水平的主要标志。加快数控技术在机械制造业的应用，对提高我国机械制造生产力具有重要作用。

参考文献

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[2]辛长德.数控技术在机械制造中应用及发展[J].科技创新与应用，2012，08：48.

[3]冯红艳.分析机械制造中数控技术的应用[J].黑龙江科技信息，2010，17：1.

作者简介

冯建江（1991年7月），性别：男，民族：汉族，籍贯：浙江诸暨，学历：本科，职称：无，研究方向：机械设计制造及其自动化。

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