数控技术在自动化机械制造中的运用研究
摘 要：进入二十一世纪，计算机技术、信息技术、人工智能技术成为这个时代的主旋律，而由计算机技术衍生出来的数控技术，在社会各个领域得到普遍推广和应用，尤其在自动化机械制造行业，数控技术以其程序设定精准化、生产效率高效化的优势，使机械制造行业的生产技术水平逐步缩短了与发达国家之间的差距。基于此，本文围绕着数控技术的优势与未来发展趋势，结合该技术在自动化机械制造中的实际运用效果展开论述。
关键词：数控技术;自动化;机械制造;运用
数控技术在自动化机械制造中的运用不但减少了人力资源投入，同时提升了生产效率，保证了机械零部件的加工精度。相比于传统的人工操作，数控技术的操作流程更加便捷，生产安全风险明显降低。因此，数控技术已成为机械制造领域发挥领军作用的一项现代化高科技技术。
一、数控技术的优势及未来发展趋势
（一）加工精度高，系统运行可靠性高
与普通机床相比，运用数控机床生产制造出来的机械零部件精度得到大幅提升，加工精度由原来的10μm提高至5μm，精密级加工精度则从3—5μm提高至1——1.5μm，其中，加工精度误差已由原来的0.01毫米缩减至0.008毫米。而对于超高精密的加工精度，已经迈入纳米级时代。此外，数控装置的MTBF（平均故障间隔时间）已达到6000小时以上，伺服系统的平均故障间隔时间高达30000小时以上，安全可靠性较高，进而延长了机床的使用寿命。
（二）提高加工生产效率
在加工机械零部件时，编程技术人员通常会编制出几个不同的加工程序，程序之间就存在较大区别。此时，如果能够使用快速定位实现机床移动，应尽量不使用加工进给的方式。而加工长形零部件时，还可以通过调整刀具加工的起始方向，来减少机床的空走行程，即在上一道加工工序完成后，开始换刀做下一道工序，就是从此段开始继续加工，不用再空走到另一段工序开始加工。因此，运用数控技术，只要事先设定好程序，调整好技术参数，就能够大幅提高生产效率，在单位加工时间相同的情况下，数控机床比普通机床的生产效率提高了数十倍[1]。
（三）数控技术的未来发展趋势
随着信息技术与人工智能技术的迅猛发展，数控机床将逐步朝着智能化方向发展，比如在机械零部件的生产加工过程中，工艺参数能够自动生成，加工过程能够实现全程的自适应控制，其中自适应控制主要涵盖前馈控制、电机参数的自适应计算、自动识别负载自动待定模型等。同时，数控技术应用程序的写入过程也将逐步简化，操作界面也更加清晰、直观，操作过程也更加便捷，操作人员只需要一键操作就可以完成自动化机械制造过程。
二、数控技术在自动化机械制造中的实际运用
（一）在汽车制造领域的运用
目前，数控技术在汽车制造领域得到普遍应用，由数控技术衍生出的虚拟现实控制技术、计算机辅助制造技术、柔性制造系统等使汽车制造行业实现了技术大换血。比如在汽车发动机的气缸体加工过程中，首先应用铸造工艺进行粗加工，然后运用数控加工中心铣“三孔四面”，再利用数控镗床进行精加工。发动机中的活塞、连杆、曲轴、气缸盖以及汽车变速箱中的插齿、剃齿、滚齿也都运用了数控技术。此外，在汽车整车制造过程中，整车生产线主要分为冲压、焊接、涂装、总装线四个制造流程，而在整车生产流水线上最常见的数控技术是自动机械手与自动传输装置。
（二）在煤矿开采机械中的运用
近年来，数控技术在煤矿采掘过程中的应用频率越来越高，该技术优化了井下采掘技术流程，提高了采掘效率与采掘质量。比如数控系统能够精准控制刀具的运动轨迹以及控制轴的数目，通过数控系统中的CAD/CAPP/CAM等软件的自动编程，可以自动检测和诊断采掘设备的故障，维修人员能够第一时间排除故障隐患，为正常采掘作业流程提供了强大的技术保障[2]。
在机械制造过程中，编程人员通过数控技术能够将加工零件的几何尺寸以及工艺参数转化为数字代码，进而将主轴的转速、机床运动轨迹、刀具的选用、刀具的进给量以切削深度编制成计算机能够识别出的应用程序，通过人工输入的方法，存储在计算机系统当中，并借助于云计算与大数据分析技术，将这些参数转换为计算机指令，传输给伺服系统，进而使机床在接收到操作指令后进入到自动工作状态。在煤矿开采机械中运用数控技术，生产效率能够提高十倍以上，由于数控加工中心机床具有多工序以及自动换刀装置，因此可以实现一机多用，这也节省了厂房面积，为煤矿企业带来更多的经济效益。
（三）在工业生产中的运用
目前，在工业生产过程中，大批量的工业机器人应运而生，而工业机器人恰恰运用了数控技术原理，它能够替代操作工人，完成人类无法完成的工作任务，这就有效改善了操作工人的劳动条件。支配工业机器人完成操作动作的是计算机的写入程序，通过写入计算机内核的程序向机器人的驱动单元发出指令，便能够轻松自如的完成各项工作。机器人工作时，工作状态与工作过程完全受到全程监控，如果出现故障导致机器人停止工作，借助于传感器和自动检测系统，能够将故障信息及时反馈给系统终端，并发出报警信号，而系统终端的操作人员能够根据故障类型，及时修改程序参数，使机器人能够做出相应的保护动作，以保障顺利完成工作任务。
随着社会的进步与时代的发展，现代工业领域的第一要务是确保安全生产，过去，在生产流水线上，主要由大批的操作工作共同完成一项工作任务，管理格局较为混乱，工人的操作过程也完全在受控范围之外，继而埋下了重大的安全风险隐患。而数控技术主要由控制单元、驱动单元以及执行机构共同构成一个自动化体系，这一体系在工业生产流水线上的应用，规范了工业生产的现场管理格局，自动化取代了人工化，操作工人無须直接接触危险的操作流程，只需要对流水线作业进行巡查和监督，便可以轻松完成生产工作任务，整个生产过程不存在任何安全风险。
结束语
数控技术从萌芽期过渡到成长期，虽然只经历了短短二十几年的时间，但是，该技术在自动化机械制造领域所创造的经济价值与社会价值却远远超出预期目标，相信数控技术在计算机与人工智能技术高速发展的今天必将在社会其它领域成就更大的辉煌。
参考文献
[1]邵学智.数控技术在自动化机械制造中的运用[J].南方农机，2019，50（13）：122.
[2]鲁玉东.数控技术在自动化机械制造中的运用研究[J].建筑工程技术与设计，2019（18）：4188.