文/高君濤，河南省鞏義市第三中等專業(yè)學(xué)校

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的實際運(yùn)用

文/高君濤，河南省鞏義市第三中等專業(yè)學(xué)校

數(shù)控技術(shù)是實現(xiàn)機(jī)械制造自動化的關(guān)鍵，直接影響到國家工業(yè)的發(fā)展和綜合國力的提高。以數(shù)控技術(shù)為核心的機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)和運(yùn)用已經(jīng)成為衡量一個國家技術(shù)水平和戰(zhàn)略地位的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此廣泛采用數(shù)控技術(shù)運(yùn)用于制造業(yè)，無論從戰(zhàn)略角度還是發(fā)展策略，都是我國實現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)大國必須要大力提倡和廣泛發(fā)展的。

機(jī)械制造數(shù)控技術(shù)

在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來越受到重視。隨著計算機(jī)技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場產(chǎn)品競爭的加劇，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。面對多品種小批量生產(chǎn)比重的加大，產(chǎn)品交貨質(zhì)量和成本要求的提高，要求現(xiàn)代的制造技術(shù)具有很高的柔性。如何能增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度的運(yùn)用于機(jī)械制造行業(yè)。將機(jī)械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個新的水平，從而滿足現(xiàn)代市場的競爭需求。

1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)，簡單來說就是運(yùn)用數(shù)字化信息進(jìn)而對機(jī)械制造過程的產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)行一種自動化控制的方法，這門技術(shù)包括了計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)以及通信技術(shù)，是一項綜合性的多學(xué)科技術(shù)。精度高、效率高是數(shù)控技術(shù)的最為突出的有點(diǎn)?，F(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)的有效運(yùn)用已經(jīng)得到普及，傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)無法滿足人們的日常需求。

就目前數(shù)控技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀來說，可以大致分為三個階段：第一，現(xiàn)階段我國在生產(chǎn)小型儀器儀表和重型機(jī)床上，以及一些具有高精度、高自動化的機(jī)械產(chǎn)品上對機(jī)床的要求都很高，我國的在一些機(jī)床生產(chǎn)上以及達(dá)到了世界領(lǐng)先的水平。第二，目前我國所生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)中大多數(shù)是以PC為其核心控制，在數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)的軟件系統(tǒng)方面上依然擁有較為領(lǐng)先的技術(shù)，硬件系統(tǒng)也得到了優(yōu)化提高，增強(qiáng)其競爭力。第三，我國能夠生產(chǎn)多道一百多種數(shù)控機(jī)床，六軸五聯(lián)動數(shù)控機(jī)床是我國最新研制出的數(shù)控機(jī)床一體化系統(tǒng)，在機(jī)械制造中被廣泛使用，其制造水平已經(jīng)基本達(dá)到了較為領(lǐng)先的水平，在產(chǎn)品的便捷性、安全性以及穩(wěn)定性上都得到了大幅度的提高。近年來我國在機(jī)械制造工業(yè)中已經(jīng)取得了令人驕傲的成就，但是同國外先進(jìn)的水平相比還是有一定差距的。

2 機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用

2.1 工業(yè)生產(chǎn)。工業(yè)機(jī)器人和傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)一樣是由控制單元、驅(qū)動單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的。主要運(yùn)用機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上，或者運(yùn)用于復(fù)雜惡劣的勞動環(huán)境下下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了勞動條件，保證了生產(chǎn)質(zhì)量和人身安全。在實際操作中，控制單元是由計算機(jī)系統(tǒng)組成，指揮機(jī)器人按照寫入內(nèi)核的程序向驅(qū)動單元發(fā)出指令，完成預(yù)想的操作，同時同步檢測執(zhí)行動作，一旦出現(xiàn)錯誤或發(fā)生故障，由傳感系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)反饋到控制單元，發(fā)出報警信號和相應(yīng)的保護(hù)動作。而執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由伺服系統(tǒng)和機(jī)械構(gòu)件組成。有動力部分向執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在驅(qū)動元件的作用下完成規(guī)定操作。

2.2 汽車工業(yè)。汽車工業(yè)近20年來發(fā)展尤為迅猛，在快速發(fā)展的過程中，汽車零部件的加工技術(shù)也在快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，更加快了復(fù)雜零部件快速制造的實現(xiàn)過程。將高速加工中心和其它高速數(shù)控機(jī)床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機(jī)床剛性自動線的生產(chǎn)效率，從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)?！钡膫鹘y(tǒng)觀念，實現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。數(shù)控加工技術(shù)中的快速成形制造技術(shù)在復(fù)雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實現(xiàn)，不僅如此，數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)等等，在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的運(yùn)用。21世紀(jì)的汽車加工制造業(yè)已經(jīng)離不開數(shù)控加工技術(shù)的運(yùn)用了。

2.3 機(jī)床設(shè)備。機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的重中之重，面對現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的需求，具備了控制能力的機(jī)床設(shè)備是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。計算機(jī)數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了良好的機(jī)床控制能力，即把計算機(jī)控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，也就是用數(shù)控技術(shù)對機(jī)床的加工實施控制，這樣的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床。它是以代碼實現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數(shù)字碼記錄在控制介質(zhì)上，從而發(fā)出控制指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動加工出所需零件。

3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。當(dāng)前數(shù)控車床呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：

3.1 數(shù)控技術(shù)向高速高精高效化發(fā)展。速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機(jī)床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。

3.2 數(shù)控技術(shù)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展。20世紀(jì)90年代以來，由于計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)廠家利用PC機(jī)豐富的軟、硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控技術(shù)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控技術(shù)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可以較容易的實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時期，制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。PC機(jī)進(jìn)入數(shù)控領(lǐng)域，極大的促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也為我國在數(shù)控生產(chǎn)領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國家提供了機(jī)遇。跟上發(fā)展先進(jìn)數(shù)控制造技術(shù)的世界潮流，將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實施，盡快縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時，數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展孕育產(chǎn)生大量的數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才，進(jìn)而推動我國現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)進(jìn)一步走向繁榮。

[1]陳光明.基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計原則及方法研究[J].制造業(yè)自動化.2012(09).

[2]孫榮創(chuàng).數(shù)控技術(shù)及裝備的發(fā)展趨勢及策略[J].中國科技信息.2015(12).