數(shù)控技術在機械工程的發(fā)展與應用

岳江濤

摘要：數(shù)控技術在機械加工領域有著廣泛的應用，尤其是以西門子、FANUC、海德漢等數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中占據(jù)著較大的比重?，F(xiàn)代機械加工對于加工的精度、速率有著更高的要求，尤其是航空、航天、航海等領域更是需要超高精度的加工，不論是零部件加工后的尺寸精度、幾何精度都有著更高的要求。做好數(shù)控技術在機床中的發(fā)展與應用將能夠有效地提升數(shù)控機床的加工精度。為工業(yè)的發(fā)展提供強大的助推力。

關鍵詞：數(shù)控技術;機械工業(yè);制造技術

中圖分類號：TG659?文獻標志碼：A

引言

安全性高，生產力強。機電一體化設備加入了監(jiān)視功能，可以進行自動診斷故障，如果在工作過程出現(xiàn)了問題還可以自動報警保護設備與操作人員的安全。這一技術對于操作人員來說十分有利，可以很大程度的減少了不必要的設備損壞與工作人員的傷亡。機電一體化設備還可以自動控制，自動處理信息，只要在設備中加入設計要求程序，該設備完全能夠據(jù)此獨立完成任務，從而解放生產力同時還能夠提高生產效率。

1、數(shù)控技術的組成與特點

數(shù)控技術是數(shù)字計算機控制技術與機械制造技術的有機結合，其最為典型的代表就是數(shù)控機床，從上世紀60-70年代第一臺數(shù)控機床發(fā)展至今數(shù)控技術呈現(xiàn)出了跨越式的發(fā)展。尤其是現(xiàn)今，數(shù)控機床更是將現(xiàn)代現(xiàn)今的傳感器技術、光電技術以及計算機和通信組網(wǎng)技術融入其中，從而使得數(shù)控機床更具有信息化、智能化，不僅是數(shù)據(jù)處理速度更快、機床移動和切削速度更快，同時數(shù)控機床的加工精度也更高、加工速度也越快?？梢哉f，數(shù)控機床在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中占據(jù)著極為重要的地位，需要積極做好數(shù)控機床的發(fā)展與應用。數(shù)控技術是一體化的技術，同時也是一項系統(tǒng)性的工程，其由多個組分共同協(xié)作，共同促進數(shù)控技術獲得良好的發(fā)展。

2、成組技術與數(shù)控技術的聯(lián)系與應用

成組技術與數(shù)控技術之間是相輔相成的，成組技術可以被稱之為數(shù)控技術發(fā)展應用的基礎。在現(xiàn)代，數(shù)控技術與成組技術之間更是獲得深度的聯(lián)系與融合，從而推動了制造技術向著新階段邁進。其中，以數(shù)控技術為主、成組技術為輔所形成的柔性加工系統(tǒng)，能夠就多品種、小批量零部件的高效加工，在現(xiàn)代機械加工領域占據(jù)著重要的地位。成組技術和數(shù)控技術緊密結合所形成的工業(yè)制造系統(tǒng)在為加工制造業(yè)帶來助力的同時，也為計算機輔助設計和計算機輔助制造技術提供著技術支持，是數(shù)控技術的集中體現(xiàn)。成組技術與數(shù)控技術的深度結合不僅在機械加工形式、精度與機械加工效率方面有著極大的提升，同時對生產組織形式也有著極大的影響。成組技術與數(shù)控技術相結合后所形成的加工體系通過對機械生產的各要素進行合理調配，充分發(fā)揮出各環(huán)節(jié)的作用，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3、數(shù)控技術在機械制造領域中的應用

3.1柔性制造技術、系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)是物流運輸系統(tǒng)與數(shù)控加工系統(tǒng)的有機結合，此系統(tǒng)最大的特點是能夠將無固定加工順序的隨機自動制造與機械加工設備進行有機的結合，通過使用計算機進行中央集中控制，促使工件完成一體化的加工制造。柔性制造系統(tǒng)能夠在中、小型加工類企業(yè)得到良好的應用，不僅應用成本低、規(guī)模小，而且應用較高效、可靠。柔性制造單元是柔性制造系統(tǒng)中的重要組成部分，加工工件固定在托盤上，通過托盤的交換完成工件的裝夾，從而實現(xiàn)了工件加工的無縫銜接。柔性制造單元能夠在單批次、大批量的零部件加工中發(fā)揮出極為高效的加工速率，從而實現(xiàn)大批量的高效生產。

3.2分布式數(shù)控

分布式數(shù)控體系采用的是“一拖多”的控制模式，以一臺或是多臺計算機作為整套系統(tǒng)的“上位機”，“上位機”能夠實現(xiàn)對于所控計算的查閱、控制與信息傳輸，通過將其應用于在企業(yè)加工管理中將能夠有效的減少工件從編程到加工的中間環(huán)節(jié)，工藝編程人員在完成對于所需加工零部件的程序編制后通過DNC系統(tǒng)可以直接傳送至所需要加工的機床中，機床操作人員結合所編制完成的加工程序完成對于零部件的加工制造。DNC系統(tǒng)可以將加工車間內的多臺數(shù)控機床通過一個大的數(shù)控加工系統(tǒng)聯(lián)系在一起，在大規(guī)模的數(shù)控加工中可以得到極為良好的加工效果。

3.3STEP-NC技術

該技術是由歐盟所提出的，后經(jīng)世界上多個國家的參與進行共同的研發(fā)最終使得該技術得以實現(xiàn)。此技術在應用時具有能夠處理繁復的各種信息、實現(xiàn)智能控制加工、直觀展現(xiàn)加工任務、產品信息描述完整等優(yōu)勢，是新一代的數(shù)控加工技術。STEP-NC技術的核心優(yōu)勢在于能夠讓加工系統(tǒng)根據(jù)所設計完成的工件圖紙完成機械加工刀具運動模式的設計，實現(xiàn)了按照設計圖紙進行產品制造加工的可能。該技術的核心在于對設計圖紙的數(shù)據(jù)進行讀取和調閱，因此在該技術的研究應用中需要加強對于文件讀取技術的開發(fā)，在提高讀取效率的同時確保相關數(shù)據(jù)讀取的準確性。在以往傳統(tǒng)的STEP-NC技術中，數(shù)控技術采用間接而非直接的方式完成相關數(shù)據(jù)的讀取、調閱和控制，但是需要注意的是傳統(tǒng)的STEP-NC技術所采用的間接解釋技術讀取效率較低無法最大限度地發(fā)揮出STEP-NC技術的優(yōu)勢。新一代STEP-NC技術所使用的直接解釋和自適應解釋方式都能夠有效的規(guī)避傳統(tǒng)STEP-NC技術間接解釋所帶來的問題。因此，在STEP-NC技術的發(fā)展與應用中需要加強對于該技術的研究，利用新技術來提高數(shù)控技術的應用前景，從而使得數(shù)控技術獲得更好的發(fā)展。

3.4人工智能技術與數(shù)控技術的交互相融

現(xiàn)代社會是信息化的社會，以云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)技術為代表的互聯(lián)網(wǎng)+技術通過與數(shù)控技術相結合從而使得數(shù)控技術煥發(fā)了新的生命。尤其是人工智能技術，通過多年的發(fā)展人工智能技術已經(jīng)獲得一定的突破，其所具有的學習性、智能化將會為現(xiàn)代制造業(yè)提供更多的核心動力。我國所發(fā)布的“智能制造2025”戰(zhàn)略就是基于這一核心理念所提出的。新時期，新技術既帶來了機遇又帶來了挑戰(zhàn)，數(shù)控技術應當積極探索人工智能技術在數(shù)控技術中的發(fā)展與應用，推動新一代人工智能技術與數(shù)控技術的深度融合，形成更加智能化的數(shù)控加工設備，從而為數(shù)控技術的發(fā)展與應用指明方向。

3.5數(shù)控技術相關軟硬件的研發(fā)與應用

數(shù)控技術是基于高性能計算機的基礎上所發(fā)展起來的重要技術，相對于其他計算機硬件，數(shù)控技術所需要的硬件需要極高的可靠性和較強的計算能力，尤其是可靠性是排在首位的。驅動模塊是連接電機的重要設備，現(xiàn)階段我國所使用的驅動模塊多數(shù)是使用的國外產品，新時期應當積極加強數(shù)控技術硬件產品的研發(fā)與應用，完成我國數(shù)控硬件的產業(yè)進步。在數(shù)控技術發(fā)展方面，我國自主品牌華中數(shù)控、廣數(shù)等雖然取得了一定的成績但是其仍然缺乏核心技術產品，新時期應當積極做好技術的研發(fā)沉淀，通過厚積薄發(fā)爭取取得技術的突破。

3.6計算機集成制造系統(tǒng)

計算機集成制造系統(tǒng)是現(xiàn)代數(shù)控技術中的組成部分之一，計算機集成制造系統(tǒng)通過將現(xiàn)代管理技術、制造技術與信息技術有機的融為一體，利用計算機所具有的強大的數(shù)據(jù)處理能力實現(xiàn)對于企業(yè)生產過程中技術、人員與物流信息等的計算、處理與調配，實現(xiàn)了資源的高效調配和利用。

結束語

數(shù)控技術對于現(xiàn)代制造業(yè)的影響是十分深遠的，尤其是機械工程領域，通過將數(shù)控技術與機械設備相結合，能夠有效地提升機械設備的自動化和智能化水平。同時需要加大對于數(shù)控技術的研發(fā)投入，掌握核心技術。

參考文獻：

[1]?劉湃.淺談數(shù)控技術的發(fā)展及其在機械制造中的應用[J].機電信息，2012（3）：101-102.

[2]?龍章科.數(shù)控技術在機械制造中的發(fā)展應用[J].裝備制造技術，2008（3）：72-74.

[3]?叢高祥，陳麗，李凱，等.淺談數(shù)控技術在機械加工中的應用與發(fā)展前景[J].價值工程，2011（3）：276.

（作者身份證號碼：130182199101276218）