数控技术在机械制造业中的应用和发展趋势
时间：2022-10-28 来源：博通范文网 本文已影响 人 
摘 要：数控技术作为一项枝术含量较高的综合性技术，数控技术在机械制造发展中起到极为关键的作用，只有重视机械制造中数控技术的应用，才能使机械制造满足时代发展的需要。
关键词：机制制造；数控技术；应用；趋势
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）14-0133-02
1 机械制造发展现状
在我国机械制造业起步较晚，在发达国家早已进入工业化的历程中时，我国才开始从无到有、从小到大。在中国的制造业中，机械制造有极其重要的地位。机械制造业是国民经济的装备部，它通过供应各种机器设备来对国民经济的各个部门进行装备，并且不断促进国民经济的发展。近些年来，我国的机械制造业得到了长足的发展，生产能力得到大幅度的提高，规模也不断扩大。
目前，机械制造业早已从传统的制造业发展成为自动化、机械化的现代制造业，大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，依靠机械进行高精度、高危险度、高速度的复杂加工，普通机械逐渐被数控机械所代替，通过数控机床来实现加工过程的自动化，机械自动化不仅能够保证加工精度的要求，还可以避免人工操作的危险，提高加下效率，数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。
2 数控技术概述
人类已经进入了科学化时代，电子计算机的运用已经不言而喻，其给我们的生活带来了十分巨大的方便，比如说网购、网聊等，不仅便利了我们的生活，同时也将远在天边的亲戚朋友之间的距离拉近。而其在机械制造技术中的作用，更有着举足轻重的地位，尤其是基于电子计算机的数控技术，其对机械制造的作用将是其它技术无法取代的。纵观历史，从第一台计算机面世开始，人类便进入了信息化时代，科学技术的发展也带动了社会生产力的飞速发展，而社会生产力往往是衡量社会进步与否的主要标志。 随着社会生产力的发展，对于机械生产的效率及质量也提出了更高的需求，比如说飞机螺旋桨叶片曲面，其生产加工属于细微型工作，若没有数控技术的介入，一般很难达到效率、质量及性能的统一需求。
2.1 数控系统的组成
从技术上来说，这是一种用数字化信号控制设备运行进行加工的一种现代化技术。实现制造过程自动化的基础，自动化柔性系统的核心，组成现代集成制造系统都是数控技术。数控技术是计算机技术、机械制造技术、光电技术、通信技术以及传感检测技术相结合的一种高科技的现代化制造技术。
2.2 数控技术的控制原理
数控技术的主要核心不是机械传动结构，而是“装置”，其实所谓的“装置”也就是计算机，只不过与日常使用的普通计算机有所区别，它是数控系统专用的计算机，也即在普通计算机的基础上，加上一些通过底层编程对数控机床进行控操作控制的功能，具备这种功能的系统也称为CNC系统，这一系统就是依靠存储程序来实现对机床进行控制的要求。在操作过程中，系统需要输入机床用于加工的信息，经过计算机的处理，输出控制指令，控制驱动电路，实现准确和精确操作的功能。
3 数控技术的应用场合
数控技术由于其特有的精确操作的功能，在机械加工中主要适用于粗糙度等精度要求高、主轴旋转速度快和零件曲面形状相对复杂的场合，数控技术能够极大促进机械加工制造业的数字化、信息化、网络化管理快速向前发展，其在不同的机械加工领域应用空间和前景都是非常广阔的。
3.1 在工业生产中数控技术的应用
随着科技的进步，在工业生产中，工业机器人已经被广泛使用。工业机器人是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用在机器设备的生产线上，有些甚至能在劳动环境恶劣复杂的情况下工作，能够代替人类完成一些人类难以完成的工作，从而能够极大改善劳动条件，提高生产质量和保障人身安全。
在实际运用中，工业机器人的各个组成部分完成特定的功能，相互协调，组成完整的系统。控制单元是由计算机系统构成，能够通过向内核写入程序，再对驱动单元发出指令，从而来指挥控制机器人，完成预想的动作，与此同时，同步检测执行机构的执行动作，如果执行结构出现错误动作或故障，可以由机器人的传感系统感知并通过检测系统进行反馈，控制系统便会发出警报信号和保护动作的指令。执行机构一般是由机械伺服系统和机械构件构成。系统的动力源向执行机构提供动力，执行机构通过驱动元件的作用完成预定动作。
3.2 在加工设备中数控技术的应用
在机床等加工设备上运用计算机控制技术，是运用数控技术对机床的加工进行控制，为机械制造提供了良好的机床控制能力。对现代高精度、高质量的机械加工要求，需要机床设备具有较好的可控性能。针对普通机床难以加工的复杂曲面、粗糙度值低、同轴度等加工要求高的状况，数控技术能够极大弥补机械加工上的这一大不足。目前，数控机床设备在我国已经得到了相当广泛应用，它是现代数控技术与我国传统机床设备有效结合的产物。如今，数控技术在加工设备上的应用已日趋成熟，不但能够节省财力、人力，提高劳动环境和减少工人的劳动量，而且加工质量和精度都很合人意。
4 我国在机械制造领域中数控技术的发展趋势
在我国第十一个五年规划期间，数控技术与数控机床制造就是国家有关部门重点建设项目，在国家相关政策和投入的支持下，我国的数控机床技术发展获得了前所未有的提高和进步，尤其在高端先进的数控设备上取得了比较显著的进步，这也使得国际上的一些数控领域知名学者和研究工作者与我国相关领域研究人员建立联系，加强合作与交流，以企共同利用和开发最新产品和科技。通过科研人员的不断努力，现在我国数控领域的水平已经基本达到全面掌握在机械制造领域中的重要的数控加工技术这一水平了，打破了他国对先进成果的垄断。
数控技术在机械制造行业中的发展趋势是朝着智能化、信息化、自动化和高精度、高效率的方向前进的。其中，智能制造系统是数控技术中广泛应用的一种系统，它是由具有智能特性的机械和人类专家共同组成的完成制造任务的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能通过一种柔性与集成度不高的方式进行智能活动，它在制造过程中，借助计算机工具来模拟人类专家的智能行为，可以进行分析、推理、判断、构思和决策等逻辑行为，从而部分取代和延伸制造环境中人的部分脑力劳动。与此同时，智能系统还能通过计算机的强大记忆和计算功能对人类专家的智能进行收集、存储和完善处理。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有良好的友好性和适应性。数控系统引人了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。
虚拟制造技术是数控技术中另一个应用广泛的技术，主要由计算机图形学、现代制造工艺、并行工程、人工智能、多媒体技术和信息技术等高新技术组成，并且以计算机仿真技术和系统建模为基础，所组成的一项交叉学科形成的综合系统技术。虚拟制造技术可以通过快速发展的信息工程技术、计算机仿真技术对现实生产制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以期发现生产制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就可以采取相应预防的措施，加大产品一次制造成功的可能性，来达到降低生产成本、缩短产品开发周期和增强产品市场竞争力的目的。
机械制造行业重点从技术中心转向以理念为中心，明确行业目标。我国“十二五”机械行业发展规划主要有： 一是要形成技术创新能力，提高机械行业的技术水平。二是形成以数控机床为代表的基础性制造设备、大型自控系统及精密仪器的自主开发能力。三是重大设备增加具有自主知识产权的产品和技术的比重。四是基本建成具有持续创新能力的技术开发、标准、质量行业科技支撑体系。因此不要盲目生产扩张，要积极树立自己的品牌，强化品牌效应和危机意识，要有自己的品牌特点和企业文化理念，企业文化灵魂也是决定机械制造业发展方向的因素。
5 结 语
机械制造技术是国家综合实力的重要体现，是国家重要经济命脉的组成部分，它不仅能够衡量一个国家教育科技的发展水平，也是国家与国家之间科技竞争的重点。我国现阶段正处于工业化进程快速前进的关键时期，制造技术是我们的发展的瓶颈，同时数控技术是机械制造业的重要组成部分。机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术的参与使企业产品在全生命周期中，其与产品有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，实现企业生产加工的信息化、智能化、集成优化，以达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
只有快速向世界先进制造技术的发展方向前进，把发展制造业放在国家重点发展的战略地位，理论联系实际，把技术真正运用到生产实际中，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，通过进取创新，掌握重点核心技术，尽快缩小与发达国家的差距，才能在竞争激烈的市场中立足。
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