機械制造中數控技術的有效應用

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摘要：“科教興國”是我國的發(fā)展方針之一，在科學技術的推動下，各行各業(yè)都發(fā)生著變化。數控技術的出現，使得機械運動的控制工作可以通過數據控制完成。計算機技術、現代控制技術、傳感檢測技術、網絡通信技術和光電技術的出現，使得機械制造向著更精準、更高效、更自動化的方向發(fā)展。文章圍繞其技術組成、發(fā)展領域、發(fā)展特點進行分析，并進行展望。

關鍵詞：數控技術；機械制造；有效應用

科學技術的發(fā)展使得各行各業(yè)或主動或被動地進行改革。機械制造行業(yè)對整個國家的經濟發(fā)展起著至關重要的作用。傳統(tǒng)的機械制造技術工藝繁雜、耗時長、效率低下，種種弊端促使著機械制造業(yè)進行改革。數控技術的出現，使得機械制造流程精簡化、效率也大幅度提高。

1數控技術概述

1.1數控設備結構組成及功能

數控技術的應用需要通過數控設備——數控機床來完成。執(zhí)行技術的機床、控制機床的系統(tǒng)以及外圍及時共同組成了數控技術。數控機床結構圖如圖1所示。“數控”指的是將信號數字化，使用機械設備的控制工作通過數字化信息完成，從而達到機械控制自動化的目的。而數控系統(tǒng)的核心是計算機。每個環(huán)節(jié)相互配合，指導機械制造向著自動化的方向發(fā)展。

1.2數控技術工作流程

數控技術依靠數控機床實現。其工作流程概況包括工作前的準備，包括一系列的安全隱患排查工作，各組件的狀態(tài)檢查[1]。之后需要將所需要的制作程序進行編制并且輸入。程序輸入之后，數控系統(tǒng)通過對程序的處理，進行初步的譯碼和預處理，為接下來的流程做準備。整個工作流程中每個環(huán)節(jié)都不能出現差錯，在程序編碼過程可以使用不同方式精簡工作流程。數控技術在機械制造中的應用流程如圖2所示。

2數控技術的特點

2.1高度精確性

數控機床是行使數控技術的載體，而數控機床將精密的機械和自動控制系統(tǒng)組成，這使得其具有極高的定位精準度和重復定位精度。同時在進行工作的過程中，其熱穩(wěn)定性與剛度也非常穩(wěn)定了，穩(wěn)定的系統(tǒng)大幅度減小了誤差。普通的機械制造技術生產出的產品質量得不到有效的保證。而數控技術的精準性能很大程度地解決產品的質量問題[2]。

2.2高效性

高效性是數控技術區(qū)別于傳統(tǒng)的機械制造技術的特點之一。數控機床的很多組成結構都能削減制造時間，例如自動換速、自動換刀。除此之外，在固定的程序設計完成之后，系統(tǒng)會自動進再生產，減少了重復的時間。據不完全統(tǒng)計，數控技術比普通的機床生產率高3～4倍。數控技術的高效性不僅能解放人的雙手，而且能大幅度縮短制造時間。

2.3有效提高經濟效益

機械制造業(yè)是制造業(yè)中較大的產業(yè)，2019年，機械制造業(yè)占制造業(yè)比重30.65%。收益=收入-成本，要有效提高經濟效益，一方面可以從收入出發(fā)，另一方面也可以盡可能地減少成本。數控技術的出現，能使得機械制造業(yè)的成本大幅度降低。在成本方面，數控機床的出現可以減少其他種類的機床的消耗。如此往來可以間接減少機床的占地面積。大多數的機械制造業(yè)還是以盈利為目的的。數控技術的出現能為機械生產企業(yè)創(chuàng)造更高的經濟效益，所以說，數控技術的應用必定會越來越廣泛[3]。

3數控技術的發(fā)展狀況

當前時代是信息時代，大數據、智能化等詞匯逐漸成為時代的標簽。中國在堅持和完善社會主義制度的同時，不斷深化改革，為國家謀得更加穩(wěn)健的發(fā)展。數控技術的核心就是計算機，當前數控技術的發(fā)展水平還在不斷提高。通過相關的研究表明高速化、精密化、智能化和微型化將是今后數控技術的發(fā)展方向。五軸聯動和復合機床的發(fā)展也會隨著時代的需求不斷革新。另外，數控技術也會不斷更新結構、使用新材料優(yōu)化自身的新性能。例如，我的數控機床設計一直在從二維的CAD尋找向三維的CAD前進的突破口。在三維的基礎上進行CAD/CAM/CAE/PDM-的集成[4]。機械制造業(yè)的需求也會成為促進數控技術開發(fā)的原動力。除此之外，在當前的發(fā)展基礎上，也會加快開放系統(tǒng)的開發(fā)速度，為早日實現統(tǒng)一控制做出鋪墊。在開放式數控系統(tǒng)之中又可以分為全開放系統(tǒng)、嵌入系統(tǒng)以及融合系統(tǒng)。全開放系統(tǒng)的核心是坐標軸電機的運動。嵌入系統(tǒng)則需要PC作為人機界面和網絡通信。融合系統(tǒng)需要在當前CNC的基礎上增加PC主板。當前的數控技術已經為各行各業(yè)帶去了很大的改變，在新技術、新材料的不斷驅動之下，數控技術也更好地服務于社會。

4數控技術在機械制造業(yè)中的有效運用領域

機械制造業(yè)之所以能在制造業(yè)中占較高的比重，是因為人們對機械產品的需求非常旺盛。機械產品，例如沏茶、發(fā)動機等。機械制造生產的過程需要將原材料轉變?yōu)槌善罚谱鞯牧鞒贪üに囋O計、鑄造熱處理、裝配等。在生產的過程中不同規(guī)模的企業(yè)可以采取不同的生產類型。諸如單件生產、成批生產、大量生產。不同的生產類型具有不同的生產特點。生產者需要針對性選擇生產途徑。當前數控技術在機械制造業(yè)的很多領域都有所應用，下面將圍繞汽車行業(yè)、機械設備以及工業(yè)生產進行闡述。

4.1優(yōu)化汽車工業(yè)發(fā)展

在機械制造業(yè)，隨著人們需求的不斷增加，汽車工業(yè)發(fā)展前景十分光明。在擁有私家車的潮流之下，汽車行業(yè)的產銷量也不斷增加。數據顯示自2001年開始，汽車制造業(yè)一直在機械制造業(yè)中保持領先的狀態(tài)。2015年汽車的生產量達到2450.33萬輛，這一數據連續(xù)七年蟬聯全球第一。2020年中國實現全面脫貧的計劃，中國不斷發(fā)展，人們對生活的品質要求也會不斷提高。將來汽車工業(yè)的發(fā)展前景也是非常廣闊的。汽車工業(yè)是機床產業(yè)的消費主體，其消費量占據大概50%，但是進口機床卻占總額的80%，所以說這個巨大的市場需要調補。通過數控技術的使用，汽車工業(yè)發(fā)展的規(guī)模也會持續(xù)擴大，效率也將大幅度提高。汽車產量如圖3所示。當前，人類的需求拉動汽車工業(yè)的規(guī)模擴張、質量提高。數控技術的應用為汽車行業(yè)提供了嶄新的生產線。規(guī)模的擴張，單件生產和小批量生產都滿足不了當前的生產規(guī)模。在國內的生產技術不能滿足汽車工業(yè)的發(fā)展的背景下，進口成了很多汽車行業(yè)的選擇。中國以“制造大國“著稱，”中國制造“無可厚非，但是單純的制造利益微乎其微。中國要取得更好的發(fā)展，就必須以先進的技術作為支撐，從根本上來發(fā)展汽車生產行業(yè)。數控技術的出現，提高了汽車生產的效率以及精準度。數控技術在汽車工業(yè)的不斷深入，就能使得我國汽車向著科技化發(fā)展，自給自足，滿足中國的市場，甚至滿足對外的市場。

4.2促進機械設備制造進程

機械設備的種類繁多，機械設備的應用范圍也十分廣泛。近年來我國致力于解決脫貧問題，脫貧的過程中注重農業(yè)帶動發(fā)展。在農業(yè)快速發(fā)展的過程中，農業(yè)機械的需求也隨之增加。另外國家的建設進程不斷加快，美麗中國的建設需要工程機械。通過調查研究可以發(fā)現，在中國乃至世界發(fā)展的進程中，對機械設備的需求是無窮無盡的。例如，基本的公路工程、建筑工程等。數控技術在機械設備制造中的應用，使得各種機械設備具備了更完善的功能，從而使得相關的產業(yè)發(fā)展更為便捷。例如，在農業(yè)生產中，農業(yè)機械的播種機、收割機等，能大幅度減少勞動力的使用。另外，還能優(yōu)化播種的效果。收割機能大幅度減少在收割的過程中浪費的糧食。優(yōu)質的機械設備與先進的生產技術相結合，才會使得相關產業(yè)取得更加完善的發(fā)展。不同行業(yè)的發(fā)展都與機械設備相關聯，數控技術的應用能為行業(yè)的發(fā)展提供機械設備。優(yōu)質的機械設備促進生產進程高效、高質量，各行各業(yè)都能擁有更光明的發(fā)展前景。未來是屬于自動化、智能化的世界。

4.3推動工業(yè)生產進程

衡量制造業(yè)的實際產出可以利用工業(yè)生產指數作為標準。利用總指數來衡量工業(yè)的綜合發(fā)展速度。在國家的發(fā)展進程中，工業(yè)生產占有很大的比例?？茖W技術的發(fā)展為工業(yè)生產的智能化、自動化創(chuàng)造了更多機會。數控技術就是典型的技術之一。工業(yè)生產本身就是將人、機械、辦法、材料連接起來，實現多維融合。人工智能的發(fā)展使得程序變得精簡，人為的部分也在數控技術的控制下逐漸被替代。數控在工業(yè)生產中可以扮演多種角色。其一，數控技術可以通過設定的程序減少人力資源的浪費。其二，在生產的過程中，數控技術可以實現傳統(tǒng)的工業(yè)生產不能完成的工作。另外，數控技術還能對生產的過程進行監(jiān)督，當出現差錯的時候能自動報錯，從而減少由于生產質量不過關造成的浪費。數控技術的出現推動了工業(yè)生產發(fā)展的進程。

5數控技術在機械制造業(yè)中的發(fā)展前景

數控技術的發(fā)展不僅僅停留在當前的階段。國內外相關的研究者還在不斷研究使得數控技術向著更精準、更高效、更微型的方向發(fā)展。五軸聯動可以實現更高效、新結構、新材料可以實現更精密。開放式數控系統(tǒng)的設計，使得數控技術向著統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在將來，數控技術的應用領域也會更加廣泛。不僅僅是機械制造業(yè)，還包括信息行業(yè)、醫(yī)療設備行業(yè)、軍事裝備等。

6結束語

信息時代帶給人類發(fā)展的變化是顯而易見的，不僅僅是中國，世界也在不斷向著智能化、自動化的方向邁步。數控技術的出現，將信息數字化，使得機械制造業(yè)向著自動化的方向不斷前進。數控技術以其自身的特點，在機械制造業(yè)的多個領域起著至關重要的作用。為機械制造業(yè)的經濟效益提高、質量提高、規(guī)模擴大做出了巨大的貢獻。各國對數控技術的研究還在不斷深入，相信通過之后的研究，數控技術的發(fā)展空間將會更大。

參考文獻：

[1]桑晶.數控技術在機械制造中的應用[J].南方農機,2019,50(22):171.

[2]王永勝.數控技術在機械制造業(yè)的應用探究[J].世界有色金屬,2019(17):10+12.

[3]許嬌娥.數控機床誤差補償技術應用發(fā)展動態(tài)及展望[J].南方農機,2019,50(22):172.

[4]譚惠忠.數控技術在自動化機械制造中的應用[J].農家參謀,2019(21):161.

作者：李紹友 單位：湖南化工職業(yè)技術學院