淺析數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用

李 軍,魏 星,陳 韜

（昆明冶金高等專科學(xué)校,650033）

淺析數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用

李 軍,魏 星,陳 韜

（昆明冶金高等專科學(xué)校,650033）

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)作為較高科技性能的技術(shù)也在不斷進步之中，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機械制造行業(yè)中，是提高我國工業(yè)化技術(shù)含量的手段之一。現(xiàn)階段，我國機械制造行業(yè)的規(guī)模在世界上占據(jù)著較大份額，但是產(chǎn)品的質(zhì)量卻不能達到國際標準，技術(shù)含量不過關(guān)，所以我們應(yīng)加強數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)的有效應(yīng)用，提升機械制造產(chǎn)品的性能及質(zhì)量。本文簡單分析了我國機械制造行業(yè)的現(xiàn)狀，數(shù)控技術(shù)的特點以及數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)中的應(yīng)用，最后對我國機械制造行業(yè)中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢做了闡述。

數(shù)控技術(shù);機械制造;應(yīng)用前景

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與市場競爭的加強，數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)的應(yīng)用也應(yīng)不斷加強，不斷滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的需求。這就需要我們不斷完善數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)的有效應(yīng)用，最大限度挖掘數(shù)控技術(shù)的靈活性，提升機械設(shè)備的功能、效率以及產(chǎn)品質(zhì)量，從而滿足現(xiàn)代市場的多元化競爭需求。

1 目前我國機械制造行業(yè)的現(xiàn)狀

所謂機械制造就是機械產(chǎn)品，宏觀上包括各種動力機械設(shè)備的制造（如農(nóng)業(yè)機械、紡織機床、運輸機械等等），微觀上是指從原料的加工處理、檢測、包裝以及運輸?shù)恼麄€過程。機械制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量國家工業(yè)化發(fā)展程度的標志之一，為國民經(jīng)濟提供了技術(shù)動力支持。目前我國機械制造企業(yè)的生產(chǎn)實力、發(fā)展規(guī)模等等都處于世界先進行列，但是我國的機械產(chǎn)品技術(shù)含量較低、質(zhì)量不符合國際標準，大部分高精度機床的性能還不能滿足要求，產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量保證都遠遠落后于世界標準，技術(shù)管理落后、工藝落后，研制出來的產(chǎn)品不能滿足客戶的需求，更不能迅速轉(zhuǎn)變成商品，嚴重制約了我國機械產(chǎn)品的發(fā)展。

現(xiàn)階段，美國數(shù)控技術(shù)在機械制造企業(yè)實現(xiàn)了“三個三”模式，即三個星期的設(shè)計周期，三個星期的試制周期，三年的無故障運行。而我國數(shù)控技術(shù)在機械制造企業(yè)的應(yīng)用與美國相差甚遠，機械產(chǎn)品質(zhì)量更是不可同日而語。我國機械產(chǎn)業(yè)對國外技術(shù)的依賴較大，大部分機械產(chǎn)品的關(guān)鍵部件來自于國外，所以逐漸形成了“崇洋媚外”的觀念，不論什么東西，只要打上國外的標簽，就能有市場。為了提升我國機械產(chǎn)品的競爭力，機械工業(yè)部門提出了

“加強工藝管理、嚴格工藝紀律，提升工藝水平，全面推行質(zhì)量管理”作為工藝工作的指導(dǎo)方針。

在國民經(jīng)濟的發(fā)展過程中，機械制造行業(yè)起著舉足輕重的作用，提升機械產(chǎn)品的技術(shù)含量，減少對國外技術(shù)的依賴，對提升我國在國際競爭中的地位有不容忽視的作用。總之，數(shù)控技術(shù)在機械制造的應(yīng)用，給制造行業(yè)帶來了巨大的變革，同時也帶來了機遇與挑戰(zhàn)，所以我們應(yīng)不斷提升數(shù)控技術(shù)，更好的應(yīng)用到機械制造行業(yè)中，提高競國際爭力。

2 數(shù)控技術(shù)的特點

數(shù)控技術(shù)（Numerical Control），即采用電腦程序控制機器的方法，按工作人員事先編好的程式對機械零件進行加工的過程，簡單地說就是用數(shù)字化信號對設(shè)備運行過程等進行控制的一種先進的自動化技術(shù)，是典型的機械與電子計算機相結(jié)合的機電一體化科技。從誕生之初到現(xiàn)在，經(jīng)歷了電子數(shù)控技術(shù)、晶體管數(shù)控技術(shù)、中小規(guī)模IC 數(shù)控技術(shù)、小型計算機數(shù)控技術(shù)以及微處理器數(shù)控技術(shù)五個階段。數(shù)控技術(shù)在我國開發(fā)應(yīng)用是從1958年開始，改革開放之后，數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)的應(yīng)用才逐漸步入正軌，主要模式是引進國外的先進數(shù)控技術(shù)，通過消化吸收后，投入生產(chǎn)，總的來說，我國數(shù)控技術(shù)在制造行業(yè)的應(yīng)用有了質(zhì)的飛躍，許多機械制造企業(yè)從傳統(tǒng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控化產(chǎn)品，促進了經(jīng)濟的發(fā)展。

現(xiàn)階段，由于數(shù)控技術(shù)是一種采用計算機數(shù)字實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)，所以數(shù)控技術(shù)也可以成為計算機數(shù)控技術(shù)。電子計算機數(shù)控技術(shù)采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu)，使輸入數(shù)據(jù)的存儲、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能得以實現(xiàn)，使計算機按事先存儲的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能，顯示了數(shù)控技術(shù)優(yōu)良的性能，具有較高的性價比。（圖一為完整的數(shù)控工作示意圖）

（圖一 完整的數(shù)控工作示意圖）

總的來說，數(shù)控技術(shù)的進步與發(fā)展與計算機的發(fā)展息息相關(guān)，在數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過程中起著基礎(chǔ)性作用，當(dāng)然數(shù)控技術(shù)的發(fā)展也離不開各種輔助技術(shù)的進步，比如說傳感檢測技術(shù)、光電技術(shù)、機械制造術(shù)以及通訊技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)是實現(xiàn)機械制造自動化過程的基礎(chǔ)，是現(xiàn)今集成制造系統(tǒng)的重要組成部分，在美國、日本和德國等發(fā)達國家，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機床改造與生產(chǎn)線量產(chǎn)上，境地了機械制造企業(yè)的生產(chǎn)成本，并有效地將機械設(shè)備的功能、效率以及產(chǎn)品質(zhì)量提升到新的高度，使傳統(tǒng)的機械制造業(yè)發(fā)生了極其深刻的變化。

3 數(shù)控技術(shù)在機械制造中的具體應(yīng)用

隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)與機械制造行業(yè)的結(jié)合越來越有效，通過計算機操作平臺可以全面掌控生產(chǎn)產(chǎn)品的各項指標與基本參數(shù)，并為新產(chǎn)品的研發(fā)與現(xiàn)有產(chǎn)品的性能完善提供技術(shù)支持，數(shù)控技術(shù)與機械制造行業(yè)的融合，拓寬了機械制造業(yè)的范圍，帶動了經(jīng)濟發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍也較為廣泛，以下為數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)的具體應(yīng)用：

3.1 數(shù)控技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用

我國國土面積較大，各種資源比較豐富，煤炭資源更是儲量大，在我國的能源系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，所以如何有效開發(fā)利用煤炭資源是我國煤機企業(yè)的主要任務(wù)。企業(yè)設(shè)備自動化程度是工業(yè)化水平的象征，在市場競爭較為激烈的大環(huán)境下，煤機企業(yè)不斷提升勞動效率、降低生產(chǎn)成本才能處于不敗之地，長久發(fā)展。

根據(jù)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境以及自身特點，不適合使用大型的機床設(shè)備，更不適合投入大量的資金購置設(shè)備，所以煤炭企業(yè)可以利用現(xiàn)有型號的加工機床，改裝成加工精度等級較高，性能較好的設(shè)備，有效地開采、加工煤礦資源。當(dāng)然煤機企業(yè)充分利用現(xiàn)有機床產(chǎn)品等設(shè)備資源，并不斷改造提升機床的易操作性，提升其功能和精度，不斷滿足較高生產(chǎn)環(huán)境的設(shè)備要求，提升生產(chǎn)效率，最終實現(xiàn)投入少、效率高、設(shè)備應(yīng)用率高的目的，不斷促進煤炭企業(yè)的發(fā)展。

3.2 數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

近年來，汽車行業(yè)的發(fā)展可以說是較為迅猛的，汽車制造、零部件加工等等都隨之發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，對汽車制造業(yè)來說，是一項福利，加快了復(fù)雜零部件的制造，減少了人力，提升了效率。現(xiàn)階段，汽車行業(yè)對零部件和車身的要求逐漸提高，為了滿足生產(chǎn)需求以及市場需要，各種機械設(shè)備也不斷朝著精密化、自動化的方向發(fā)展。例如激光數(shù)控檢測技術(shù)的應(yīng)用，激光檢測技術(shù)具有精度高、適用性強、可靠性高等優(yōu)點，比如，激光檢測技術(shù)可以應(yīng)用到測量尺寸上，用激光對汽車的曲軸、凸輪軸、閥座等零件的直線度、長度、垂直度、密度等測量,所有尺寸的分辨率可達1μm ,重復(fù)精度0.2μm ，精確性非常高。（圖二為汽車工業(yè)中采用激光技術(shù)加工的部分零件表）

（圖二 汽車工業(yè)中采用激光技術(shù)加工的部分零件表）

數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到汽車工業(yè)上，可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。例如美國Ford 汽車公司和Ingersoll 機床公司合作研制成HVM800 型臥式加工設(shè)備，并采用高速電主軸和直線電機，主軸最高轉(zhuǎn)速為24000r/min，工作臺最大進給達7612m/min，可以理解為不到1s 工作臺可行程1m，瞬間完成一個工作行程。在汽車工業(yè)的今后發(fā)展過程中離不開數(shù)控技術(shù)，二者的結(jié)合會越來越融洽。

3.3 數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的有效運用

在工業(yè)生產(chǎn)的范疇中，機械設(shè)備是基礎(chǔ)，主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及執(zhí)行系統(tǒng)構(gòu)成。在現(xiàn)代工業(yè)在生產(chǎn)中，有些生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，人工操作難度大，也不能滿足生產(chǎn)要求，造成人力資源浪費，甚至?xí)l(fā)生工傷安全事故等等，所以應(yīng)引進先進的生產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用，有效地改善了這些情況，生產(chǎn)效率得到了提升，工作人員的人身安全也得到了保障。除此之外，數(shù)控技術(shù)也具有監(jiān)管功能，在實際生產(chǎn)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)操作錯誤，信息就會立刻經(jīng)過傳感器輸送到控制單元，對錯誤操作進行提示，并采用一定的措施進行保護，從而實現(xiàn)正常化生產(chǎn)。

3.4 數(shù)控技術(shù)在機械設(shè)備上的有效運用

在機械制造行業(yè)中先進的設(shè)備居于核心地位,機械設(shè)備是機械制造的重要組成部分，是機械制造的靈魂，在機械生產(chǎn)領(lǐng)域的地位是無可替代的，數(shù)控技術(shù)的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用，使得機械制造行業(yè)實現(xiàn)了數(shù)字化及自動化發(fā)展，實現(xiàn)了機電一體化。面對現(xiàn)代機電一體化的要求,機械制造業(yè)必須具有具備控制能力的數(shù)控機床設(shè)備。在機床上運用數(shù)控技術(shù),主要依靠代碼，其可以將產(chǎn)品生產(chǎn)的各類數(shù)據(jù)儲存在介質(zhì)中，之后發(fā)出指令，傳達到控制系統(tǒng)，最終實現(xiàn)對整個機床生產(chǎn)的控制，是電腦機械相結(jié)合的產(chǎn)物,通過軟件設(shè)置來控制主軸速度變化、選擇刀具、啟動冷卻泵等各種繁雜的操作。數(shù)控技術(shù)在在機械設(shè)備上的應(yīng)用，促進了各個行業(yè)的發(fā)展，提升了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了批量化生產(chǎn)，在經(jīng)濟發(fā)展中也起到了推動作用。（圖三為激光檢測系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖）

（圖三 激光檢測系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖）

4 數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用的發(fā)展前景

數(shù)控技術(shù)的優(yōu)越性能在機械制造領(lǐng)域很好的發(fā)揮出來，無論是最開始的封閉式技術(shù)，還是現(xiàn)代的開放式計算機數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)很好的發(fā)揮了他的優(yōu)越性能。在以后的發(fā)展過程中，數(shù)控技術(shù)也將逐步提高其自動化和智能化的性能，更好的提升工作效率，適應(yīng)市場需求。數(shù)控技術(shù)在機械制造中發(fā)展應(yīng)用前期，我們并沒有注重專業(yè)化需求，無論從技術(shù)上、管理上、人才選取上我們都應(yīng)專業(yè)化，最終實現(xiàn)產(chǎn)品專業(yè)化的目的。提升我國制造裝備行業(yè)的綜合競爭能力，實現(xiàn)機械設(shè)備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，滿足國家的戰(zhàn)略需求，促進國民經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)制造行業(yè)飛速發(fā)展，不斷提高我國的工業(yè)發(fā)展實力。

5 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械制造行業(yè)對數(shù)控技術(shù)的要求也越來越嚴格，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用的有效管理也是機械制造產(chǎn)品質(zhì)量的保障，所以我們應(yīng)充分重視數(shù)控技術(shù)在機械制造企業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展問題，更好的解決現(xiàn)階段數(shù)控技術(shù)在機械制造企業(yè)中技術(shù)關(guān)卡，保證數(shù)控技術(shù)在機械制造行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展，生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品，為人類提供服務(wù)。現(xiàn)階段，我國的經(jīng)濟發(fā)展正處在一個關(guān)鍵階段，在世界經(jīng)濟一體化的大潮下，我國的機械制造企業(yè)還需不斷提高數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的有效性，將制造技術(shù)與世界接軌，最大限度的縮小與發(fā)達國家的差距，注重技術(shù)的創(chuàng)新，為我國的機械制造企業(yè)提供技術(shù)支持，更好的發(fā)展壯大。

[1]辛美俠,呂志偉,楊永良.機械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察,2011,5.

[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,2006,12.

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[6]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,2006(12).

李軍，男，彝族，1973年生，云南石屏人，大專，助理工程師，昆明冶金高等專科學(xué)校實訓(xùn)處；

陳韜，男，漢族，1978年生，云南昆明人，大學(xué)本科，中級工，昆明冶金高等專科學(xué)校實訓(xùn)處；

魏星，男，漢族，1970年生，云南昆明人，助教，昆明冶金高等專科學(xué)校電氣學(xué)院

Application of NC technology in mechanical manufacture

Li Jun,Wei Xing,Chen Tao
(Kunming Metallurgy College，650033)

With the development of science and technology,numerical control technology as a high-tech technology is also in constant progress,the performance of the numerical control technology application in the mechanical manufacturing industry,is one of the means to promote China's industrial technology content.At present,our country the size of the machinery manufacturing industry occupies a large share in the world,but it can't meet international standards,the quality of the product technology content is not pass,so we should strengthen the effective application of numerical control technology in mechanical manufacturing industry, machinery manufacturing product performance and quality.This article simply analyzes the present situation of China's machinery manufacturing industry,the characteristics of numerical control technology and the application of numerical control technology in mechanical manufacturing industry, finally in the machinery manufacturing industry in our country,the paper discusses the development trend of numerical control technology.

Numerical Control；Machinery manufacturing；application prospect