現代自動化機械制造中的數控技術研究

魯華東

（上海市工業技術學校，上海 200231）

數控技術的不斷壯大，已經成為工業各領域當下技術改造的必然趨勢。現代自動化機械制造業作為國民經濟主要力量，將數控技術融入其中，將獲得更有效的發展動力。如何立足于如今的數控技術現狀，并持續優化新的應用，是相關人員應該積極思考的問題，值得深入研究。

1 數控技術的特點

（1）高效性。數控技術應用于具體的工業生產制造過程，其高效率、高時效是顯著特征。與人工操作模式相比，數控技術加載下的自動化操作模式，對復雜度更高的零件制造、加工與組裝等作業都能輕松應對，適應高難度、高風險、高強度工作場景，滿足多周期、多層次、多工序工作要求，高效性意味著低生產成本、低人力投入、低時耗，安全可靠性增強。

（2）便捷性。數控技術在現代自動化機械制造業中體現出超強的便捷性。整個操作過程均為計算機程序語言來操控，可穩定輸出復雜流程，簡化工藝程序，增加產品的全過程一次性成功概率，出錯率較低，加工便利性突出。

2 自動化機械制造現狀

2.1 技術比重仍需提升

近年來，我國的自動化機械制造在相關設備、工藝、技術的研究開發應用中已經取得了突破發展。當然與國外同領域相比，在自動化規模與先進程度上仍有不足，特別是自動化技術融合程度還有待增強。如以重型刮板輸送機為例，國外先進水平領先國內至少10年，國內產業調查中，事故頻發、工藝粗糙、壽命低下、電機功率受限、單機運量不足等問題是產品硬傷，足以暴露國內自動化水平技術落后的問題。

2.2 自動化趨勢更甚

機械制造自動化是制造企業在國家工業化進程中的必然選擇。市場競爭下，批量化作業是國民經濟中工業化產品的重要生產模式選擇。推行自動化機械制造，能提升產品質量、完善產品生產體系，更好地打造具有多樣式、多功能的產品，滿足更大范圍的市場消費需求。基于自動化機械制造技術來實現大批量、流水線生產，已經作為自動機械制造最大優勢和重要技術支撐備受世人關注。數控技術的研究與應用勢在必行。

3 現代自動化機械制造中的數控技術運用

3.1 復雜環境工業生產的數控技術應用

在金屬冶煉、造紙印刷、食品加工等適用機器化流水作業而非人力可承受的工業生產復雜環境中，數控技術的應用能夠降低其中的安全隱患，滿足安全生產需求。一般上，此類工作場景中均會建立以計算機為控制中樞、以內控單元、驅動單元和執行單元為主力構件的自動化體系，如數控車床等，數控車床可按伺服系統控法分開環、閉環、半閉環等類型，系統框圖如圖1、圖2、圖3所示。車床上控制中樞與其他構件可實現分離，由人力進行操作控制，將已經編譯好的程序輸入計算機后，控制遠程完成自動化作業，積極完成人力所不及的高復雜度工作。數控技術應用下的自動化作業若出現故障，則相應傳感與檢測裝置會接到電位變化信號并上傳信息，由中控系統發出指令停止作業，且啟動預警警報，降低工業操作威脅。可見，數控技術的自動化機械制造運用既滿足規范操作，也突出了信息控制優勢，還最大程度消除安全風險，增效提質，幫助人類達到預期生產目的，往往還能創造超效益生產效果。

圖1 數控車床的開環控制系統框圖

圖2 數控車床的半閉環控制系統框圖

圖3 數控車床的閉環控制系統框圖

3.2 高精度產品制造的數控技術應用

如今，高精度科技產品的制造更顯技術實力，為經濟崛起貢獻了更多力量。如隨著社會發展人們對汽車的需求增加，汽車產品生產規模空前，數控技術的應用大幅增加，特別是汽車零部件加工組裝中的數控自動化技術更為顯著。顯然，多年來，汽車零部件產量增加，精度與強度更進一步，綜合質量不斷提升，與數控技術的應用密不可分。隨著技術應用加大，汽車生產可更好實現短期投資、長期收益發展目標，并突破傳統生產理念瓶頸，完成小規模、高效率、多元化模式過渡，成效可觀。

3.3 礦業采掘業的數控技術應用

礦業采掘既包括地下的復雜危險環境，也包括露天開采的開放環境，無論哪種環境下，采掘業都離不開重型機械的應用。如國內一部分年產量在90萬噸～120萬噸的小型煤礦中，采煤機械種類型號復雜繁多，單次掘進或開采的煤量小，創造效益較低必然增加煤礦成本，小型煤礦將無力長久承受。在控技術發展與應用后，地下煤礦開采的自動化信息化程度更高，為礦企提供機械設備支撐的廠商也在數控技術的應用下完成不同重型機械產品的研發與制造，確保了礦產資源開采的方便、安全、快捷、高效。

4 改善自動化機械制造中的數控技術融合應用的可行策略

4.1 引入先進技術，提升數控自動化水平

我國的數控自動化機械制造技術固然與國內同領域相比存在差距與不足，但迎頭趕上的可能性也是存在的。對國內行業而言，首先應保持謙虛低姿態，接受國內自動化程度較低的事實。科研機構或企業研發部門應主動加大資金投入，一門心思搞數控新技術的開發研究，增加走出去學習的機會，輸送行業專業人才到先進廠商進行參觀學習或參研交流，或冷靜客觀地引入國外先進產品設計理念與技術工藝，在借鑒應用中掌握其中的技術優勢，從模仿開始掌握其原理，并逐步完成自我創新，研制適應國內實際情況的先進數控自動化技術。

對于應用數控技術的企業而言，還不能脫離具體的機械制造實用過程。如刮板輸送機制造企業，可積極研究輸送機的刮板制造在數控技術下的改進優化問題。引入國外生產流水線，與國內現有自主生產線進行分組生產，在各環節參數的激勵與響應變化中對比兩組產出效益，不斷探索修改刮板的設計參數后，是否能夠利用數控技術提高刮板的制作精度與強度，并在整機組裝情況下實現更穩定的運行速度，更強力的載運煤量，更靈活的變檔操作，更安全的功率控制。只有不斷加深對先進數控技術與自動化機械制造的認識，將國外先進技術吸收消化并內化為自身積累，創新出融中國特色與元素的新技術，才能推動數控技術在國內自動化機械制造中大顯身手。

4.2 推廣技術應用，展現產業化經營效益

企業要不遺余力調整數控自動化技術在企業中的運用策略，首先確保數控技術的自動化機械制造中的應用不是僅停留在口號上，而是要求在人力、物力、財力等資源方面全面投入，促成技術作用的發揮，提高產業效能；其次避免出現某行業的數控自動化技術水平壟斷局面，拓寬數控改造路徑，感受全行業在技術光輝下綻放出更耀眼的光能；最后主動跟進機械制造企業的數控技術落地，普及技術理論，內推技術優化，廣促產業升級，提高產業整體化水平。

4.3 發展高級人才，驅動數控自動化升級

首先，現代自動化機械制造企業要準確定位數控技術的開發研究人才需求，制定與自身發展相匹配的培訓考核計劃，主動邀請專家開設技術講座，或是與院校對接送技術人員培訓進修，同時創造更多學習深造機會，幫助企業的機械制造數控技術人才成為擁有高級技能水準的專業領軍人物。其次，企業應該擴大對技術改造創新人才的扶持，鼓勵向專利發起挑戰，鼓勵通過技術更新優化為企業貢獻更大的力量。每年都應劃撥出一定比例的資金開設專項研究項目，要知道一旦技術突破所產生的經濟效益遠高于初期的研究成本，只有技術的更新才能推動生產力最大化發展。最后，企業要將人才建設目光鎖定在優秀的高校專業畢業生方面。他們在校經過幾年的數控技術專業培訓，擁有行業領域前沿思想，擁有較為牢固的技術理念與技能，擁有創新意識與進取精神，不需要企業花費更大成分專門搞技術培訓，可在一定程度上提高數控技術應用帶來的生產效率，推動機械制造業整體水平提高。

5 結語

我國的現代自動化機械制造行業的數控技術應用，具有光明的發展未來。行業與企業應保持清醒的認識，正視短期不足與差距，積極學習借鑒國外或先進企業的領先技術，并選擇性引入，在推廣數控技術的更廣泛應用的同時，潛心研究其原理構筑，力爭創新出適應國情的新數控技術，完成在自動化機械制造方面的完美融合，從而更好地促進國民經濟的繁榮發展。