探究現代機械工程同數控技術的聯系

張廣玉

摘要：本文大體上描述了數控技術的發展歷程，探究了機械加工制造與數控技術的聯系及其相互之間的影響。記敘了數控技術的應用給現有技術和制造加工業帶來的影響。本文還從數控機床結構、加工單元、系統以及計算機輔助等多方面進行探究，并對數控技術未來的發展和智能化趨勢作出了展望。最后從數控技術的核心技術組成方面論述其本源。

關鍵詞：成組技術;液壓技術;現代制造技術;數控技術

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）08-0005-02

0 引言

在我國，數控技術率先在機床方面廣泛應用。機床數控技術就是利用數字計算機技術將機械運動和制造技術相結合的一項升級型技術， 不僅這樣， 機床數控技術還將現代控制傳感技術、光電技術等融入其中， 讓機床數控技術變得更加智能化， 并逐漸成為一項集成化機電一體產品， 滲透到我國工業的方方面面中。不僅僅是在我國工業發展過程中， 在其他國家也同樣如此。機床數控技術從一定程度上來說可以代表國家工業發展水平，同時它也對現代機械工程產生了深遠的影響。

1 成組技術

1.1 成組技術與數控技術

成組技術與數控技術之間的聯系是十分緊密的，成組技術是數控技術成功應用發展的基礎。在如今，數控技術與成組技術高速發展，有機融合，有力的推動了制造技術的發展。以數控機床為主輔以成組技術建立的柔性加工系統，可以順利的完成多個品種、小數量的加工制造。成組技術和數控技術的結合不僅為我國的加工制造業做出突出貢獻，而且它還為計算機輔助設計CAD與計算機輔助制造CAM提供了技術支持，充分發揮了數控技術的巨大優勢。

1.2 對布置設計和生產組織形式的作用

伴隨著數控技術的不斷完善與發展，相應的工廠的生產組織形式也在不斷發生變化。成組工作制由輪換制變化為自制工作制，成組生產單元也由原先的單機成組生產單元轉變成了現在的自動化成組生產單元。對于布置設計方面來說，當計劃工廠組成成組生產單元時，會讓其呈現由低到高的擁有不同工藝能力的臺階式表現，即采用臺階式成組單元組織結構。對臨時市場供求需要講，低層次單元可以完成高級單元的一些生產任務，而工藝能力高級的單元也可以完全勝任低層次單元零件的生產，這種組織結構會為將來生產中調整和均衡各級生產單元的負擔帶來巨大的便利。

1.3 對成組管理生產方法造成的影響

數控技術與成組技術都以提高小批量、多品種的生產水平為重要要求。數控技術是通過實現工序的柔性自動化，而成組技術是通過對加工對象的合理組織。盡管數控加工有巨大優勢，但是如果在生產過程中沒有合理的組織，還是難以獲得良好的經濟成效，而成組技術的實施便可以將上述問題予以解決。而數控加工技術在實行成組技術的企業中實施，則又可將成組技術的效果進一步提升。

2 機械制造技術

2.1 使機床結構的改變

數控機床對機械結構的要求：（1）較高的機床靜、動剛度。（2）減少機床的熱變形。（3）減少運動間的摩擦和消除傳動間隙。（4）提高機床的壽命和精度保持性。（5）減少輔助時間和改善操作性能。為了滿足這些針對傳統機床的弱點提出的要求，保證數控設備的高精度，就需要不斷研究新技術、新材料。

2.2 數控浪潮下的現代制造技術

伴隨著數控技術的持續進步，傳統制造業的變更也逐漸開始。工業制造的自動化和智能化程度不斷加深，數控技術逐漸在機械制造加工行業占領了重要地位。傳統工業結合數控技術的主要方面有FMS系統，DNC系統，CIMS系統，STEP—NC技術，數控技術與人工智能技術的深度結合。

2.2.1 柔性制造系統（FMS）與柔性加工單元（FMC）

FMS，是由一個物流運輸系統將一組數控設備聯結起來形成的控制系統。該系統能夠進行無固定加工順序的隨機自動制造，同時被中央計算機集中控制。它廣泛運用于中小型企業，具有高效率、小規模、低成本的優點。FMC，是加工中心配上工件托盤庫及托盤自動交換裝置的加工設備。它具有較高的柔性，可以滿足大批量的高效生產。

2.2.2 計算機集成制造系統（CIMS）

計算機集成制造是綜合運用現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術系統工程技術，通過計算機軟硬件，將企業生產全部過程中的有關的技術、人員、管理經營及其信息與物流有機集成并優化運行的復雜的大系統.它以計算機技術為核心，成為了現代加工制造業的重要技術之一。

2.2.3 分布式數控（DNC）

DNC系統是使用一臺計算機控制多臺數控機床的系統，即群控系統或分布式數控系統。該系統可以把加工車間內的數臺數控機床聯系在一起，組成一個大的數控加工系統，大大減少編程量，適用于大規模加工。

2.2.4 STEP—NC技術

STEP-NC技術最早由歐共體提出并建設， 中國、美國、韓國在后續發展和研究中也加入其中。該技術在應用過程中， 存在重復應用各類信息、智能控制加工方式、直觀展現加工任務、產品信息描述完整等優勢。數控技術研究的核心內容是為了能夠讓整個產品加工系統按照設計出的圖紙改變刀具的運動模式， 從而按照設計圖進行產品生產， 所以在系統的運行過程中， 數據存儲文件的讀取成為整個系統的研究重點。傳統STEP-NC技術中， 數控技術方面應用間接解釋的方式進行控制， 這種方式應用效率較低， 無法發揮該項技術的優勢， 而直接解釋和自適應解釋方式都能夠修正間接解釋中存在的問題， 所以對于系統建設來說， 需要能夠應用高層產品信息進行產品加工， 以實現對加工設備的有效控制。

2.2.5 數控技術與人工智能技術的深度結合

在科學技術水平日益進步的當下，云計算、人工智能、大數據等技術取得了重大的突破。人工智能技術與數控技術逐漸深度融合，為現代制造業提供了核心的動力。在此背景下，數控機床企業需積極探索如何加快智能機床的研制和應用，是步步緊跟國外機床企業的步伐，還是有所創新和突破？我建議推動新一代人工智能技術與數控技術的融合，形成新一代智能機床，以期為數控機床產業帶來新的變革。

3 液壓技術

液壓技術是機械加工制造業及其他一些行業的動力源泉，在運動、動力參數的把控上具有很高的便利性。該技術擁有傳遞效率高，低速復合特性好，動作實現容易等優點，因而廣泛應用于工程機械領域。液壓技術水平，已經成為了國家工業化水平程度的體現。

4 結語

可知，數控技術的進步對我國現代加工制造行業有重要意義，對機械工程領域的發展起到了推進作用。它是電子信息、機械、成組技術、液壓傳動等已有技術綜合集成的技術群組，在未來將會與人工智能技術緊密結合向智能化逐步發展。

參考文獻

[1] 伍健倡.機床數控技術的發展現狀與趨勢[J].中國新技術新產品，2018（16）：44-45.

[2] 李林.STEP-NC數控技術研究進展探討[J].南方農機，2018（19）：42+53.

[3] 中國機床工具工業協會.CIMT2001巡禮[J].世界制造技術與裝備市場，2001（3）：3.

[4] 孫志揮.計算機集成制造技術[M].東南大學出版社，1997.

[5] 白彩英.計算機集成制造系統—CIMS概論[M].清華大學出版社，1996.

Exploring the Connection Between Modern Mechanical Engineering and Numerical Control Technology

ZHANG Guang-yu

（Jinzhong College，Jinzhong Shanxi? 030600）

Abstract：This paper describes the development of numerical control technology in general， and explores the relationship between machining manufacturing and numerical control technology and their mutual influence. It describes the impact of the application of numerical control technology on the existing technology and the manufacturing industry. This paper also explores many aspects of CNC machine tool structure， processing unit， system and computer aid， and looks forward to the future development and intelligent trend of CNC technology. Finally， the origin of the core technology of numerical control technology is discussed.

Key words：group technology;hydraulic technology;modern manufacturing technology;numerical control technology