數控技術在機械制造中的應用探討

張保琦

（大慶油田裝備制造集團研究院，黑龍江大慶 163000）

0 引言

數控技術是基于計算機應用技術和機械自動化控制的全新技術。數控技術讓機械加工以及制造技術有了全新的發展可能，融入數控技術的機械制造工藝，可以實現高精密和量化生產。近年來，我國機械制造企業逐漸提高了數控技術的研究力度，提高了企業的生產能力及生產質量。

1 機械加工行業情況概述

機械加工是根據產品種類以及預定制造方法，對工件所需材料的加工過程。我國機械加工行業起步較晚，但隨著社會經濟發展對機械加工行業生產能力的需求，我國加大了對機械加工工藝技術的研究力度以及對機械制造企業的扶持力度，近年來，我國機械加工行業飛速發展，并取得了多項技術研究成果，機械加工行業的工藝水平以及生產能力都得到快速提升。但縱觀全球機械加工行業，我國機械加工行業尚未進入一線水平，與美國以及歐洲發達國家相比，在加工工藝以及技術水平上存在差距。我國機械加工企業多以中低檔初步加工部件產品為主，產品精密度較低，同時對國外的機械加工工藝有很強的依賴性。低精密度產品雖然利潤低，但技術要求不高、生產線建設難度小，也容易形成規模化生產，這對我國成立不久的機械加工行業的發展有很大幫助。但伴隨我國機械加工工藝以及技術的不斷突破，低精密度產品已經不足以滿足機械加工企業的發展需求，企業對高利潤、高精密度產品制造技術的需求十分迫切。在這樣的背景下，對機械加工工藝及技術的研發已經成為機械制造企業發展的剛性需求。

近年來，我國加強了對機械加工工藝技術的研究，工藝技術不斷突破，許多大型機械加工企業逐步建立了全自動生產線，并引入自動化技術以及數控技術優化生產工序，企業具備了高精密度產品的生產能力。其中，數控技術是我國機械加工企業工藝技術取得突破的關鍵。融入數控技術的生產線，可以提高生產精度，降低人為因素引起的操作失誤等問題，同時全新的自動化生產線有了更為強大的生產效率。

2 數控技術在機械制造中的應用

計算機技術、網絡技術讓人類社會進入了全新時代，數控技術是這個時代的全新技術產物，它的問世使機械制造行業進入了高自動化、高精密度生產的全新時代。數控技術可以對生產線的實際情況進行全面監督控制，使生產線的生產水平及生產精度有了全新的進展。

2.1 數控技術在煤礦機械部件加工中的應用

煤炭是我國社會經濟發展重要的保障能源之一，伴隨國家發展對煤炭資源供應的更高需求，采煤工藝有了巨大的升級。傳統人工采煤方式逐漸被機械化采煤工藝取代。滾筒式采煤機、螺旋鉆式采煤機、自動液壓支架等機械設備的問世，標志著我國機械采煤工藝正式位列世界領先水平。伴隨機械設備的逐步推廣，機械設備在實際生產過程中的弊端也逐步顯現，其中對機械的控制存在人力的極限，也更容易受到人為因素的影響，同時對機械設備運行中各項參數的異常情況沒有及時發現，也造成了設備故障率的提升，以及設備使用壽命的降低。在采煤機械設備中融入數控技術可以有效解決上述問題。數控技術可以使機械設備實現高精密度的自動生產以及自我故障監察等功能，可以有效提升設備生產效率以及生產穩定性。德國JBC 公司生產的自動液壓支架設備就融入了先進的數控技術，該設備可以自動判斷承載壓力，從而自動調整支撐功率，避免人為操作的誤差，并降低能源消耗。

2.2 數控技術在工業生產中的應用

工業生產對機械設備有較高的依賴性，工業生產中常見的機械設備種類較多，不同的工業生產類型所需的機械設備也各不相同，但從設備的基礎功能可分為核心中控系統、動力系統、操作系統三大類。傳統的機械加工工藝最高可以實現10 μm 精度的零件加工，但汽車制造以及航空航天領域對零部件的材料以及加工精密度要求逐漸上升，隨著我國航空航天技術飛速發展，航空設備材料取得了巨大的突破，多采用鋁合金、鈦合金、薄筋等超薄超輕材料，此類材料剛度較低，必須在高速切削技術和切削力度恰到好處的基礎上進行加工，才可以確保零部件質量。同時現階段我國在機翼設計中，主要采用鈦合金鏤空的設計方式，避免機體連接中出現大量的螺絲連接部分，避免增加飛機總重量，以及飛機故障率。上述技術的實現都對機械加工的精密度有極高的需求，傳統的10 μm 精度機械加工生產線，已無法滿足上述機械零件的生產。而數據控制技術的融合應用，數控機床的問世，使機械技工精度提升至3 μm，并繼續向更高精度領域發展，2015 年，我國正式推出了千微米精度的數控機床設備，該設備的MTB 數值最高可達8000 h。

3 數控技術發展前景

隨著數控技術在機械加工領域的不斷融合，數控技術使機械加工行業有了全新的發展，數控機床等設備的出現，對汽車制造、精密儀器制造、航空航天、醫療器械制造等行業產生巨大影響。數控技術與機械加工融合技術的未來發展方向主要表現在以下3 個方面。

3.1 智能化

伴隨信息技術、計算機應用技術的不斷發展，世界進入了信息時代。在信息時代下，自動化、智能化成為了時代的主題詞。人們工作生活的各個領域都向著智能化、自動化的方向發展。在數控以及機械加工領域亦是如此。模糊控制系統、神經網絡控制機以及自適應控制等必將成為數控技術的發展方向。

3.2 復合化

傳統的機械加工工藝中，主要工件、搬運、上下料、設備安裝、換刀等工作均需要停產進行，導致生產效率受限制，浪費時間的同時也增加了生產成本。數控機械加工技術未來發展方向不僅是機械加工技術的發展，也是生產線整體生產能力的發展，因此數控技術應向著復合化、全面化的方向發展，實現全面自動生產，將上述工作融入了自動控制范疇，實現不停產的自動上下料、搬運等工作。

3.3 綠色化

隨著時代的發展，人們的環保意識越來越強，低碳節能已經成為時代發展的必然趨勢，是所有行業都要重點關注問題。數控技術發展應該跟上時代發展腳步，向著更加綠色節能的方向發展。除此之外，現在數控技術已經成為機械加工制造以及現代化建設不可或缺的一項技術，甚至可以說已經成為綜合國力的重要組成部分，對我國從制造大國向制造強國發展有著重要的推動作用。

4 結束語

隨著時代的發展和社會的進步，數控技術在我國機械加工行業的應用越來越廣泛與深入。機械加工行業要在當前這個飛速發展的時代獲得更進一步的發展，滿足發展的需要，必須提升數控技術的應用意識，并在應用過程中進行持續升級，為自身的發展提供更有力的支持和保障，使工業技術水平得到進一步發展。