数控技术在机械制造中的发展与应用

2013-08-15井石磊

河南科技 2013年17期

井石磊

（西安工程技师学院，陕西西安 710000）

1 引言

数控技术是根据设计和工艺要求，用现代信息产业的相关技术，如计算机相关技术、网络通信技术以及光机电原理等理论知识对产品加工过程进行数字化信息处理与控制，达到生产自动化，提高综合效益的一门技术。传统的数控系统，采用封闭的体系结构，其通用性、功能扩展和维修、软件移植性都比较差，开放性体系结构的数控系统，采用模块化的体系结构，能使用于各种计算机的软件平台，软件开发、维护、更新都比较方便。

数控技术是实现机械制造技术自动化的核心所在，加强数控技术的发展应用对机械制造业的发展和提高经济综合实力都具有重要意义。

2 机械制造业的发展及数控技术的特点

2.1 机械制造业的发展现状

近年来，我国的机械制造业得到了长足发展，生产能力大幅度提高，规模不断扩大，但在技术方面，我国整体技术水平较低，拥有自主知识产权的品牌很少，产品很难不如尖端产品的行列，核心技术很大程度上依赖于西方发达国家。提高自主研发能力是我国目前机械制造业面临的亟需解决的问题。

目前，机械制造已从传统的制造业发展为自动化信息化的制造，自动化生产不仅对产品的精度有更高的保障，也大大提高了生产效率，扩大了生产规模，降低了人为操作的危险性。数控技术作为一门综合技术，在机械制造领域有着广泛的应用前景。

2.2 数控技术的原理

数控技术综合运用了计算机、自动控制、电气传动、精密测量、机械制造等技术。现代数控系统主要通过存储程序对各种机床实现不同的控制，整个数控系统由程序、输入输出设备、计算机数控装置、可编程控制单元等部分组成。系统自动加载预先设定的程序，通过输入设备输入机床加工所需的各种数据信息，经过译码、计算机处理、运算，将每个坐标轴的移动分量送达相应的驱动电路，使机床自动加工出符合要求的零件。

2.3 数控技术的特点

数控技术作为典型的机电一体化新型科技，是现代制造业集成系统的核心，较之传统加工工艺数控技术有以下明显的特点。

（1）信息化。数控技术广泛采用计算机技术和网络通信技术，实现了机械制造的信息化。

（2）维护和管理水平大大提高。数控技术实现的机械制造加工过程严格按照模块和标准化相关设计参数进行加工，使加工的各环节的时间得到有效控制，时间控制得当，也间接实现了管理水平的提高。

（3）改善精度与质量。数控技术应用于机械制造中，加工过程严格按照预先设定的参数进行加工，避免了人工操作不精确的因素，提高了产品的精度和质量。

（4）利于新产品的研制。数控技术中在预先写好程序后，通过输入参数进行产品加工，由于程序的可移植性和参数变更的方便，新产品的研制也相对方便。

3 数控技术在机械制造中的应用

3.1 数控技术在煤矿机械中的应用

我国是一个煤炭大国，煤炭产量消耗量在能源系统中有重要地位。采煤业对采煤机的要求较高，采煤机依据煤矿的具体环境不同，其机械种类也不同，因此一般的采煤机都是进行小批量生产，传统生产条件下，单件下料问题是困扰加工单位的一大难题，这也是造成加工成本高的主要原因。采用数控技术不仅可以加快工作进程，高效率地完成任务，并且使用数控气割机还可以精确控制切缝补偿值，精确掌控工件的加工余量。

3.2 数控技术在汽车工业中的应用

经济的不断发展推动着交通运输业的快速发展，汽车作为公民出行的主要交通工具，也在不断发展中。数控技术在汽车零部件的制造中起到了重要的变革作用。传统的汽车零部件生产，只单一地把规模效益作为生产目标，数控技术提高了零部件的加工质量，实现了低成本、小规模、高质量的生产。且数控技术的应用也有利于零部件的更新换代，可谓一次投资，长期受益。美国福特汽车公司与Ingersoll机床公司合作，研制成HVM800型卧式加工中心，减少了成本投入，提高了加工效率。

3.3 数控技术在工业生产中的应用

工业机器主要由控制系统、驱动系统、执行系统三个部分构成，工业生产中，由于生产环境的限制，很多操作步骤无法实现人工操作或人工操作安全系数及产品质量不高，数控技术的出现有效改善了这一现象。数控技术的使得产品生产效率提高，工作人员的安全有了保障，且利用数控技术可以通过计算机通信系统实现远程操控，降低了人力资源的浪费。在具体的工业生产中，计算机系统组成了各种实际所需的控制单元，利用这类控制单元便能对机械手进行指挥，并根据预先编好的程序输送相关指令，驱动单元接收指令之后便可以实现具体的操作。此外，数控技术也能实现一定的监管功能，一旦发现操作错误，信息就会立刻经过传感器输送到控制单元，同时采用一定的措施进行保护；机械元件与服务系统组成了执行单元，通过动力部分提供动力，进而驱动元件发挥相关作用，从而实现生产操作。