浅议机械制造中数控技术的应用

王春光

（大连华锐重工集团股份有限公司，辽宁 大连 116031）

浅议机械制造中数控技术的应用

王春光

（大连华锐重工集团股份有限公司，辽宁 大连 116031）

数控技术在机械制造领域中的应用至关重要，提升数控技术的应用水平是现代化机械制造业竞争的关键所在。本文从数控技术概述入手，分析了数控技术的含义和原理，之后着重探讨了数控技术在机械制造领域中的具体应用。

机械制造；数控技术；应用；发展

21世纪，科学技术发展迅猛，尤其是计算机技术的发展和应用给人们的生产生活带来了翻天覆地的变化。对于机械制造业来说传统的机械制造技术已经难以满足市场对产品多元化的要求，而数控技术的出现和运用则有效提升了机器设备效率和产品质量，对提升整个机械制造水平有着积极的意义。本文简要探讨了机械制造中数控技术的应用。

1 数控技术概述

1.1 数控技术的含义

数控技术简称为NC，从本质上来讲，数控技术就是现代计算机技术与传统机械加工技术的结合，以此来实现对机械制造加工过程的有效控制，主要控制内容包括角度、速度、位置等机械量和机械能量流向相关的开关量。数控技术是技术领域中的高新技术，有着柔性自动化、精度高及效率高的优点，是实现机械制造自动化的基础，是实现自动化制造柔性的核心，是现代集成系统的关键组成，由此可见，数控技术在机械制造领域中占据着重要的地位。

1.2 数控技术的原理

数控技术的组成以数控系统即CNC系统为核心，通过系统程序的运行来实现对不同机床的控制。CNC系统组成如图1所示，主要包括输入装置、输出装置、CNC装置、速度控制单元、执行机构位置检测及软件等，其中以CNC装置为核心，其是一种特殊化的电子计算机，应用程序的功能是保证在工作状态下硬件能够支持软件运行。具体来说，将机械制造机床加工的相关信息输入其中，利用CNC装置进行信息处理，将处理后的数据和信息输出到驱动电路中，通过实时控制来保证机床机械加工操作的精准化。对于一些连续切削的CNC机床来说，为了保证切削各个环节的精度，需要具备插补功能，采用插补控制器虽然能够实现插补功能，但会受到插补算法及CPU速度的影响，因此，现代机械制造中的数控系统一般采用软件插补与硬件插补相结合的插补方式。

图1 CNC系统组成示意图

2 数控技术在机械制造中的应用

通过上述的分析可知，数控技术在机械制造中的应用是十分重要也是十分必要的，下面简要介绍数控技术在工业生产、汽车工业、机械设备及煤矿机械等四个机械制造行业领域中的运用。

2.1 在工业生产中的应用

在现代工业生产难度和竞争日益增大的背景下，现代工业生产机械设备的生产线日趋复杂，工作环境也越来越恶劣，单纯依靠操作人员已经难以满足工业生产要求，而数控技术有着自动化控制功能，其在工业生产中的应用能够打破人工生产的局限性。

在工业生产中，由计算机程序组成数控系统控制单元，按照相关要求，指挥机械手在系统中写入相关程序，驱动单元接受控制单元传输的指令，完成既定操作，并实现实时监测。在操作的过程中一旦发现错误动作，传感装置则反馈信息，控制单元则控制机械元件与伺服系统组成的执行机构采取保护措施。数控技术在工业生产领域中的应用不仅能够解放劳动力，提升生产效率，同时对于保证生产安全、提升产品质量等方面也有着重要的作用。

2.2 在汽车工业中的运用

汽车工业发展迅猛，人们对汽车数量及性能等方面提出了更高的需求和要求，使得汽车生产中涉及到更多零部件的研发和加工。数控技术的出现和运用能够促进汽车工业发展，提升复杂、关键零部件的研发和制造效率。此外，由于汽车本身的特性，其生产过程中对配件的要求也逐渐提高，数控技术在汽车工业中的运用水平要想得到进一步的提升，需要保证生产线的高效率和柔性化，从而高质量、高效率的实现汽车及其零部件的生产。

2.3 在机械设备中的应用

机械设备在机械制造中有着重要的基础地位，数控技术的运用能够为机床加工的指挥控制提供良好的控制能力。对于数控机床来说，其工作过程的关键在于零件工艺信息与几何信息之间的数字化处理，以代码的方式来进行机电一体化的控制，具体流程如图2所示。

图2 数控机床工作流程

通过计算机的控制能够实现数控机床工作的自动化和高效化，还能够提升操作精度，无需向传统操作一样进行复杂操作，只需要输入程序即可。这不仅能够提升机械设备制造效率，简化加工过程，还能够提升机械设备的控制精度，数控机床的实物图如图3所示。

图3 数控机床实物图

2.4 在煤矿机械中的应用

现代煤矿机械开发速度较快，市场上的产品种类繁多，大多采用焊件生产的方式进行生产。传统机械加工技术难以满足煤矿机械焊件下料的要求，而采用数控气割技术则能够有效解决这个问题，例如，使用龙骨板程序来实现滚筒与采煤机叶片下料。数控气割技术有着切割质量高及速度快的优势，对于一些简单的零件来说，可以直接切割掉焊接坡口，从而提升生产效率。此外，数控气割还带有自动调节切缝补偿装置，其与数控机床的铣刀半径补偿原理相同，通过对切缝补偿的调节来提升毛坯件的加工精度。

3 机械制造中数控技术的发展趋势

数控技术发展至今已经有着60多年的历史，从最初的封闭式数控系统发展为计算机数控系统，计算机数控技术的优越性不断凸显出来，其适用范围广泛，能够在不同平台使用，且操作和管理十分方便。需要注意的是，数控技术在不断发展的过程中也出现了一些问题，例如数控技术在汽车工业中的应用涉及到多品种生产，航天航空工业方面涉及到的材料大多为铝合金或铝制材料，刚度较差，如何更加精确的控制切削力至关重要，这些都是数控技术应用过程中需要解决的问题。

数控技术在机械制造中应用的优越性是其他技术难以取代的，在未来的发展中，数控技术应当进一步提升自动化和智能化水平，提升机械制造的质量和效率，不断适应机械制造领域的发展要求。此外，数控技术应积极提升自动控制系统的能力，对机床结构进行优化和改进，并减小体积和重量，实现小型化发展，延长使用寿命，只有这样才能够充分发挥其在机械制造中的应用水平。

4 结语

机械制造行业是工业与现代化的基础，相较于发达国家来说，我国机械制造中对计算机技术的应用起步较晚，水平较为落后。近年来，随着我国数控技术的发展，其在机械制造领域中的应用也越来越受到关注，为了缩短与发达国家的差距，提升机械制造水平，应当积极发展和应用数控技术。本文简要分析了数控技术的原理，探讨了其在机械制造中各个行业领域的典型应用，旨在进一步促进数控技术在机械制造中的运用和发展，促进我国机械制造行业的不断进步。

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