数控技术在机械加工中的应用及其发展前景

周文进

摘要：我们国内数控加工技术在机械生产中的运用比较普遍，而且基本上现在已经可以满足精细化与智能化以及网络化等等相关需求。而随着数字化技术的快速发展，在一定程度上推动了国内生产制造行业的发展。但是，在数控加工技术需求量以及质量要求不断提升下，依然需要面临很多严峻的问题，同时在数控领域中还存在许多亟需处理的问题。

关键词：数控技术；机械加工；机械制造；应用及发展

1、数控技术特点及概念

数控技术在机械领域简称为数控，顾名思义，其主要是通过数字控制的方式来实现自动化控制。现阶段，数控技术主要是对角度、位移等机械量进行控制，从而实现加工效率的提高。而在数控技术的生产过程中，其主要是依据数据载体和二进制形式数据运算来进行工作。数控技术的应用不仅仅对机械制造行业带来了革命l生的改革，同时也促进了我国国民经济的提升，其惠及行业包括汽车、工业、医疗器械等，对我国支柱型产业的发展具有十分重要的意义。数控技术的特点是适应性强、高精度、质量稳定、生产效率高、能实现复杂的运动、良好的经济效益。

2、数控技术在机械加工中的应用

2.1数控技术在煤矿机械生产制造中的运用

煤炭工业的“黄金十年”促进了我国煤矿机械的蓬勃发展，煤矿机械向大型化、智能化发展，外观向工程機械标准靠拢，用户对整机可靠性要求越来越高，对零部件加工的精度、公差等级要求越来越高。

以煤矿掘进机、煤矿用挖掘机为例，其主要架体、罩板大多为焊接件，以往加工方式主要采用人工划线下料，焊接坡口采用人工气割，不仅效率低下，下料的外形不光滑，线条不美观；另外人工下料还存在加工余量不均匀的问题，甚至因加工余量不足，造成工件报废。数控气割下料设备的运用，极大的解决了上述问题：数控气割机加工出来的板料，尺寸误差小，线条光滑，生产效率高；数控气割设备还具有自动调控的切缝补偿功能，其可以对零件毛坯的实际轮廓完成程序控制，就如同在数控机床中对铣刀半径完成补偿一样，这时就能够利用调节切缝相关补偿数值准确地控制毛坯零件合理的加工余量。

在切削加工中运用，数控加工能够完成形状比较复杂与精度要求相对较高的零部件加工生产。采煤机的摇臂、掘进机的截割臂、履带行走部的支重轮中都普遍采用了浮动油封进行密封，浮动油封的安装槽是一个比较复杂的曲面，内外环安装槽的凹凸曲面的加工精度直接影响密封的可靠性，如果仅靠人工控制机床进行加工，几乎不可能成功。只有利用数控机床进行编程加工，才能保证曲面的尺寸精度和粗糙度要求，满足浮动油封的密封要求。

2.2数控技术在工业机器人方面的应用

工业机器人通常就是指在工业生产中使用的一种能够模拟人的动作，按照一定的流程尽心吧操作的自动化设备，这些自动化设备使用的最终目的就是为了提高生产的质量和效率，同时在生产的过程中也能保证生产的安全性和稳定性，工业机器人实际上属于工业设备的一种，工业机器人的使用可以很好的改进生产条件，节省了生产时间的同时，也节约了劳动力成本，而如果从工业机器人的基本功能上来看，其可以完成基本的人力生产工作，同时还可以完成喷漆、焊接等一些复杂性和生产要求相对较高的工作，另外其还可以在一些人类无法触及的极端环境下保证良好的工作状态。

2.3数控加工技术在机床设备上的应用

机械设备是机械制造中的最重要因素，具备控制能力的机床设备更是现代机电一体化产品的重要组成部分。数控技术在机场设备上的应用就是把计算机控制装置运用到机床上，用计算机技术对机床的加工实时控制，这就是数控机床。数控机床就是将加工过程中所需要的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字代码表示，通过控制介质将数字信息送入专用或通用计算机，计算机对输入的信息进行处理运算，发出指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，加工出所需零件。

2.4智能化、开放式、网络化内容的运用

为追求加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等等。

3、数控技术在机械加工中的发展前景

3.1高精度、快速数控制造技术

生产效率与产品的质量的提高有赖于高精度、快速数控制造技术的发展，缩短生产制造周期，增强企业的市场竞争能力。在汽车制造工业中，数控技术也便于进行多品种汽车部件的加工制造；在航空航天领域，机械零部件制造产品主要为薄壁和薄筋，其材质主要为铝或铝合金等轻质材料，刚度很差，仅在高切削速度或者应力比较小的情况，才可以进行加工。才是数控设备高速、高精度的特点能够发挥出良好的效果。

3.2数控系统的应用和推广

在未来该技术的彻底开放化发展也将成为一种重要的趋势。而且，在其应用过程中，随着计算机技术的推广和快速发展，未来数控技术可能还会进一步加快与电子技术平台的整合，实现人工智能化操作，人机合一，进而实现机械加工生产的一体化，生产出种类更多，更加令人满意的产品，这对于中国工业化的发展是极为有利的。

3.3智能化、网络化将成为数控技术的发展趋势

为智能化机械制造不仅能够提升生产效率，也有效的保障了机械制造产品的质量，例如，制造自适应控制系统，加工参数自动生成系统等；智能化、网络化的发展，简化了编程与操作过程，自动编程系统与智能化操作界面的不断完善也是智能化发展带来的优势；此外智能故障诊断、联网监控等功能，也是数控技术发展的趋势。

4、结语

当前，在现代化加工机械发展的过程中，传统方式加工机械技术和手段已经逐渐落后于时代潮流，也对现代化机械加工工作的效率和质量有很大的影响。这就为数控技术的发展提供了契机，主要的目的是提高机械加工产品的水平和质量，使现代化加工机械技术能够普及发展，而且，在加工机械的各个环节内都借助信息数字技术对其进行管理和控制。数控技术能够使计算机、网络、光机电、传感检测等技术都有很大发展，极大地提高现代加工机械工作的效率和质量。