数控技术的现状及发展趋势

2020-12-13郭华标

电子元器件与信息技术 2020年9期

郭华标

（江西省电子信息工程学校，江西南昌 330096）

关键字：数控技术；发展现状；应用趋势

0 引言

机械制造业中的数控技术主要是指各种智能和自动化技术，中国机械制造业的生产规模正在逐步扩大，但产品质量不能保证，产品质量有很大的缺陷。因此，为了提高机械制造的质量，有必要合理地应用数控技术来弥补各种缺点和缺陷。另外，将数控技术应用到机械制造中，可以使制造过程更加标准化，并且可以按照统一的标准进行机械制造和生产，以确保机械制造规格并提高机械制造效率。在机器制造中采用数控技术时，有关人员必须严格按照制造要求调整运行参数。系统的操作参数可以有效地控制生产过程，因此产品规格和尺寸可以更好地满足客户需求[1]。它重视建立新的技术标准和规范开放式CNC系统更加通用，灵活，适应性强和可扩展性。美国，欧洲共同体和日本等国家已经实施了战略发展计划，世界三大经济体的研究和制定预示着CNC技术的新变化的到来，在短时间内执行了几乎相同的科学计划和技术指标。G和M代码用于描述处理,其核心功能是面向处理过程,满足现代CNC技术的高速化已成为必要的发展研究。

1 数控技术

简而言之，它是一种使用计算机程序控制机器的方法，并且是根据人编程的程序加工机械零件的方法。计算机根据预先存储的控制程序控制设备的性能以处理输入数据，并且可以通过计算机软件来实现诸如计算，逻辑和存储之类的功能。因此，数控技术是制造信息化，数控设备产业发展和大型产业发展的基础[2]。

2 中国CNC技术发展状况

2.1 功能组合

功能组合是几种功能的结合，以提高CNC机床的效率。功能复杂的技术可以通过完全减少CNC机器的非处理支持时间来提高工作效率。另外，功能组合可以拓宽数控设备的应用范围，有效提高数控设备的运行效率，使企业可以减少数控制造设备的数量，加快产品生产。功能性复合材料已成为当前国际上主流的CNC技术，通过集成CAD/CAM技术，产品的生产效率得到了极大的提高，可靠性也得到了提高。中国公司设计的JD50数控系统是一种功能复杂的数控系统，它可以解决产品生产过程中形状变形和形状偏差的问题，甚至可以用于在鸡蛋表面雕刻图案。

2.2 联网和智能

随着网络信息和人工智能时代的到来，中国网络技术和人工智能技术的水平正在不断提高。在数控技术的发展中，通过与人工智能技术和网络技术的不断融合，数控技术的网络技术和智能水平也得到了快速提高。联网是指实现数控设备的网络操作，并可以在网络条件下实现数控设备的远程控制，从而使操作员在进行危险工作时无需现场即可操作设备。此外，联网使公司能够对所有CNC设备进行在线监视，以及时发现并解决这些设备的操作问题，从而防止生产事故。智能是网络，大数据，人工智能等技术的结合，实现数控设备的无人值守操作[3]。

2.3 开放性

开放性也是中国当前CNC技术发展的重要特征。封闭式CNC系统在中国当前的CNC市场中仍占有相对重要的位置，但是开放式CNC系统已成为CNC行业一致认可的发展方向。开放性的数控设备是实现工业生产自动化和信息化的前提，也是中国工业制造中数控技术发展中必须注意的一个问题。开放式数控设备可轻松实现功能扩展，并有效地与外部设备连接，为改善设备功能创造了非常有利的条件。具有开放性的数控设备可以根据产业发展的要求进行升级，减少数控设备的升级频率，减少企业在设备更新上的投资，有利于降低企业的生产成本。

3 我国数控技术应用趋势

1952年，美国开发了第一个实验CNC系统，以纪念CNC技术的诞生。从出现到现在，数控系统已经经历了四个主要的发展阶段：研发阶段，推广和应用阶段，系统化阶段和高性能集成阶段。经过这四个发展阶段，数控技术逐渐成熟，并进入了新的发展阶段。

3.1 高速化

近年来，中国的航空航天和铁路运输业发展迅速，对CNC技术的需求也相对较高。特别是，现代航空航天产品使用了大量的集成结构部件，其中大多数是复杂结构和薄壁结构。高速CNC加工已成为加工零件的非常重要的手段。与传统的低速，小进给，高扭矩切削相比，高速数控加工具有高速，高进给，切削负荷小的特点。数控技术的应用通常是一个复杂的机电系统，涵盖了几个需要整体解决并不断改进的领域[4]。

3.2 高精度

精度是技术评估指标之一，主要包括加工精度，定位精度和重复定位精度。准确度的提高离不开对准确度的深入分析，检测和补偿。例如，快速定位运动中存在反偏差直接影响机床的位置精度，与此同时，线性插补指令切削运动中的反偏差也会影响插补运动的精度。如果这些偏差太大，则加工后的形状将无法满足要求。另外，随着机器的运行时间继续增加，由于磨损导致的行进间隔增加，反偏差也增加。因此，对于机床轴的逆偏差采用周期性的测量和校正以及其他先进的技术以提高加工精度尤为重要。提高定位精度：数控技术中提到的定位精度是指在数控系统的控制下通过移动机床的运动部件可以获得的定位精度，也是造成数控机床与普通机床区别的重要因素。机床的分度，定位精度和几何精度对机床的切削精度有重要影响[5-7]。

3.3 开放性

目前，数控技术已经突破了工业制造的应用领域，并已经发展到医药等其他行业，这足以说明数控技术必将在更多领域得到应用并实现开放发展。为了实现开放式开发，CNC技术必须满足各个行业的工作需求。这意味着它必须具有一定程度的多功能性，并且能够适应各种行业的操作环境，从而为CNC技术提供了更高水平的自动化和智能标准。CNC技术的开放系统和结构可以更好地实现自动化技术，并通过在多个平台上的相互通信，可以达到提高CNC技术的目的。

3.4 智能化

随着科学技术的发展，促进了人工智能的发展，诸如智能手机和智能手表之类的智能产品使人们的工作和生活更加丰富多彩，而智能将成为CNC技术发展的重要方向。数控技术的智能性要求使用先进的网络自动控制系统来实现各种参数和命令的自动操作。智能数控技术的使用，提高了生产效率，而且通过参数控制实现了精确的生产，保证了生产质量[8]。

3.5 信息化

利用Internet的优势，来自不同领域的数控机器被链接在一起，从而改变了每个领域的传统需求。技术人员的数量节省了大量的人工成本，减少了人为因素的不利影响，提高了生产效率和水平，支持了生产规模化，专业化和系统化，促进了产业结构的升级。

4 机械加工行业中数控技术的应用分析

4.1 现代化工业生产领域

过去使用的CNC控制系统通常由执行机构，驱动单元和控制单元组成，而现有的CNC系统和工业机器人系统也由这三个部分组成。工业机器人在加工业中的应用对于提高生产率非常重要。尤其是在一些手动操作不方便的生产环境中，使用工业机器人可以执行某些具有较高风险因素的任务，因此可以更好地保证现场人员的安全,在数控技术的具体应用过程中，首先需要编写机器人驱动程序，合理组织机器人的驱动路径。输入程序可以在机器人操作期间灵活高效地配置各种传感器组件，可以同步检测管道的操作，并且当检测到操作故障时，传感器可以向控制器发送警报。

4.2 现代机床设备领域

数控技术的应用必须通过软件技术和计算机技术来完成,并参与机床加工过程中的监视和指导作用。换句话说，实现了整个数控机床系统的全面覆盖。当CNC机床运行时，所有工具应用程序和操作链接都以数字方式定向，并且所有参数都通过计算机在控制介质的媒介下进行识别，以实现加工过程的集成[9]。

4.3 机车行业

在中国工业技术不断发展的背景下，城乡居民的物质生活水平进一步提高，对促进汽车工业的发展发挥了非常重要的作用。汽车维修行业对零件的需求也在每天增长。在新情况下，仅依靠过去的生产技术就可以满足汽车零部件市场的需求。数控技术的应用可以实现机车的大规模工业化生产，特别是对于非常复杂的汽车维修零件，可以大大提高市场供应能力，同时可以进一步优化重叠材料的选择。