数控技术在自动化机械制造中的实际应用

摘要：制造业从传统的机械制造到自动化机械制造设备，再到现如今数控技术的引入，让机械制造越来越现代化、高效化、高精度化。本文通过对数控技术发展以及在自动化机械制造中应用为主要方面进行研究，探讨我国当下数控技术在自动化机械制造行业深远的发展意义及方向。

关键词：机械制造;自动化;数控技术;工业发展;应用

中图分类号：TH16                                       文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）09-0077-02

0  引言

新的十四五规划中提到，强化国家战略科技力量。国家的富强离不开先进技术的支持，工业的发展到头来都是技术的发展，数控技术在自动化机械制造中的应用恰恰是这方面体现的一种方式。

1  数控技术的含义

数控技术，英文名称Numerical Control，简称数控，也有人叫NC，一般来说，数控技术就是指电脑或者电脑一类的控制设备通过数字编程，把一些二进制的数字形式的运算法则的一段程序转换成控制指令，有顺序的输入到机械加工设备中，从而有顺序的控制机械设备进行零件的加工过程。通常来说，数控机床的控制无非是对加床工件或者加工刀具的位置、速度、进程、角度等方面进行控制以完成特定運行轨迹，从而完成工程师预想任务的过程。数控技术的出现，让机械行业的发展在加快，让生产技术不断提升的基础上，生产效率也得到了更多的保障。

2  数控技术的发展

数控技术的发展要追溯到二十世纪的中叶，早在1948年，美国空军为了加工直升机的螺旋桨叶轮叶片，因为直升机的叶轮叶片的形状复杂，并且加工要求精度高，特委托帕森斯公司研制一台这样的设备。直到1952年，在帕森斯公司和美国麻省理工学院共同的研究下，才诞生出第一台三坐标数控铣床，而这台数控机床数字控制系统是由电子管元件组成的。1959年，数控机床经过改进，实现了自动换刀功能，并且控制装置也通过改进，采用了晶体管元件及电路板。他被称为加工中心，数控技术进入到第二阶段的发展。1965年，数控机床采用了集成电路的控制方式，极大的提高了机床的稳定性，并且占地面积减小，性价比也进一步提高，促使了数控加工设备的量产化发展。这是数控技术的第三阶段。而第四阶段出现在60年代末，数控系统可以通过一台电脑控制几台或者数台数控机床工作，形成一套整体的计算机控制系统。1974年，研制团队成功把半导体储存器以及微处理器应用在数控装置中。数控系统的发展进入第五阶段。到二十世纪八十年代，数控系统得到进一步提高，它结合计算机的高速发展，把数控系统的人机交互做到更加的人性化，数控装置也做的更加趋于小型化，自动化的程度也进一步提高，能够做到自动检测工件自动检测刀具等功能。到二十一世纪以来，数控技术出现了更多的实用功能，例如，PC+CNC智能控制系统，它通过使用PC机安装NC软件系统，控制数控系统的正常运行，这种方式简单而且便于维护，而且能实现网络化控制操作。给机械制造行业的不断发展制作了更多的发展方向。

3  数控技术在机械制造中的应用

一个国家的发展需要制造业的发展，它不仅可以带来很多人类需要的生活需求品之外，而且，他还解决了很大一部分人的就业和生活问题，这关乎到国家经济体的发展，关乎到社会的发展和国民经济的提高，而且这也关乎到国家的综合国力。数控技术在制造业中的应用不仅让传统的制造业有了一个革命性的变化，虽然相比于发达国家，我们的机械制造业处于劣势地位，但在全球化经济的影响下，我们一定要以数控技术为技术指导，追赶发达国家的经济水平。数控技术的发展已经让其在很多的行业中都得以应用。

数控技术在自动化机械加工机床设备方面。从传统的加工机床不断的向自动化及远程控制的方向发展，向着高效率高精加工的方向发展。在机械制造过程中一般会经过很多工序的过程，而这个过程包括加工前设计准备阶段、设计阶段、审核阶段、审核通过后材料的选择、预处理，产品的预加工，而这些在以往可能会更多的是人工的完成。而数控技术的进入，让这些工作变得更加高效方便，而且有很多问题都可以让设备来代替人工的操作，从而大大减少因人工而造成的操作失误风险。而人为的操作从原有的体力劳动慢慢转化成更多的脑力劳动，当一个产品完成后，对其进行检验是否合格，检查确定合格后再进行大批量生产，如果式样不合格，返回前端重新设计，如此重复，而这个重复的过程有很多可以交给数控系统独自完成，节约了大量的人力物力来做前期的实验。直到能够生产出合格的产品。

在后期的加工生产中，更多的利用数控技术控制加工中心来完成工件的装夹、刀具的选择、装换。冷却系统的自动启动、停止。主轴加工转速的控制，从而完成产品的顺利生产。

①在航空航天工业方面，说道航空航天，人们就会想到星星、月亮，这个在咱古时候就梦想到过的地方，如嫦娥奔月、牛郎织女等都体现了古人向往着走出地球。航空航天工业的发展让人类有机会走出地球，探索地球以外的世界。而航空航天工业的发展离不开数控技术的支持，在航空航天工业中，每一个零件都要经过严格的计算、设计、加工，加工精度要求非常高，一般我们老旧传统的加工机床不能很好的满足其要求的加工精度。而且在组装方面人为手工的组装、装配不能有效的控制好力度的把握，为生产的产品留下很大的隐患。在航空航天领域里，近几年世界上各大制造商为了减轻整体设备的重量，大多的零部件都采用了轻型的铝制材料或铝合金材料，其中大多数加工部件都是薄壁类大型零件，加工难度大、要求精度高，单靠人为的手动操作很难满足其加工精度要求。只有应用数控技术的机械加工方法，才能更好的加工出高精度、高强度、而且安全可靠地加工部件。以此来满足航空航天日益要求严格的高标准要求。

②在煤矿行业的机械方面，煤资源一直是中国的一项主要资源，在世界上煤产业都是名列前茅，而且我国也是煤炭消费大国，经调查中国的煤炭资源在世界上位居世界第三，每年我国需要开采的煤炭也是一个庞大的数字，传统的采煤方式大多采用人工开挖，机械辅助的方式，这种常年的地下作业存在着极大的危险性，在老旧的采掘作业中，经常会伴随着危险的因素。每年在煤炭产业的事故率也是居高不下，一方面是操作不规范，另一方面还是因为机械设备的落后，让好多的风险都不能很好地控制。数控技术的引入采煤作业变得不再是一贯的地下作业，采煤作业不再是以往的工人近身作业的方式。操作人员可以远离危险的工作区域，远程控制机械设备完成工人做事情，而且大大提高了煤炭开采的工作效率，让煤炭行业的发展在市场的竞争中能够获得更大的优势。让工人高高兴兴上班来，平平安安回家去。让煤炭行业的发展紧跟时代的步伐。让数控技术更好的服务煤炭行业。

③数控技术在大型工业生产制作方面，数控技术的应用让工人的生产从以往的体力劳动更多的变成脑力劳动，让员工的生产环境也得到改善。在一些可影响到员工生命安全的工作程序中，可以利用数控技术来控制自动化机械设备来完成，让事故率变得更少。保障了员工的生命安全的同时，更好的完成产品的生产。数控技术控制的机械设备在平时加工过程中在前期调试合格后，基本上不会出现大的错误率，并且生产效率也比人工的更高，减轻了员工的生产强度，而且在员工利用率上会更加的有效率。原本一人看护一台机床的生产，在数控技术的加入，可以让一个员工同时操作多个加工中心，而且比以往的生产工作更加轻松。而且在数控控制过程中，能够更加及时的检测到设备的使用情况，及时发现故障并且及时报警提示，让机械加工过程中因故障造成的损失减小到最低，而且能够及时的得到解决处理，让生产的效率得到进一步提高。

④数控技术在汽车生产制造行业方面，近年来人们的生活质量在不断地提高，经济技术的发展，人们对生活的品质要求也在不断的提高，现在的生活，几乎每个家庭在出行中都会选择汽车，因为它给人类带来的方便是不言而喻的。汽车需求量的不断提高，也对汽车的供应量方面有了更高的要求，这对每个汽车厂家是一种机遇，也是一种挑战。提高汽车生产的效率和品质，也是至关重要的。所以数控技术的引入也就水到渠成了。数控技术在汽车行业的引入，让汽车的生产线变得更加高效，汽车生产线是一种生产汽车的流水线作业，它一般包括冲压、焊接、喷涂、电器元器件组装等几大项。如今生产线更多的使用自动化的机械设备自主完成。数控技术的加入，让生产流程变得更加的高效，比如在焊接方面，焊接机器人自主的焊接流程，能够极大的节约后期的人工成本，而且数控技术控制的机器人焊接臂比人类的手工焊接更加均匀，出错率大大降低，避免了工人施工过程中的众多因素的影响。而且在汽车研发方面，很多的单件复杂零部件的加工会变得更加高效。为汽车行业的发展提供更高效的支持。

4  国内数控技术在机械制造中的不足与情景方向

我国的数控技术的发展起步比较晚，而且初期很多都是依赖进口，在很长一段时间中我们都处在一个追赶阶段，虽然说二十一世纪以来，我国的经济发展突飞猛进，数控行业与国外的差距也在不断地缩短，但是我们还有很长的路要走。我国的数控加工设备在现阶段还处在一个低端快速发展，中端发展缓慢，高端依赖进口的局面，在一些需要高精密设备方面，我国一直依靠高价进口国外设备来满足供需，这也限制了国内的一些高端研发项目的进展。而这些问题的产生追其原因是由于国内的数控系统加工企业的发展还处在一个低位快速发展阶段，生产技术水平、精度、质量和性能上都落后于国际先进数控生产企业五年到十年之间，我们大多追求的是性價比和经济实惠，生产发展的方向大多是低端用户范围。在高端、精密加工制造中的技术还和国际先进企业差距十年以上，可能还会更久。而且国内的计算机技术以及集成电路方面和国际有很大差距，也造成我们在高端技术方面出现被卡脖子现象。我国需要在这方面加大投资力度，完善相关标准规范制度，形成自己的国内自主品牌形象。同时，完善数控设备制造，企业也要完善企业的技术指导团队和售后服务团队，让企业的市场营销能力进一步提高。而且要加大力度进行创新性生产，加强自身的研发团队，让企业乃至整个国内数控设备企业不再受制于国际的数控机床企业的制约。国内绝大多数的数控系统销售都控制在国外的大部分数控企业中，所以说在这方面我国企业需要加大研发力度，争取早日赶超国外数控系统企业的步伐。而这市场的发挥空间还有很大一部分需要我们去突破，去建立咱自己国家的数控技术自主创新体系，提高我国企业在市场中的竞争力。

5  结语

数控技术在自动化机械制造中发挥着至关重要的作用，它在提高产品生产效率的同时，对产品的加工精度也得到极大的提高。对我国在实施制造强国战略上提供坚实的基础。让我国的机械制造产业在国际市场上更有竞争力。我们要结合中国现有的国情，总结出一套符合我国发展的总体战略。让国家的工业发展追赶国际发展的进度越来越近。

参考文献：

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[3]孙全喜，于宏阁，刘泽林.数控技术在现代机械制造中的发展应用及前景[J].科技与经济，2015（24）：73.

作者简介：林柔瑄（1979-），女，广东潮阳人，本科，一级实习指导老师，研究方向为数控技术。