机械自动化的技术要点与数控技术应用

廖丰政

摘 要：随着我国社会经济的不断发展，科技水平的不断进步，机械自动化技术也得到了显著的提升。数控技术作为机械自动化中最核心的技术，相较于其他技术而言，数控技术自身的技术性更强，且应用范围更为广泛，数控技术的应用为机械自动化的发展开创了更广阔的空间，提供了更便利的条件，提高了企业在市场竞争中的主体地位，为企业带来了更多的经济效益和社会效益，更有助于促进企业的健康可持续发展。本文针对于，机械自动化的技术要点与数控技术应用，展开论述，仅供参考。

关键词：机械自动化 技术要点 数控技术 应用策略

所谓数控技术，顾名思义，就是指数字化控制技术，其是一种具有高科技含量的综合性技术，可以有效提高生产系统的运行效率，数控技术的表现形式为各类数控机床，此种应用方法是机械加工技术的重大突破，更有助于推进机械产业的发展。但是在实际应用过程中，对于部分技术的研发我国仍然落后于西方国家，仍需要数控技术填补空缺。目前，全球正处于信息化高速发展的时代，数控技术作为当代制造业的重要技术手段，是完善机械自动化运行，实现机械全自动生产，促进社会经济发展进步的重要保障。

1 机械自动化的运行优势

1.1 机械自动化运行安全性能较高

相较于传统的机械设备而言，应用自动化技术的机械设备可以实现自动运行，其主要是因为机械设备中含有监控系统，可以实时监控生产流水线的整个工作进程，统一收录、存储生产数据。同时，机械自动化还可以对生产数据进行分析，并将分析结果自动上传到管理中心，更便于管理人员调控和查看。此外，机械自动化还含有报警系统，在实时监控整个生产流水线的过程中，如果在生产过程中出现了问题、故障，其会先收录数据，然后进行故障分析，并将分析结果自动上传到管理中心，更便于技术人员第一时间进行维修，从而避免资源成本的浪费。例如，在传统的机械设备生产中，需要人为看管故障、问题的发生，如果看管不力，技术人员就无法第一时间得知故障、问题产生的原因，也无法及时采取有效的维修措施，由此也可以看出机械自动运行安全性能更高，可以良好保障在生产过程中产生的故障、问题得以有效解决[1]。

1.2 机械自动化运行生产效率较高

近年来，随着我国科技水平的不断提升，机械自动化运用更为广泛，在生产过程中，机械自动化可以按照技术人员预先设定好的参数进行生产，这在一定程度上，不仅提高了机械运行生产效率，还减少了工作人员的工作量，降低了人工成本的支出。例如，在传统的机械设备生产中，很容易受到周围环境、人为等不可抗力因素的影响，降低生产效率，导致生产工作无法如期完成。而机械自动化运行在生产过程中，不会受到周围环境及其他不稳定因素的影响，生产过程更加高效，生产的产品质量也更好。

1.3 机械自动化运行精准度较高

近年来，随着我国科学技术的逐渐完善，在机械生产运行过程中融入了众多不同元素。机械自动化运行不但弥补了传统机械生产的诸多不足，而且加工出的零件精度更好、质量更好。在机械自动化运行生产过程中，只需要技术人员预先设定好生产参数，机械设备就会按照参数进行自动运行生产，这种方式生产加工出来的零件，几乎和预先设定好的生产参数没有差别，大大降低了零件的破损率，避免了资源成本的浪费，更有助于提升企业的实际经济效益，促进我国机械行业的健康可持续发展[2]。

2 数控技术的概述

2.1 数控技术的概念

数控技术全称数字化控制技术，需要技术人员通过电脑机械编写程序，预先设定好生产运行各项参数，赋予机械设备相应制造功能，其主要指由数据输入、信息处理、信息运算、信息判断等部分组成，是促进我国制造业信息化发展进程的重要动力，更是决定我国战略地位的重要因素。

2.2 数控技术的工作原理

所谓数控技术，顾名思义，就是指在机械设备运行过程中，通过用数字控制的装置，不断引入数字技术，控制生产过程，所控制的机械量主要包括位置。速度和角度。此外，数控技术是一种具有较高集成特点的综合性技术，是计算机、自动控制、机械制造三者结合的产物[3]。

3 机械自动化中数控技术的理论基础

3.1 数控技术机械自动化应用的智能化和多维化

近年来，随着计算机应用的普及以及软件技术的发展，数控技术的智能化和多维化逐渐成为了机械技术的主要发展趋势。数控技术机械自动化应用的智能化主要包含以下幾个方面，既安全控制、精度控制及反应控制等多方面、数控技术机械自动化应用的多维化主要指发展层次的多维，通过采用多维的数控技术，拓展机械自动化功能，更有助于提高自动化水平，最大程度发挥出多维联动的效益。

3.2 数控技术机械自动化应用的精度华和高速化

在机械自动化发展过程中，其生产精度与速度是衡量自动化水平的重要标准，也是产品质量的重要保障。在数控技术应用过程中，通过合理采用多核CPU和高速CPU更有助于提升伺服系统的效率，提高数控技术处理速度，从而有效改善机械动态和静态状况。

3.3 数控技术机械自动化应用的可靠性和网络性

机械自动化控制指标中，数控技术的可靠性和网络性是重要组成部分。如果想要提高机械自动化的精度、性能和效率，为企业带来更大的效益，那么提升数控技术的可靠性是第一步，也是关键的一步。基于现有的数控技术，依靠可靠的管理和有效组织，不断进行完善和优化，以此来提高机械自动化控制水平，从而实现高精度、高性能、高效率运行[4]。

4 机械自动化的技术要点与数控技术分析

4.1 网络技术要点

网络技术是机械自动化运行中最为关键的基础技术，其直接关乎着产品的精度和质量，如果想要提高机械设备生产加工精度，加快生产速度，那么明确网络技术要点、加大网络技术开发是一步，也是最重要的一步。在机械自动化中，最常见的网络技术就是计算机网络技术与数控技术，只有使其与机械自动化技术深度融合，才更有助于提高生产效率及质量。

4.2 智能技术要点

在机械自动化运行中，智能技术为其未来发展提供了根本动力。通常情况下，为有效降低智能技术在机械设备中的应用难度，技术人员会结合实际应用情况，先对智能技术进行完善和优化，再将其应用到机械设备中，如，GPS技术精准定位。此外，在机械自动化生产运行过程中，通常都是按照预先设定好的参数进行生产，智能技术的应用为简单生产问题的处理提供了便利，可以及时修复小故障、问题，更有助于提高产品生产精度与质量[5]。

4.3 数控系统设计要点

數控系统作为一种数字化控制系统，主要是通过数字信号实时控制系统中的不同结构。在早期应用过程中，由于数控系统建立尚不完善，时常会出现操作不灵敏的问题，并且由于操作成本较高，所以一直没有被广泛应用，而随着时代的发展，也更加证实了传统的数控系统无法满足时代发展使用需求。由此，开放式数控系统应运而生，通过将计算机PC端作为主要控制部分，用软件部分实现控制功能，可以有效降低硬件使用成本，提高数控系统整体的使用性能。此外，在电机运动过程中，数控系统使用的方式大多数为脉冲加速方向，这种控制方式需利用控制器输出方向信号在控制电机运行过程中同脉冲信号相互对应，非常容易出现脉冲与方向无法同步的情况，从而对产品的生产精度产生负面影响。因此，在机械自动化运行中，应切实对FPGA模块与ARM模块的嵌入式数控系统进行优化与升级。

4.4 ARM模块的设计与实现

ARM模块设计主要包括以下两个方面，其一，存储器的有效拓展，在数控系统运行中不可避免会设计很多复杂的运算，导致不同堆栈和全局变量的诞生，如果想要有效解决上述问题，有需要拓展存储器，将处理器与芯片连接，以此来提升运行效率。其二，通信接口，在数控系统中，USB是最常用的通信结构，PDIUSBDI2是最常用的接口控制器。

4.5 FPGA模块的设计与实现

嵌入式数控系统中FPGA模块会完成核心处理器下发的所有数据过程，FPGA模块设计主要包括以下两个方面，其一，FPGA的构造电路研究，由于周围环境因素的影响，当发生断电情况的时候，就会造成DSRAM存储中的数据流失，基于此，通过合理运用FPGA模块设计对数控系统中的硬件进行优化，可以有效防止这一现象的发生。其二，不论是FPGA模块还是ARM模块通信接口中，都可以采用串行、并行方式进行通信，由于考虑到USB接口的便捷性，所以数控系统和自动化机械设备均采用USB接口模式。

5 数控技术在自动化机械制造中的应用分析

5.1 数控技术在自动化工业生产中的应用

群众和监管部门最关注的问题就是产品的安全性和实用性，在新的时代背景下，注重产品质量是生产厂商的发展核心。随着社会经济的不断发展，人们生活质量水平的日益提升，人们对于产品的实用性及安全性能要求越来越高，传统的生产方式，已经无法充分满足人们日益增长的美好幸福生活的需要，因此，数控技术在自动化工业生产中的应用是势在必行的。在工业生产中，通过积极引进数控技术，以数控技术作为媒介，将计算机的控制单元、传感器相互连接，可以构建出一个完整的自动化体系，可以帮助企业收集、处理生产信息，更有助于提升企业决策的准确性，提高企业的生产效益。

5.2 数控技术在机床装置中的运用研究

在机械制造业中，机床装置是必不可少的加工设备，积极引进数控技术，更有助于促进机电一体化与企业现代化的发展进程。通过在机床装置上融入数控技术，丰富机床加工能力，提高机床加工性能，更有助于提高操作的精度和质量，同时，还可以有效减少工作人员的工作量，降低人工成本的支出。此外，数控技术的应用安全性较高，可以尽可能地减少伤亡事故的发生，为工作人员的人身安全提供了良好保障[6]。

5.3 数控技术在煤矿机械中的运用研究

煤矿业是我国一项传统重工业，其对于促进我国社会经济发展起着不可或缺的作用，在煤矿开采中，传统的施工方式会消耗大量人力和物力，且需要机械与人同时深入地下开展工作，这为施工人员的人身安全埋下了诸多隐患。在新时代背景下，通过合理运用数控技术，可以实现机械设备的自动运行，打破了传统的施工模式，更有助于提高产出量，为施工人身安全提供良好保障。

6 结语

结合以上论述，本文针对于，机械自动化的运行优势、数控技术的概述、机械自动化中数控技术的理论基础、机械自动化的技术要点及数控技术在自动化机械制造中的应用，进行简单分析，由此可知，机械自动化的发展如今已成为我国发展的必然趋势，到二十世纪中期，数控技术无论是在速度上还是精度上都有了很大的进步。在机械自动化生产中，积极引入数控技术，可以在降低企业生产成本的同时，提高企业生产效率，为企业在市场竞争中获取更大的优势，提高企业在市场竞争中的主体地位，从而促进优化产业结构，实现产业转型。

备注：本文属于课题研究论文，2023 年贺州市哲学社会科学规划研究课题《职业教育“三新”育人模式助力贺州全力东融高质量发展的研究与实践》研究项目。

参考文献：

[1]吴明川.自动化技术在机械设计制造中的要点与数控技术的应用[J].数字技术与应用，2023，41（05）：102-104.

[2]马楷，马兴国.自动化与数控技术的应用[J].集成电路应用，2022，39（12）：144-145.

[3]付云开.机械自动化技术在机械制造中的应用研究[J]. 佛山陶瓷，2022，32（10）：39-41.

[4]曹伟伟.机械自动化的技术要点与数控技术应用探究[J]. 电子测试，2022，（16）：107-109.

[5]徐伟.机械自动化制造中的数控技术应用[J].中国高新科技，2021，（12）：106-107.

[6]宗晓霞.简析机械设计制造及其自动化技术要点[J].内燃机与配件，2021，（02）：191-192.