機械制造數(shù)控技術應用分析
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摘要：數(shù)控技術是一門由多學科進行交叉的綜合型技術，同時也是實現(xiàn)現(xiàn)代制造業(yè)集成化、自動化的一門基礎技術。本文介紹了數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了數(shù)控技術在我國機械制造業(yè)中的應用，同時，還對數(shù)控技術未來的發(fā)展趨勢進行了一定探討。
關鍵詞：數(shù)控技術；制造技術；應用
1數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著經(jīng)濟全球化的不斷深入，我國已經(jīng)逐漸成為了世界機械制造業(yè)的中心。不過，和那些發(fā)達的國家相比，我國的機械制造業(yè)的水平還是稍微有點落后，主要表現(xiàn)在我國的機械制造業(yè)裝備比較陳舊，而且比較缺乏科學的企業(yè)管理以及自主研發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品，先進技術也落后于發(fā)達國家。自從我國加入WTO后，國際競爭力也得到了很大提高，不過跟發(fā)達國家相比，還是有一定的差距。因此，將數(shù)控技術應用到機械制造業(yè)中，是發(fā)展機械制造業(yè)的必然選擇。就目前來看，傳統(tǒng)的制造業(yè)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為機械化以及自動化的現(xiàn)代制造業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)主要是通過操作主控制器來全面實現(xiàn)自動化的加工過程。機械自動化可以滿足更加精準的加工需求，加工的效率也大大提高，最主要的是用機械代替人工，使得大批量的生產(chǎn)得以實現(xiàn)。對傳統(tǒng)制造業(yè)而言，機械自動化的出現(xiàn)，彌補了其很多的缺陷，在生產(chǎn)大規(guī)模以及低成本產(chǎn)品的時候，機械自動化可以很好地滿足市場的需求。
2數(shù)控技術在機械制造業(yè)中的應用
2．1工業(yè)生產(chǎn)
工業(yè)機器人跟傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)是一樣的，組成的架構都是控制單元、執(zhí)行機構，還有驅(qū)動單元。工業(yè)機器人可以在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中工作，也能在很長時間內(nèi)不間斷地進行工作。隨著流水線上數(shù)控技術應用得越來越廣泛，工人的工作量減少了很多，對工人而言，也能改善一下他們的工作環(huán)境，對他們的人身也提供了更多的保障，機器生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量，也能有更好的保障。在機器進行操作的時候，它的控制單元是計算機的系統(tǒng)所組成的，然后對機器人的驅(qū)動單元發(fā)出指令，這個指令是提前寫好的內(nèi)核程序，在機器進行驅(qū)動的時候，預期的操作就可以完成。當機器出現(xiàn)故障的時候，傳感系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)會將這個結果反饋給控制單元，從而控制單元就會發(fā)出報警的信號以及采取相應的保護動作。工業(yè)機器人的執(zhí)行機構，它是機械構件還有伺服系統(tǒng)組成的，執(zhí)行機構的動力是動力部分提供的，然后機器在驅(qū)動元件的作用下，就能夠完成執(zhí)行機構需要完成的操作［1］。
2．2煤礦機械
目前現(xiàn)代化的經(jīng)濟正在不斷地發(fā)展進步，對能源的需求量也在不斷增加，這就刺激了煤炭企業(yè)的進一步發(fā)展，采煤的工藝比較多樣化，這就要求采煤機要滿足不同的采煤方式，速度也要不斷提升，這樣的話，采煤機就很難進行大批量的生產(chǎn)。但是，傳統(tǒng)機械加工的工藝是比較簡陋的，而且只可以使用仿型法，制作的精度不夠精準，制作的速度也不是很快，總之都比較落后，很難解決目前機械單件下單的問題。不過隨著數(shù)控氣割的大量應用，套料選用的方案也漸漸被優(yōu)化，對現(xiàn)在的焊接工藝來說，是比較符合實際的。
2．3汽車工業(yè)
隨著人們對出行的要求越來越高，汽車工業(yè)在近些年也發(fā)展得十分迅猛，可以在很大程度上去滿足人們追求的舒適和便捷的要求。與此同時，加工汽車零部件的技術也得到了很大發(fā)展，其中，數(shù)控技術的加入，更是提高了制造復雜零件的速度。高速數(shù)控機床和高速加工中心的組合，形成了一個高速的生產(chǎn)線，能夠在很大程度上滿足產(chǎn)品的更新?lián)Q代需求，真正做到了投資一次，長期受益。另外，這個生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，跟組合機床的剛性自動線十分接近，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)汽車制造的高效化生產(chǎn)［2］。數(shù)控技術在汽車加工制造中的應用，不僅可以滿足汽車制造業(yè)的需求，還能有效促進數(shù)控技術的進一步發(fā)展。現(xiàn)在的汽車制造業(yè)，已經(jīng)越來越離不開數(shù)控技術。
2．4機床設備
機械制造的重要載體就是機械設備，機械制造業(yè)迫切地需要現(xiàn)代化的操作技術，現(xiàn)在的機床設備具備了控制能力，就可以滿足現(xiàn)代化的操作技術需求，與此同時，對研發(fā)現(xiàn)代的機電一體化的產(chǎn)品也具有促進作用。目前，機械數(shù)控技術可以稱得上是機械制造業(yè)當中的主宰，機械數(shù)控技術的出現(xiàn)，讓以往很多難以實現(xiàn)的技術都變成了現(xiàn)實。在機床設備中應用數(shù)控技術，就可以利用計算機的控制裝置，讓機床設備更加具備控制的能力，數(shù)控機床可以快速并且精準地去控制刀具和工件的位置，對于冷卻泵的操作還有主軸變速等內(nèi)容也都可以做到快速有效地處理。因此，數(shù)控技術在機床設備中的應用，提高了機床設備的生產(chǎn)效率，還提高了加工的精度，對機床加工要求的精細化、復雜化也能很好地去滿足。
3數(shù)控技術的發(fā)展趨勢
3．1性能發(fā)展方向
（1）更加高速高效高精化。機械制造技術的判定指標主要有3種，分別是速度、效率和精度。在采用高速的CPU芯片還有多CPU的控制系統(tǒng)以及高分辨率的絕對式檢測元件后，再加上采取了有效的措施，對機床的性能進一步進行了完善，機床在動態(tài)還有靜態(tài)時候的特性也有所改善，機床的效率就會朝著更加高速、高效、高精化的方向去發(fā)展。（2）更加柔性化。柔性化主要包括數(shù)控技術的可塑性、可操作性都比較強。數(shù)控系統(tǒng)本身就具備柔性，加上采用了模塊化的設計后，功能的覆蓋面也有所增大，對功能區(qū)也可以進行隨意地裁減，從而對客戶的不同需求也能很好地進行滿足。數(shù)控系統(tǒng)本身具備的柔性，加上群控系統(tǒng)的柔性，使得群控系統(tǒng)的柔性可以依照不同的生產(chǎn)流程要求，對物流還有信息流的動態(tài)進行調(diào)整，這樣群控系統(tǒng)的效能就可以更好地發(fā)揮出來。（3）實時智能化。早期的制造業(yè)采用的是傳統(tǒng)的實時系統(tǒng)，不過它的作用是比較單一的，對復雜的環(huán)境沒法應對，只能進行簡單的時間控制和任務的調(diào)度。但是，人工智能有效地運用了高科技的手段，通過計算機的模型，實現(xiàn)了對人類智能行為的模擬。隨著科學技術的不斷發(fā)展，新技術也在不斷地出現(xiàn)，給企業(yè)的技術革新提供了很多借鑒的機會［3］。將人工智能和實時系統(tǒng)進行結合，可以做到優(yōu)勢互補，還可以讓人工智能朝著現(xiàn)實化領域進一步發(fā)展，對它的實時響應度也能起到一定的推動作用。目前的實時系統(tǒng)已經(jīng)很越來越趨向于科技化還有信息化，對各種環(huán)境的應變能力也有所提高。所以，實時智能控制這個領域也就應運而生。（4）開放式。傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)是比較封閉式的，而且數(shù)控應用軟件在產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)中也存在一定的問題。為了解決這些問題，很多國家已經(jīng)開始研究開放式的數(shù)控系統(tǒng)。像我國的ONC和日本的OSEC等，未來的數(shù)控系統(tǒng)肯定是朝著開放式的道路前進的，開放式的數(shù)控系統(tǒng)指的就是數(shù)控系統(tǒng)可以在統(tǒng)一的平臺上進行開發(fā)，然后再將數(shù)控的功能進行增加或者是裁減，從而面向使用的用戶。而且，對于用戶的特殊應用，也可以全部集成到控制系統(tǒng)中去。當前研究的核心就是規(guī)范開放式系統(tǒng)的體系結構，然后就是規(guī)范通信，開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)功能庫，還有開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)功能軟件等。
3．2功能發(fā)展方向
（1）科學計算可視化?？茖W計算可視化，它主要就是用于高效地處理數(shù)據(jù)還有解釋數(shù)據(jù)這方面，這樣信息交流就不再只是用語言和文字進行表達，科學可視化后，信息交流就可以直接用圖像和動畫等可視的信息。將可視化技術還有虛擬環(huán)境技術進行結合，可以讓應用領域得到進一步地拓寬。（2）用戶界面圖形化。數(shù)控系統(tǒng)還有使用者之間的對話接口就是用戶界面，為了可以滿足不同用戶對這項技術的要求，對用戶界面開發(fā)的力度就要進一步加強，但是，在計算機軟件研制中，用戶界面可以稱得上是最困難的一個部分。目前科學計算可視化、虛擬現(xiàn)實還有多媒體等技術，對用戶界面也提出了更高的要求。圖形用戶界面對非專業(yè)用戶而言，具有很大的方便性。人們可以直接通過窗口還有菜單操作，對于藍圖編程還有快速編程，都是極為方便的，還可以實現(xiàn)不同方向的視圖進行比例縮放的功能。
4結語
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，也在一定程度上促進了機械制造業(yè)的發(fā)展。機械制造業(yè)需要不斷進行技術的革新，這是安定社會以及發(fā)展多樣化的社會經(jīng)濟的需求。數(shù)控技術在機械制造業(yè)中的有機應用，讓機械制造業(yè)又上升到了一個全新的高度。隨著數(shù)控技術不斷變得成熟，機械制造業(yè)也完成了歷史性的轉(zhuǎn)變。隨著數(shù)控技術的不斷改進，機械制造業(yè)定會變得越來越強，我國的經(jīng)濟發(fā)展必然也可以邁向一個全新的高度。
參考文獻：
［1］辛長德．數(shù)控技術在機械制造中應用及發(fā)展［J］．科技創(chuàng)新與應用，2012（08）：48．
［2］鄭明楊，王清超，錢慶鎮(zhèn)．數(shù)控技術在機械制造中的應用［J］．科技傳播，2010（16）：173＋176．
［3］許金梅，遲振香．數(shù)控技術在我國機械制造行業(yè)應用［J］．煤炭技術，2010，29（08）：28－29．
作者：韓洪元 單位：新鄉(xiāng)職業(yè)技術學院
