数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析

初少刚

摘 要：数控技术是采用数字控制的方法对某一个工作过程进行控制的一种当今先进制造技术和装备最核心的先进技术。机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势和发展前景来看，数控系统正向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展。

关键词：数控技术 机械加工 发展前景

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0088-01

1 数控技术的发展现状

1.1 数控技术的特点

由于输入数据的存储、处理等功能均可由编辑的软件来完成，现代数控技术大大增强了机械制造的灵活性，提高了设备的工作效率。[1]数控加工技术能够高质量的完成一般机床难以完成的复杂零件盒曲面形状的加工；能够方便的改变加工工艺参数，因而利于换批加工和新产品的研制；可实现一次装夹工件完成多道工序加工，从而确保高质量的加工精度，同时又减少了辅助时间；采用模块化标准工具，既减少了换刀和安装时间又提高了工具标准化强度和工具的管理水平；便于实现计算机辅助制造。

1.2 我国数控技术的发展现状

我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过了4个5年计划后我国基本奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术的从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已经具备进行商品化开发的基础，部分技术已经商品化产业化，初步形成了数控产业基地，建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。

但是我国的数控技术还存在很多不足。在技术水平上与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大；产业化水平上市场占有率低，品种覆盖率小，还没形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力低，外观质量相对差；可靠性能不高，商品化程度不足，国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足；数控技术的研发工程能力较弱，数控技术应用领域拓展力度不强，相关标准规范的研究、制定滞后。

因此，对于今后我国数控技术的发展，我们一定要做战略考虑，从我国基本國情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。

2 数控技术在机械加工中的应用

2.1 数控技术在工业生产中的应用

数控技术在工业生产中主要用于机器设备的生产线上或者运用于复杂恶劣的劳动环境。在实际操作中动力部分会向执行机构提供动力，使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作，而控制单元有计算机系统组成，在完成操作的同时同步检测执行动作，一旦出现错误或发生故障传感系统和监测系统会反馈到控制单元，发出报警和相应的保护动作。数控技术在工业生产中的应用有助于改善劳动条件，保证人员安全，能够节省劳动力同时又能提高生产效率，保证生产质量。

2.2 数控技术在煤矿工业中的应用

现代采煤机各种机壳的毛坯制造采用焊件的越来越多传统机械加工又难以实现单件的下料问题。用数控切割代替过去的仿型法数控技术可以对构件的实际轮廓进行程序控制，能够优化套料的选用方案。数控技术应用在煤矿机饭中可以使采煤机切割速度快，提高了采煤速度而且质量可靠，又能避免人工开采的危险性。

2.3 数控技术在机车工业中的应用

我国的汽车工业发展迅猛，而汽车零部件的加工技术也在快速发展。数控技术的应用更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。数控加工技术中的快速成型制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现。在汽车制造工业中，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术都得到了广泛的应用，现在的汽车加工制造业已将离不开数控加工技术的应用了。

2.4 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。

3 数控技术的发展趋势

3.1 高速度高精度加工技术趋势

高效率和高质量是现代制造技术的发展关键。速度和精度是数控系统的2个重要技术指标，它直接关系到技工效率和产品质量，高速、高精度加工技术可以极大地提高现代制造业的效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争力。[2]

3.2 柔性化

柔性化包含两个方面，一方面是数控系统本身的柔性，数控系统采用了模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户要求。另一方面是群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度的发挥群控系统的效能。

3.3 开放化

数控系统开放化已经成为数控系统发展的趋势，因为传统的数控系统是一种专用封闭性数控系统存在兼容性差、技术升级困难的弊端。开放化数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，通过改变、增加或裁剪结构对象形成系列化，面向机床厂家和最终用户。

3.4 多轴化

一机多能的数控系统可以最大限度的提高设备利用率，数控系统正向多轴多系统系列控制功能发展。多轴联动机工，零件在一台数控机床上一次装夹后，可进行自动换刀、旋转主轴头、旋转工作台等操作，完成多工序、多表面的复合加工，不仅光洁度高而且效率也大幅度提高。

3.5 集成化

数控技术的集成化主要有及噶方面。使用更新的IC器件，NC系统进行高密度立体安装，以减少占有空间和提高可靠性；使用光缆传递信号，减少铜缆；采用无览连接，进一步减小NC系统内连接电缆数目。

3.6 智能化、网络化

在数控技术上实时智能化正沿着自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等方面发展。而数控装备网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式的基础单元。

4 结语

数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术。数控技术正在由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全封闭环模式发展。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控技术的应用前景将更加广阔。

参考文献

[1]中国科学技术协会主编.2008-2009仪器科学与技术科学发展报告[M].中国科学技术出版社，2009.

[2]王韧，孙松林，宋丽娜.我国数控技术的发展趋势分析[J].装备制造技术，2009（5）.