机械制造中数控技术的应用

李峥

摘 要：近来新一代的工业革命的说法一再被各国关注，德国提出工业4.0，美国的3D打印技术，我国也紧随其后提出了2025发展规划。其中在规划里提到的智能机器人等新技术，是这次国家工业革命的关键，而智能机器人所应用技术的关键是数控技术。所谓数控技术（Numerical Control），是通过电脑的编程来控制机械设备进行各类零部件的加工，从而替代传统的纯机械加工，是现代机械制造向智能化方向发展的重要技术。虽然这项技术在国内已经发展很长时间，也取得一定的成就，但其成熟的运用仍需要我们进一步的研发。

关键词：工业革命；智能机器人；数控技术；机械制造；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.016

1 绪论

随着经济的发展，现在的制造技术还是很难达到我们的需求。数控技术的发展对我国机械制造水平的提高有很大作用，这也更有利于我国新工业中对机械制造要求。我国对未来产品的要求个性化定制，生产周期短，种类多批量小，且精度高，这自然就对现代机械制造设备的要求增高。数控技术恰好是现代机械制造的核心，是现代机械设备自动化、智能化、复合化的基础[1]。

在现代越来越快速的经济发展中，老式传统设备自然无法满足需求。因此，当时在经济发展的推动与制造业的需求下，数控技术的应用是不可或缺的。然而虽然数控技术发展多年，在各类宣传报道中也频繁出现，但除了专业人士之外大多人还是不清楚。本文将对何为数控技术，数控技术的发展，以及在各行各业中的应用情况等做相关介绍。

2 数控技术介绍

数控技术是借助电脑编程来控制机械加工设备，替代传统人工劳力操作，实现生产制造过程的自动化或半自动化的技术。数控技术有一定的复合型，它既涉及传统的机械制造技术，又涉及发展中的计算机技术、光机电技术等。因此，它的特点也是基于各类技术的整合，具有效率高，精度高，自动化、节约人工成本等特点[2]。

数控技术的具体实现过程，首先是技术人员对其希望制造产品进行观测，取得相应的图纸或数据；其次在电脑上，通过相应的编程软件将所需要生产产品的尺寸转化为对应程序；然后将做好的程序拷贝到现场数控设备上，如数控机床、智能机器人等；最后再由现场操作者调取程序开始产品生产。在编程时，现在的办公软件大都支持电子图纸直接转化为程序，避免了员工手动编程的繁琐。另外，现场设备的应用不仅是靠计算机和程序，还需要传感器、编码器等电子设备、自动控制技术等，可以说数控技术是众多技术相结合的高新技术。

数控技术的具体特点主要表现在：（1）能加工复杂产品，例如借助机器人手臂的作用，可以完成很多复杂多面体或零部件的加工；（2）调整灵活度大，如果所加工产品需要进行尺寸更改，可以随时调整数控设备的参数来满足需求；（3）定位简化，以前的工艺可能需要定位一次加工一个尺寸，现在数控设备可以实现一次定位后完成多个尺寸加工；（4）模块化应用提高效率，例如冲孔数控机床加工时，无需人工选择冲头直径，设备会自动调取各模块的冲头完成产品生产；（5）利于其它技术在生产制造的应用，诸如计算机辅助制造、自动化控制技术、相关电子技术等。总之，可以说数控技术使传统制造业发生了革命性的改变，将机械制造的质量、效率、功能等推到了一个较高的水平 [3]。

3 数控技术的发展

前期，我国引进国外数控设备，并对其开始运用，后期又不断进行自主创新，发展自主的数控设备或系统，然而到目前为止，我国实际生产中所需要的很多高精度、高复杂度的数控系统或设备还是需要靠进口。因此在我国大力发展数控技术是势在必行的，这不仅有利于工业生产，也有利于我国经济发展，更有利于保障我国的国际地位。新时代决定了机械制造技术的集成化、自动化、网络化等的发展趋势，因而数控技术的进一步发展也必然趋向复合化、智能化、多功能化等。

4 机械制造中数控技术的应用

对于数控技术在现实机械制造中的应用涉及到很多行业很多方面，下面我们选取主要的三个领域进行介绍。（1）数控技术与机床设备。数控技术在机床的运用，实现了机床的良好控制，从而诞生了我们称之为的数控机床。现在的数控机床种类繁多，如数控冲床、数控铣床、数控车床等等。总的概括它的优点表现在：加工效率提高；加工质量提高；复杂产品的可加工性提升；含有自动检测或补偿功能；劳动量减小，改善工人作业环境。不过对应数控机床的发展，相关企业的维护、保养、维修等也需要跟上，也就是对员工的数控技术培训要跟进；（2）数控技术与汽车工业。随着汽车技术的发展，传统的制造技术不仅在精度水平上达不到要求，在产能上也是问题。而利用数控技术能很好地解决这些问题，具体表现为：精度提高，可靠性提高；有相应的自动测量和补偿功能；效率提高、劳动量减小；遇到故障会自动报警并生成代号。现在各国汽车工业的发展都离不开数控技术，在这方面国外的技术已经应用相当成熟，他们借助数控技术对汽车部件工艺进行改进，使得汽车的生产周期缩短 [4]。而我国虽然依靠引进或自主的一些设备实现了数控化，但对汽车部件的生产工艺还都是照抄国外工艺，并未结合数控技术进行自主的改进。因此，在汽车工业我国的数控技术还需要多加发展，以便实现实际生产中如车架、发动机、变速箱的工艺优化[5]；（3）数控技术与工业机器。现在所谓工业机器人就是一般是指设置了多个自由度的机械手臂，它可以在数控程序的控制下，按照人们期望的方式运作。现在工业机器人应用包括焊接、切割、搬运、抓取等等，其主要作用表现如下：提高了工作效率；改善了员工劳动环境；提高了产品加工质量；降低了企业人力成本；使得产品投入成本降低。它不仅可以应用到切割、涂装、焊接、装配等工作上，还可以应用到海底作业或外太空作业，以及对爆炸性、辐射性物品的处理工作[6]。但工业机器人并不是可以脱离人自己运行的，他还是需要人员的操作、维护、维修等，因此在发展机器人的同时，需要培养员工对数控技术的了解。

5 结论

机械制造业在我国占有非同一般的地位，对其应用数控技术这对我国工业效率、工业自动化的提升都是有利的。但现在我们在机械制造中的数控应用还未达到发达国家水平，这就决定我们需要加大数控技术的研究与运用。相信随着我国科技的进步，数控技术在机械制造中能得到更好地运用，带来更多的实际价值，促进我国社会经济的发展。

参考文献

[1]颜炳月.小议数控技术的发展趋势与发展途径[J].今日科苑，2007.

[2]孙荣创.数控技术及装备的发展趋势及策略[J].中国科技信息，2006.

[3]龙章科.数控技术在机械制造中的发展应用[N].2007（12）.

[4]中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT200l巡礼[J].世界制造技术与装备市场，200l（03）：18-20.

[5]李冬梅.数控技术在机械制造中的应用与发展[Z].中国科技信息，2006.

[6]陈光明.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].制造业自动化，2005（09）.endprint