略谈数控技术在机械制造中的应用

谢东东

摘要：数控加工是机械制造中的先进加工技术的应用范围也越来越广，尤其是在机械制造中的应用更为广泛。本文将对数控技术的原理与装备进行分析，并在此基础上广泛使用给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来了深刻的变化，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础.对其在机械制造中的应用情况进行研究。

关键词：数控技术；机械制造；应用

引言

数控加工是机械制造中的先进加工技术。它的广泛使用给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来了深刻的变化，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。在机械制造业中，数控加工技术已经越来越受到重视。利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应用于机械制造行业。将机械设备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新的水平，从而满足现代市场的竞争需求。

1.数控技术在先进制造技术中的作用

1946年第一台电子计算机问世，标志着人类进入了信息化时代。科学技术和社会生产力的迅速发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，特别是军事工业产品，如飞机螺旋桨叶片曲面的加工，对机械加工设备性能的要求越来越高。1948年美国帕森斯公司提出了采用电子计算机实现机床控制，得到美国军方的支持和麻省理工学院机械伺服机构教研室的响应，于1952年成功地研制出了世界上第一台三坐标数控铣床，初步实现了机械加工的数字化。这种以计算机为依托以数字方式控制机床工作的控制技术称为数字控制技术，由这种技术构造的控制系统称为数控系统（Numerical Control，简称数控（NC）。由于近20年计算机的快速发展，数控系统已经全部计算机化，所以现在又将数控称为计算机数控。将由数控系统控制的机床称为数控机床

20世纪末，由于微电子技术的飞快发展，使数控系统的性能有了极大的提高、功能不断丰富、满足了数控机床自动交换刀具、自动交换工件（包括交换工作台、工作台立、卧式转换等）的需要；而且还进一步满足了在数控机床（1～2台）之间，增加自动输送工件的托盘站（ APC）或机器人传输工件，构成柔性制造单元的需要；以及实现了由多台的数控机床（含加工中心、车削中心）传送带、自动导行小车（AGV- Automated Guide Vehicle）、工业机器人（Robot）以及专用的起吊运送机等组成的柔性制造系统FMS的控制。此外，还有由加工中心，CNC机床，专用机床或数控专用机床组成的柔性制造线（FML）；或多条FMS配备自动化立体仓库连接起来的柔性造工厂（FMF）

随着信息技术、网络技术、自动化技术的发展、在数控技术（机械制造业中则体现在数控机床上）的基础上，将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机及其软件的支撑下，构成一个覆盖整个企业的完整而有机的、以实现全局动态最优化、总体高效益、高柔性，并进而赢得竞争全胜的计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System-CIMS），这一发展趋势至今仍然方兴未艾。

仅就以上几点，虽然不是先进制造技术的全部，但足可以看出，数控技术是如此广泛、深入、系统地影响着先进制造技术，并强有力地支撑着先进制造技术，正迅速的发展着。

2.国产数控机床技術的不足

长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年。在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时，中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。

国外公司在中国数控系统销量中的80%以上是普及型数控系统。如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，提高中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品，提高中国高档数控系统总体技术水平。

3.数控技术在机械制造中的应用

3.1工业生产

工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上，或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下，完成人类难以完成的工作，很大程度上改善了劳动条件，保证了生产质量和人身安全。

3.2煤矿机械

现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一此零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。

3.3汽车工业

汽车工业近20年来发展尤为迅猛，在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。

将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形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，不仅如此，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。

参考文献：

[1]马岩.中国木材工业数控化的普及[J].木材工业，2013（2）.

[2]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，2012（9）.