探究现代机械工程同数控技术的联系

张广玉

摘要：本文大体上描述了数控技术的发展历程，探究了机械加工制造与数控技术的联系及其相互之间的影响。记叙了数控技术的应用给现有技术和制造加工业带来的影响。本文还从数控机床结构、加工单元、系统以及计算机辅助等多方面进行探究，并对数控技术未来的发展和智能化趋势作出了展望。最后从数控技术的核心技术组成方面论述其本源。

关键词：成组技术;液压技术;现代制造技术;数控技术

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）08-0005-02

0 引言

在我国，数控技术率先在机床方面广泛应用。机床数控技术就是利用数字计算机技术将机械运动和制造技术相结合的一项升级型技术， 不仅这样， 机床数控技术还将现代控制传感技术、光电技术等融入其中， 让机床数控技术变得更加智能化， 并逐渐成为一项集成化机电一体产品， 渗透到我国工业的方方面面中。不仅仅是在我国工业发展过程中， 在其他国家也同样如此。机床数控技术从一定程度上来说可以代表国家工业发展水平，同时它也对现代机械工程产生了深远的影响。

1 成组技术

1.1 成组技术与数控技术

成组技术与数控技术之间的联系是十分紧密的，成组技术是数控技术成功应用发展的基础。在如今，数控技术与成组技术高速发展，有机融合，有力的推动了制造技术的发展。以数控机床为主辅以成组技术建立的柔性加工系统，可以顺利的完成多个品种、小数量的加工制造。成组技术和数控技术的结合不仅为我国的加工制造业做出突出贡献，而且它还为计算机辅助设计CAD与计算机辅助制造CAM提供了技术支持，充分发挥了数控技术的巨大优势。

1.2 对布置设计和生产组织形式的作用

伴随着数控技术的不断完善与发展，相应的工厂的生产组织形式也在不断发生变化。成组工作制由轮换制变化为自制工作制，成组生产单元也由原先的单机成组生产单元转变成了现在的自动化成组生产单元。对于布置设计方面来说，当计划工厂组成成组生产单元时，会让其呈现由低到高的拥有不同工艺能力的台阶式表现，即采用台阶式成组单元组织结构。对临时市场供求需要讲，低层次单元可以完成高级单元的一些生产任务，而工艺能力高级的单元也可以完全胜任低层次单元零件的生产，这种组织结构会为将来生产中调整和均衡各级生产单元的负担带来巨大的便利。

1.3 对成组管理生产方法造成的影响

数控技术与成组技术都以提高小批量、多品种的生产水平为重要要求。数控技术是通过实现工序的柔性自动化，而成组技术是通过对加工对象的合理组织。尽管数控加工有巨大优势，但是如果在生产过程中没有合理的组织，还是难以获得良好的经济成效，而成组技术的实施便可以将上述问题予以解决。而数控加工技术在实行成组技术的企业中实施，则又可将成组技术的效果进一步提升。

2 机械制造技术

2.1 使机床结构的改变

数控机床对机械结构的要求：（1）较高的机床静、动刚度。（2）减少机床的热变形。（3）减少运动间的摩擦和消除传动间隙。（4）提高机床的寿命和精度保持性。（5）减少辅助时间和改善操作性能。为了满足这些针对传统机床的弱点提出的要求，保证数控设备的高精度，就需要不断研究新技术、新材料。

2.2 数控浪潮下的现代制造技术

伴随着数控技术的持续进步，传统制造业的变更也逐渐开始。工业制造的自动化和智能化程度不断加深，数控技术逐渐在机械制造加工行业占领了重要地位。传统工业结合数控技术的主要方面有FMS系统，DNC系统，CIMS系统，STEP—NC技术，数控技术与人工智能技术的深度结合。

2.2.1 柔性制造系统（FMS）与柔性加工单元（FMC）

FMS，是由一个物流运输系统将一组数控设备联结起来形成的控制系统。该系统能够进行无固定加工顺序的随机自动制造，同时被中央计算机集中控制。它廣泛运用于中小型企业，具有高效率、小规模、低成本的优点。FMC，是加工中心配上工件托盘库及托盘自动交换装置的加工设备。它具有较高的柔性，可以满足大批量的高效生产。

2.2.2 计算机集成制造系统（CIMS）

计算机集成制造是综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术系统工程技术，通过计算机软硬件，将企业生产全部过程中的有关的技术、人员、管理经营及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统.它以计算机技术为核心，成为了现代加工制造业的重要技术之一。

2.2.3 分布式数控（DNC）

DNC系统是使用一台计算机控制多台数控机床的系统，即群控系统或分布式数控系统。该系统可以把加工车间内的数台数控机床联系在一起，组成一个大的数控加工系统，大大减少编程量，适用于大规模加工。

2.2.4 STEP—NC技术

STEP-NC技术最早由欧共体提出并建设， 中国、美国、韩国在后续发展和研究中也加入其中。该技术在应用过程中， 存在重复应用各类信息、智能控制加工方式、直观展现加工任务、产品信息描述完整等优势。数控技术研究的核心内容是为了能够让整个产品加工系统按照设计出的图纸改变刀具的运动模式， 从而按照设计图进行产品生产， 所以在系统的运行过程中， 数据存储文件的读取成为整个系统的研究重点。传统STEP-NC技术中， 数控技术方面应用间接解释的方式进行控制， 这种方式应用效率较低， 无法发挥该项技术的优势， 而直接解释和自适应解释方式都能够修正间接解释中存在的问题， 所以对于系统建设来说， 需要能够应用高层产品信息进行产品加工， 以实现对加工设备的有效控制。

2.2.5 数控技术与人工智能技术的深度结合

在科学技术水平日益进步的当下，云计算、人工智能、大数据等技术取得了重大的突破。人工智能技术与数控技术逐渐深度融合，为现代制造业提供了核心的动力。在此背景下，数控机床企业需积极探索如何加快智能机床的研制和应用，是步步紧跟国外机床企业的步伐，还是有所创新和突破？我建议推动新一代人工智能技术与数控技术的融合，形成新一代智能机床，以期为数控机床产业带来新的变革。

3 液壓技术

液压技术是机械加工制造业及其他一些行业的动力源泉，在运动、动力参数的把控上具有很高的便利性。该技术拥有传递效率高，低速复合特性好，动作实现容易等优点，因而广泛应用于工程机械领域。液压技术水平，已经成为了国家工业化水平程度的体现。

4 结语

可知，数控技术的进步对我国现代加工制造行业有重要意义，对机械工程领域的发展起到了推进作用。它是电子信息、机械、成组技术、液压传动等已有技术综合集成的技术群组，在未来将会与人工智能技术紧密结合向智能化逐步发展。

参考文献

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Exploring the Connection Between Modern Mechanical Engineering and Numerical Control Technology

ZHANG Guang-yu

（Jinzhong College，Jinzhong Shanxi  030600）

Abstract：This paper describes the development of numerical control technology in general， and explores the relationship between machining manufacturing and numerical control technology and their mutual influence. It describes the impact of the application of numerical control technology on the existing technology and the manufacturing industry. This paper also explores many aspects of CNC machine tool structure， processing unit， system and computer aid， and looks forward to the future development and intelligent trend of CNC technology. Finally， the origin of the core technology of numerical control technology is discussed.

Key words：group technology;hydraulic technology;modern manufacturing technology;numerical control technology