新时代下数控技术在自动化机械制造中的应用

李 研

(吉林城市职业技术学院，吉林 长春 130114)

1 新时代下自动化机械行业数控技术的发展现状

近年来我国在机械制造的智能化、网络化、复合化、功能复合化、自动化、全面数控化与开放性等领域也取得了一定成绩[1]。从智能化与网络化发展方面来看，最先进的数控系统能够实现生产线的远程控制，同时用户可以通过在PLC系统中编辑特定代码以满足用户个性化制造生产需求。在这其中，数控系统起到了重要的数据中转作用，在其内部设置有丰富的数据接口，能够满足远程操控，自动化指令输入的瞬时处理需求；在功能符合化方面看，当前国际主流数控厂商不再局限于单一技术形式的系统，而是尝试对多样化技术予以融合，如计算机辅助制造系统(CAM)和计算机辅助设计(CAD)，或是计算机辅助工程(CAE)[2]。数控技术与其紧密融合，有效地提升了制造产品的精度、可靠性与效率。国内应用的JD50数控系统则很好地将上述技术融于一身，优化了测量技术。多种技术优势互补，也有助于实现技术误差与理论误差的相互补偿，数控系统自动化调控也大大提升了产品制造的精度、稳定性水平，有效地弥补了制造偏位、来料变形等问题。针对精细化机械制造应用复合式系统尤为必要；从开放性方面来说，云端大数据技术的发展已使得数控系统开放性已成为趋势。PLC系统是核心，宏程序、外部功能调用等功能则是实现开放性功能的主要环节。经由在PLC系统中提供充足且多样化的数据接口，有助于实现数控系统的功能集成，也有助于为未来制造业厂商更好地实现自动化系统的改造提供了充足的软硬件支持。当前，将数控系统接入工厂内部网络，甚至是云端网络，能够实现资源的最大化调取，简单的如机床远程控制、机床状态监控、机床信息获取、加工文件操作等行为均可通过系统内置的网络接口实现[3]。

2 工业制造中数控技术的应用

在当前PLC控制系统多与数控系统相结合，电脑通过解析自动化控制系统传输的代码，并对机械设备整体的运行状态予以分析，实现设备运行时的故障自诊断、监测功能。设备伺服电机系统在产品制造中起到生产响应的作用，经由调动驱动系统，以调动下一步生产工序。若数控系统可接入云端，则设备故障自诊断与响应时间间隔将显著降低，工业生产中常见的各类突发状况的处理也能更加有效。缩短设备故障及维修的时间，以提升生产效能及设备安全性，为企业创造出更高的经济效益[4]。智能化也是未来工业制造中数控技术的一大显著趋势，部分科技含量高的企业基本实现了工业生产的半自动甚至全自动化，针对生产的关键环节也能做到自响应与持续控制，甚至无人化操作。智能化系统中的深度学习功能、自动调整功能，能减少计算机数据处理时的负荷，减少计算误差，既提升了数据处理效率，也提升了数控系统运行稳定性。

3 机床设备中数控技术的应用

机床性能在一定程度上决定整个设备生产线的生产效率。机械制造中，机床所凝聚的技术含量较高。特别是在当今自动化背景下，数控机床可执行的功能则更为多样。当今我国的数控领域，智能机器人数控技术是发展的前沿，针对需工序反复的环节，其不仅能够提高生产的精度，更能提升生产效率，既能有效改变传统机床生产精度不高、自动化不高的现状，又能提高故障处理效率，延伸机床应用价值及使用寿命，单位时间内创造出的经济效益可得到大幅提升。

4 航天工业及汽车领域中数控技术的应用

未来社会对汽车、航天领域的发展提出了更高要求，这也就要求相关人员必须提升这2大行业设备制造的标准。首先从航天工业领域来看，数控技术水平的提升使得所生产出的航空部件具备更高精度、高可靠性与高性能的关系。高度智能化PLC系统的应用也使得我国可以生产更多难以加工的材料、高精度、弱钢度且结构复杂的零部件。2015年，我国在中国航天高端制造领域，首次不依赖进口设备，而应用国产数控机床。部分机床主机、重型锻压装备能平稳运行2000h以上，已经赶上了先进国家的步伐。国产数控技术在性能支持上、功能支持上越来越丰富，其中涉及到的核心部件在使用性能上能满足高精尖设备生产的要求；针对航天设备生产中的重点生命保障装备的“有无问题”正逐步得到解决；从整体上看航天制造工业智能化、自动化进程正在逐步推进，数控化制造新格局正逐步形成。从汽车制造领域来看，智能机器人数控技术正在被逐步推广，针对一些设备制造生产过程中需要高温高压甚至是高辐射的危险系数较大的生产环境，则可由机器人代为完成，不仅能获得远超人工生产的设备精度，也能保证生产部件的质量。得益于智能机器人自主性高、适应能力强的特点，用户能在整个生产过程中实现远程化自动化生产，控制系统的实时监测，云端数据分析也能显著提升产品合格率，提升产品生产效率与质量。

5 煤矿机械领域数控技术的应用

我国是世界上煤炭需求量最大的国家，因此，我国在煤矿行业的发展是有目共睹的。进入到新时代，人们对煤矿资源的需求变得更为多样。在部分条件恶劣的地区，蕴含着丰富的煤炭或油气资源，但受限于环境，人们没有过多地涉及。而智能数控机器人的应用则可以有效地弥补上述问题，技术加持下也可以使煤炭开采效率及开采质量达到更高的水准。自动控制与信息化数控技术载体，不仅能提升数据处理效率，降低施工危险程度，也能扩大生产规模，提升煤炭开采便捷度。用技术促进煤炭行业在新能源时代的进一步发展，也正符合其发展趋势。

6 结语

虽然电子技术的发展提升了我国机械制造业的自动化水准，但在自动化大规模核心控制单元，如数控机床的核心数控产品、机器人生产领域，尚处于不断发展的阶段。故在未来，我国的机械制造业要尽全力发展数控技术、智能装备，发展和培育自动化数控产业。