解读数控技术在机械加工中的应用与发展前景

宁 宇

（青岛工程职业学院，山东 青岛 266000）

在机械加工当中，对于数控技术的使用，不但能够节省大量的物力资源和人力资源，还能将生产效率有效提升，使生产成本降低，对经济和社会效益的增长有非常大的促进效果。所以，在当前的机械加工行业当中，对于数控技术的使用十分关键，是重要的技术手段之一。因此，本文针对机械加工中数控技术的有效应用，给予了详细的分析。

1 数控技术概念以及特征分析

在机械领域，对于数控技术的使用，简称为数控。具体来说便是利用数字控制的形式将自动化控制实现。在目前的发展阶段，数控技术的应用可以控制角度、位移等一些机械量，从而使加工效率有相应的提升。在数控技术实际生产时，需要借助数据载体以及二进制形式的数据运算，才能将相应的工作内容完成[1]。应用数控技术是对机械制造行业进行改革和突破的重点内容，使得国民经济有很大的提升。该项技术在很多领域都有所涉及，例如：工业领域、医疗器械领域以及汽车领域等等，对国家支柱性产业起到的促进作用不容忽视。其中，数控技术最突出的特征便是有非常高的精度且适应性极强，在生产时可以保障高效率的生产且质量稳定，还能精准完成十分复杂的动作，产生的经济效益非常突出[2]。

2 数控技术应用在机械加工当中的优势分析

2.1 有益于强化生产效率

在机械加工领域，对于该项技术的使用，可以将生产效率进一步提升，同时将人力资源、物力资源的投入减少，这样便能对企业的生产成本给予保障。此外，在机械加工精度提升方面也非常理想，使得行业的经济和社会效益有很大程度的提高。该项技术可以利用数字化技术实现数字化控制机械加工的目标，以便使人工的劳动强度有所降低，使机械加工生产当中突出人性化生产的原则。并且，因为数控技术可以满足高效率生产的需求，帮助管理人员将管理水平提升，所以生产管理效率与之前相比有很大进步，使企业具备更强的竞争能力，完善了内部发展[3]。

2.2 可实现对机床的最优控制

在机械加工当中，对于数控技术的有效应用，可以实现最优化控制机床的目标，进而使机械生产效率得到更高的保障。在具体加工时，会涉及到很多的步骤以及因素，例如：设备、材料以及加工过程。通过数控技术，可以将这些因素构成相应的代码，之后对其实施把控，以便完成机床控制的目标。

2.3 有益于机械行业的未来发展

在机械加工技术当中，数控技术十分关键，可以将机械加工当中的集成、柔性以及虚拟技术进行集成，使其成为一体，进而使机械加工效率有效提升[4]。不但可以简化非常繁杂的加工工艺，还能对生产的效率以及质量给予保障，也使机械行业进一步迈向了数字化以及智能化的发展方向。

3 数控技术在机械加工生产中的应用分析

3.1 应用在机床当中

之前的机械加工制造生产，最关键的因素便是对机械的设置，所以会有一个固定的基本思想，对机械加工制造生产是否能够良好运转的确定，最主要的因素便是查看机床的装置是否可以对加工整个过程的完整运行给予保障。现在，在机械加工当中，对于数控技术的有效应用，最突出的作用便是在使用机床时能够将计算机控制系统融入其中，以便利用计算机控制的形式，实现控制机床加工生产的目标，这便是数控机床[5]。这种全新的工作原理以及方式，可以借助计算机运行程序当中的数字代码，对生产过程当中的操作控制手段进行表示。并借助控制中间程序，在专用计算机程序当中直接展示数字形式的信息。所以，工作的整个过程可以接受计算机对加工过程当中的各项信息数据的收集和处理，之后再借助计算机开启指令，能强化控制机床当中的相关执行件和系统，这样机床便能对所需的零件以及设备进行生产加工[6]。

3.2 应用在工业当中

在当前的工业发展当中，对于工业机器人的使用，属于一种全新的新型技术，对工业生产线提出的高效率作业目标进行了满足，也将工作人员的工作压力和负担减轻。工业机器人的构成包括：控制系统、驱动系统以及执行单元。工作的原理相似于数控系统，在工业活动开展时，工业机器人可以在环境非常恶劣的生产环节中使用，或者在人类无法正常工作的场所内应用。例如：在太空的空间实施生产活动，也可以在工业生产活动当中对人工进行替代，使人工负担有所降低，强化生产效率。例如：在零件装配环节和喷漆等工作环节都可以使用机器人进行人工替代[7]。此外，机器人不但可以达到人工的工作境界，还能对一些人类无法开展的肢体活动进行替代，使人类的工作量有所减少。在目前的工业发展当中，对于数控技术的使用十分广泛，使得传统工业当中以第一劳动力作为发展的情况有所改善，工人的工作压力以及工作强度有明显降低。同时，工作环境也有一定程度的改善，因此在工业生产的各个环节当中，有效应用数控技术产生的意义和价值十分关键。

此外，在操作和控制工业机器人当中，工作原理为计算机系统结合机器人共同将控制工作完成。控制中心会将工作所需的控制指令程序发送给机器人，之后控制机器人结合具体的要求开展相应的工作行为。其中，控制行为的核心内容便是计算机控制系统，通过这种联合工作的形式，一旦内部的某项环节有问题产生时，传感系统便会第一时间在控制中心中反馈问题，给出相应的保护动作。管理人员收到反馈之后，会及时开展维修，以免问题和故障进一步加大。其中，执行机构由机械部件以及伺服机构共同组建，因此需要执行部件提供非常强的动力，才能对机器人的整体正常运作给予保障[8]。

3.3 应用在采煤机生产制造中

我国的煤炭数量非常大，有一定的开采难度，以往采用的工具并不能对当前的采煤需求给予满足，所以需要完善传统的煤矿开采设备。其中，借助数控气割的形式，针对采煤机当中的叶片以及滚筒实施下料，可以将采煤的工作效率有效提升。这种全新的工作方式与龙骨板工艺程序进行了结合，对传统的煤炭生产方式进行取代，使得传统手艺中存在的不足和弊端有所规避。具体的工作原理便是，借助数控气割机器设备开展的管理和控制，进一步实现对缝补的自动调控，从而对程序的整体控制给予满足，达到对缝补的切割目标，进而产生更快的切割速度，产品质量也更加突出。

3.4 应用在机车工业当中

因为生活水平以及经济的快速发展，使得汽车行业迎来了更多的发展机遇，所以需要进一步将零部件加工技术提升，使其能够迎合时代的发展脚步，提升加工质量。应用数控技术，可以将零部件的制作进程加快，即使是非常复杂的零件，也能快速完成。此外，在对虚拟制造技术、柔性制造技术以及集成制造技术应用过程中，为汽车加工的未来发展提供了更多的便利条件。

3.5 应用在机械制造中

在机械制造行业当中，机械设备需要对产品质量以及生产效率给予保障，是非常关键的设备，也是机械制造行业发展的实力。在当前科学技术不断提升的过程中，机械制造行业正在针对机械设备进行更新和优化，且有非常多的专业人员正在不断创新设备技术，以便对机械制造当中的速度、精度、以及效率给予更好的保障。在机械制造行业当中，对于数控技术的有效使用，可以对设备加工的精度以及速度有效控制，进而全面提升质量和效率，对机械制造行业的可持续发展起到了非常大的推进效果[9]。

4 数控技术的发展前景分析

4.1 高速、高精以及高效化

针对机械制造技术的有效发展，对于精度、速度以及效率的追求，始终是重点目标。在发展数控技术当中，通过高速CPU 芯片、RISC 芯片以及多CPU 控制系统、交流伺服系统的有效应用，将机床的性能进行了高效改善，所以未来的机械制造将迈向更加高速化、精准化以及高效化的方向。

4.2 柔性化

数控技术柔性化，具体来说便是数控系统自身具有的柔性以及群控系统具有的柔性。数控系统自身具有的柔性，简单来说便是数控技术对模块化设计进行应用，有非常强的裁剪性，进而对不同的要求和目标给予满足。群控系统当中提出的柔性，具体来说便是群控系统可以对提出的各项生产要求，自动调控好物料以及信息等一系列内容，进而最大程度的将群控的功能发挥出来。

4.3 工艺复合化以及多轴化

机械加工当中为了将加工时间缩短并规避出现不必要的加工工序，机械行业会对复合加工进行使用，并逐渐迈向多轴化发展。针对数控机床加工的具体过程，采用的工艺复合简单来说便是在一台机床上针对一个工件完成多个加工工序。在目前的数控技术轴当中，西门子880 控制技术中的轴数已经达到了24 轴，未来还会有更大的提升和优化。

4.4 绿色化

因为绿色化发展的思想深入人心，在开启可持续化发展的今天，人们有着非常强的环保意识，其中，低碳节能等已经成为了时代发展的标志和不可或缺的内容，也是所有行业重点关注的问题。其中，数控技术也需要跟随时代的发展迈向绿色化。此外，国家针对绿色化发展，提出了各项策略和方案，也鼓励数控技术结合绿色化发展的目标，开启绿色节能的发展方向。同时，在机械加工制造以及国家现代化发展建设当中，对于数控技术的使用已经非常普遍，不可或缺，是提升国家综合实力的关键技术。为了实现制造大国迈向制造强国的发展目标，数控技术一定要结合国家的发展方向，充分融合绿色化发展的思想理念，以便对国家的发展起到更强的推进和促进效果。

4.5 实时智能化

在数控机床当中已经使用了实时系统，但具体的工作环境还需要进一步提升，不是非常理想。实时系统最关键的作用便是调度任务，使其在设定的时间内将任务目标完成。在科学技术逐渐提升之后，人工智能结合计算机已经开启了智能化操作时代，将实时系统结合人工智能，可以使人工智能迈向有着实时响应的领域持续发展，且实时系统会向智能领域进一步发展，这样便有实时智能化领域产生。在数控技术发展中，实时智能化的探究方向主要包括：①自适应控制；②神经网络控制；③专家控制；④模糊控制；⑤前馈控制；⑥学习控制等等。例如：在高速加工过程中，综合运动控制当中，将提前预测、预算功能提前引入，并借助模糊控制有效控制位置、速度、温度和压力，可以整体提升数控系统的控制性能，进而实现最理想的控制目标。

5 结语

总之，在当前的发展时代，机械加工行业对于数控技术的使用已经非常深入，是不可或缺的关键性技术。此外，机械加工行业为了获取进一步发展，满足国家发展的需求，需要将数控技术不断提升和优化，使其在应用中得到持续性升级改造，从而具备更强的实力，全力促进我国工业化技术水平的提升。