数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析

吴佳伦

随着社会的发展，我国的机械行业也取得了巨大的成功，加工生产技术也有了进步。数控技术，如新型控制技术，在制造业中得到广泛应用。数控技术在机械加工中的应用，不仅节省了人力物力，还能提高生产力，降低成本，提高企业的经济和社会效益。 因此，数字控制技术被认为是主要的生产技术之一。 随着市场竞争的加剧，数控技术已成为一种先进的生产技术和武器。 现有的加工方法不同，数控技术不仅是现有加工机床的实际使用，而且对复杂零件的加工也是不可能的。它不仅可以控制和监视计算机的运行，而且还补充了数控技术和加工技术的新变化。这是我国机械行业未来发展的大势所趋。文章分析了数控技术，具有一定的研究价值和意义。

1 数控技术发展情况

1.1 数控技术主要特点

（1）数控技术的便利性

数控技术在机械领域已简称为数控，数字控制从名称上看就是自动控制。目前，数字化管理技术主要包括角度控制、偏移等采用数字化技术的技术，主要基于数据载体数据处理和二进制数据系统[1]。数控技术的使用，不仅给机器带来了革命性的变化，也为中国国民经济的发展做出了贡献，对汽车、工业、医疗设备具有优势。这对我国基础产业的发展非常重要。数控技术具有灵活、准确、质量稳定、性能好、能够执行复杂动作和良好的经济效益等特点，由于输入数据的采集和处理可以通过编辑软件来实现，现代数控技术有了很大的提高，让机器生产和设备效率更加具有灵活性。数控加工技术可以处理传统机器难以掌握的复杂形式的零件弯曲；方便重新调整参数可以改变团队处理和开发新产品的过程；工件可以同时与多个工作目标结合，确保高质量的加工精度，减少额外的时间；使用标准组合刀，同时缩短更换和安装刀片的时间，提高标准化和控制水平，适用于电脑制作。

（2）数控技术的高效率

首先，数控技术在机械生产中的发展和应用，可以进一步实现一次装夹工件完完成多道工序的加工，从而保证加工精度，减少辅助时间；其次，数控技术在机械制造中的开发应用可以正常完成高质量复杂零件和机床难以完成的零件表面形状的加工；最后，采用模块化的标准工具不仅减少了刀具更换时间和安装时间，也提高了工具的标准化和管理。

当然，随着微处理器的发展和现代先进技术的飞速发展，无论是从加工生产技术的发展，还是从机械设备的维修、检测和集成水平，都会有很大的提高。我国现代数控技术的发展仍是模仿国外产品，缺乏技术创新。这不仅是引进技术消化不足，更重要的是我们缺乏完善的创新技术环境和适当的创新机制。而且我们产品的可靠性和稳定性不高，联网水平不够，目前主要用于一些程序的传送。串行通信技术的集成、远程问题解决和联网水平有限。因此，我们在数控技术的研究和应用上还有很长的路要走。

1.2 我国数控技术发展情况

自1948年美国帕森斯公司首次提出使用数字脉冲控制机床的构想以来，数控技术已经发展了60多年。运用在晶体管数控、中小型IC数控、小型计算机数控、微处理器数控等领域。今天的数控技术也叫计算机数控技术，在加工过程中，各种机床控制指令用代号表示，然后将代号输入到数控装置中，对刀具的运行和设备进行机械控制。

我国从1958年开始研究数控技术，但当时由于各研究机构和大专院校对数控技术的投入和认识严重不足，研究效果不理想，收效甚微。“九五”之后，随着科学水平和计算机、硬件技术的不断提高以及国家对一大批关键数字控制系统的投入，我国的数字控制技术有了质的飞跃，很多制造企业正在逐步从传统的封闭式数控转变。该系统已改造为目前带有PC的开放式数控系统。现代数控技术的应用，不仅使我国机械加工企业生产的零件精度越来越高，而且其生产水平也得到了很大的发展。根据我国的四个五年计划，过去50年的数控技术进程为数控系统、数控机床、数控伺服驱动系统、数控主机、专机及其最基本的配套技术具备商业化开发基础，初步创建数控机床产业基地，成立数控技术研究组。

但是，我国的数控技术还存在很多不足。技术落后国外先进技术十余年，先进技术方面比较落后。在工业层面，市场占有率很低，品种覆盖面小，生产还没有完全完成。生产水平和功能部件不完整，图像质量较低。可靠性低，产品不足，缺乏内部数字控制系统，用户信任度不足，数字管理技术的范围扩展性很差，相关标准制定标准滞后。

因此，从国家战略实际出发，进一步发展我国数控技术，必须兼顾国家战略需要和国民经济市场的需要，发展先进的数控技术。重点应放在生产力、教育和科学研究上。在竞争中领先于最终用户数控技术，专注于创新。重点是开发和建设具有自主知识产权的技术和产品，以确保受控和管理行业和中国产业的可持续发展。

2 数控技术在现代加工中的优势

首先，在现代机械加工中采用数控技术，可以有效提高生产率，减少人工和材料浪费现象，降低生产成本，提高加工精度，提高机械工业的经济效益和社会效益。此外，数控技术可以利用数字化加工技术实现数字化，有效降低工人劳动强度，实现现代化加工生产的人性化。有效的芯片控制技术可以提高企业的市场竞争力，提高高效生产管理水平，促进企业发展。

其次，数控技术可以在加工过程中对机器进行优化控制，保持机械生产的效率。加工工艺主要涉及加工设备、材料、加工阶段和数控技术，这些因素以代码的形式形成，最终通过控制来控制对刀机构。数控技术在机械生产中的发展和应用是新时代数控技术发展的必然趋势。数控技术的便利性体现在很多方面。 数控技术在机械生产中的发展和应用，减少了机械生产的生产过程，减少了机械生产的生产过程，其便利性就会显现出来。并且，数控技术在机械生产中的发展和应用，也可以改变机械生产中的加工参数，改变机械生产中的加工参数后，我们的机械生产会更加方便。

最后，加工技术可以带动机器生产的发展，数控技术是关键的加工技术之一。数控技术包括柔性加工技术、综合技术和虚拟技术，能够有效提高加工效率，简化复杂的加工工序，保证效率和质量，推动机械生产数字化、合理化、现代化和简化的发展。当然，随着微处理器的发展和现代先进技术的飞速发展，无论是从加工生产技术的发展，还是机械设备的维护、检测和集成水平，都会有很大程度的提高。我国现代数控技术的发展仍是模仿国外产品，缺乏技术创新。这不仅是对引进技术消化不够，更重要的是我们缺乏完善的创新技术环境和适当的创新机制。而且我们产品的可靠性和耐用性不高，联网程度不够。目前主要用于播放一些节目。串行通信技术的集成、远程问题解决和联网能力有限。因此，我们在数控技术的研究和应用上还有很长的路要走，我们已经迫不及待地等待中国数字化制造技术的早日到来。

3 数控技术在机械加工中的应用

我们首先要继续关注过去的工业生产，了解我们在工业生产中的工作，保持工业生产的效益。只有充分了解传统的工作模式，才能在工业生产中使用数控技术获得更多的经验。因此，我们需要积极探索数控技术的其他用户体验。对于在工业制造经验中使用其他控制芯片方法，我们必须坚持“交易主义”方法，充分利用其他控制芯片方法。缺点是在工业生产中积极使用其他数控技术。同时，我国企业必须团结起来，充分利用工业生产中使用其他数控技术的经验，不能照搬，要具体问题具体分析；准确掌握国外先进数字控制技术在工业生产中的经验和方法。先进的数字控制技术是我们工业生产的良好资源，但我们需要充分了解先进技术如何控制工业生产中的数字控制，需要结合中国的具体情况。我国利用这些来源的经济形势和特殊的市场条件，在工业生产中没有模仿国外先进数控技术的经验和方法，而是采用国外先进数控技术在工业生产中的创新经验和方法。根据我国国情、公司自身情况及新时代使用要求。

3.1 数控技术在工业生产中的应用

数控技术用于工业机械设备的生产线或用于复杂困难的工况。在当前操作中，动力单元为执行器提供动力，使执行器在控制元件操作的影响下完成预设的操作。控制单元由计算机系统组成，在操作结束时同步检测并执行操作。当发生错误或故障时，检测和控制系统返回控制单元以触发警报和适当的保护操作。数控技术在工业生产中的应用，有助于改善劳动条件，使员工更安全，省力，提高生产效率，保证生产质量。

3.2 数控技术在煤矿开采中的应用

现代煤炭切割器的不同外壳的原料越来越多地使用焊接，传统的机械加工使得完整的切割变得困难。数控技术可以对组件的实际轮廓进行编程，而不是以前使用数字切割的复制方法。使用数字刀控制可以加快切割过程，提高采煤生产的速度和质量，避免人工采煤的风险。

3.3 数控技术在机床加工中的应用

机床加工是机器生产领域的生产要素，但同时也是重要的生产要素。没有机床加工，任何零件都不能开展所有加工工作，为了确保专业人士使用数控技术达到良好效果机床加工的效率和质量，多地专家都开展了相关的实验并取得了良好的效果。在实践中，传统的加工有些粗糙，精度达不到标准。但是采用数控技术不仅提高了机床加工的精度，而且提高了机床加工的自动化生产，大大提高了性能。

3.4 数控技术在机械生产中的应用

我国的工业汽车发展非常快，相对的汽车零部件生产行业的发展也非常快。数控技术的广应用更加推动了其加速实现。数控技术可以轻松提供复杂零件的加工和生产，在机车生产中，数控技术广泛应用于虚拟生产技术和柔性生产技术、制造技术集成等非数控加工生产中，目前我国机车制造行业已经不能离开数控技术的支持。

3.5 机床设备中采用数控技术的应用

机床设备是机械设备制造中最重要的因素，控制硬件是现代发动机集成的重要组成部分。数控技术在机床设备中的应用是利用计算机技术（即机械数字控制）对机床进行实时加工的计算机控制系统。加工所需的数字控制是将各种动作和步骤用数字代码表示，刀具与工件的相对运动，数字信息通过特定的控制介质和数字代码进行处理，然后传送到计算机。在输入操作中，将发送命令以检查伺服驱动系统或其他机床操作员并开发必要的组件。

4 数控技术发展趋势

迄今为止，数控技术已广泛应用于我们的机械生产中，并且在数字控制技术研究的发展和方向中发挥着越来越重要的作用。随着计算机技术的发展，数控技术的实时智能化和软硬件的开放将成为数字化管理技术的主要研究领域。实时智能数字化管理技术，可实现加工过程中技术参数的自动生成、控制过程的调整和电机参数的调整。这些特点不仅保证了生产过程的顺利稳定，也为公司节省了大量的人力和经济成本。芯片管理系统的软件开放，让用户可以根据自己的需求自由开发芯片管理系统的二次开发，厂商不限制使用权和使用范围。

4.1 高速高精度加工技术的发展趋势

高效、优质是现代生产技术发展的关键。速度和精度是芯片控制系统的两大主要技术指标，直接关系到技术产品的效率和质量。高速精密加工技术可大大提高现代生产效率，提高产品质量，缩短生产周期，提高市场竞争力。

4.2 灵活性

灵活性包括两个方面：一方面是数控系统本身的灵活性，模块化设计，功能覆盖，切割能力强，很容易满足不同用户的需求。另一方面，群控系统是灵活的。同一控制系统可以根据不同生产过程的要求，自动、动态地调整物料和信息的流动，提高群控系统的效率。

4.3 开放性

开放式数控系统已成为数控系统发展的趋势。传统的数字控制系统是一个单独的封闭系统，存在兼容性和技术改进方面的问题。开放式数字控制系统是一种设计的控制系统，可以在单一操作平台上为机床制造商和最终用户修改、添加和切割结构对象，并创建批次。

4.4 多轴性

多功能芯片控制系统可以充分利用设备的优势，开发多轴、多系统直接控制功能。多轴机床可以对数控机床所附的刀具、轴旋转等零件进行自动操作，不仅灵活性高，而且效率更高。

4.5 整合性

数控技术的集成主要与工业有关。 在数字化高密度三维设备管理系统中使用改进的IC设备，降低空间使用浪费，提高可靠性。使用光缆传输信号，减少铜线的使用效率；数控系统采用链接忽略方式，进一步减少了连接数。

4.6 智能化、网络化

实时系统已经存在于数控技术上，但其工作环境并不理想。它的主要功能是协调任务，使他们能够在特定时间执行任务。随着科学技术的发展，人工智能和计算机已经实现了智能化操作。通过实时系统与人工智能交互，人工智能进化为实时响应，实时智能系统进化智能改变，打开了实时智能的边界。在发展数控技术的过程中，许多领域都需要实时搜索：柔性控制、自适应控制、神经网络控制、训练控制、主动控制等、专业诊断系统、自动参数、刀具控制和补偿。高速时综合控制、预测函数和动态函数并应用关于压力、温度、位置和速度的不确定性，大大提高了数字控制系统的运行，从而达到最优控制的目标。

5 我国数控技术发展和产业化的战略思考

5.1 战略考虑

我们必须从国家安全战略的角度高度重视数控技术和产业问题，首先，从社会保障的角度来看，因为加工行业是我国就业人口最多的行业，发展制造业不仅可以提高人民生活水平，而且可以缓解我国就业压力，维护社会稳定。其次，从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，以实现对我国的禁运和限制。

5.2 发展战略

以我国基本国情为导向，以国家战略需要和国民经济市场需求为导向，以提高我国制造装备产业整体竞争力和工业化水平为目标，采取系统性选择引领中国生产。21世纪初，以产业发展和改进的主要技术和支撑工业化发展的配套技术和配套技术为研发内容，实现制造装备产业的快速发展。

数控技术是随着数字化时代的到来，在机械加工和制造中得到广泛应用的新技术，标志着新生产力的发展方向，具有划时代的意义。目前，我国数控机床取得了可观的成绩。产品品种、技术水平和质量有了很大的发展。据了解，我国市场上数控机床有1500余种，在所有金属切削、锻压机床中居于前列。

首先，数控机床的应用领域不断扩大。近年来，我国机床工业在国家重大工程和国防工业建设中得到广泛应用，在航空航天工业中，数控精度不断提高。 SSCKZ80-5型五轴车铣复合加工中心在航空、船舶、轨道交通等行业应用了高新技术和高精度技术，在发动机轴、飞机、起落架的关键加工中发挥着重要作用。在其他制造业，CNC技术也有较大的影响。由超精密球面车床的基础设备提供，以促进塑料相机镜头、激光路径光学加工系统和条码读取设备等高科技技术的加工、精炼和科学化。

其次是数字技术不断进步。“国产XNZD2415数控龙”混合动力机床充分吸收了并联机床配置灵活多样、传统机床加工范围广的优点。通过两自由度平行四边形井联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C轴摆角铣头,配以工作台的纵向移动,可完成五自由度的运动。同时，网络创新和数控机床的融合是数字化技术的表现，提高了数控刀具的速度和精度，当前我国已经研制成功出一批速度在800-10000/min以上的数控机床,并且搭理推广了CAD技术的应用。

最后，企业的数控机械化程度大大提高。据悉，目前企业通过不断的开拓创新，开发生产了“8大类、13个系列、160余种电主轴及主轴单元”，高度机械化数字化生产成本显着降低了公司产品和提升市场竞争力，目前中国企业对数控技术的应用已达到高峰，数字化技术是机械加工领域的重要应用形式。

6 结语

数控技术是多台计算机、自动控制、测量、现代硬件技术、微电子、信息处理等的大规模技术。芯片管理技术已经从一种特定的开源控制方法演变为一种通用的动态实时管理方法。芯片控制技术的使用不仅对传统行业产生了革命性的影响，随着数控技术的发展和扩展，数控技术的用途也发生了变化。