广西钢铁集团有限公司冷轧厂 538002
摘要：近年来，随着计算机技术为主流的现代科技技术发展，数控加工技术在机械制造行业中越来越受到重视。作为现代制造技术的基础，数控技术综合了计算机、自动控制、自动检测和精密机械等高新技术，其应用可以弥补传统机械制造与加工存在的技术难题，满足现代机械加工生产技术的发展需求。本文在此从数控技术的发展现状出发，对数控技术在机械制造行业中的几个重要应用及今后的发展趋势做了一定的研究。
关键词：数控技术；发展现状；应用
前言
机械制造中，面对多品种小批量生产比重的加大，产品交货质量和成本要求的提高，要求现代的制造技术具有很高的柔性。可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。
一、数控技术应用概述
数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
数控系统是由系统程序、输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置等组成。
数控系统的硬件除了一般计算机具有的CPU、EPROM、RAM接口外，还具有数控位置控制器、手动数据输入（MDA）接口、视频显示（CRT或LCD）接口和PLC接口等。所以CNC装置是一种专用计算机。目前CNC系统大都采用体积小，成本低，功能强的微处理机。系统主要由微机及其相应的I／O设备、外部设备、机床控制及其I／O通道组成。
数控系统的软件分为管理软件和控制软件两种。管理软件用来管理零件程序的输入、输出、刀具位置、系统参数、零件程序显示、机床状态及报警，故障诊断等。控制软件由译码、插补运算、刀具补偿、速度控制、位置控制等软件组成。
二、数控系统的工作原理
该系统的主要核心是装置，其装置实际上就是一种计算机，不过该计算机是系统中专用的计算机，它在具备普通计算机的基本功能与结构的基础之上，还有和相关的数字控制机床功能相关联的一些功能，和专用的接口单元，该装置主要包括硬件与软件两大重要部分，其主要工作过程是通过硬件设备的支持下来进行软件执行操作的过程。该装置的工作原理主要是通过对输入设备与输入机床在工作时所需要的相关数据进行采集，并对其进行编码翻译，通过计算机的处理运算工作将所得到的数据命令合理地分配到相关的驱动电路装置当中，并通过相应的转换与放大工作，对伺服电机进行相应的驱动，同时带动相关的坐标轴运动，使每个坐标轴都能有效准确的移动到指定需要的位置。
三、数控技术的发展现状
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。
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四、数控技术在制造行业中的几个重要应用
1、机床应用
计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制。数控机床的工作过程是将加工零件的几何信息和工艺信息进行数字化处理，即对所有的操作步骤（如机床的启动或停止、主轴的变速、工件的夹紧或松夹、刀具的选择和交换、切削液的开或关等）和刀具与工件间的相对位移以及进给速度等都用数字化的代码表示。在加工前由编程人员按规定的代码将零件的图纸编制成程序，然后通过程序载体（如穿孔带、磁带、磁盘、光盘和半导体存储器等）或手工直接输入（MDI）方式将数字信息送入数控系统的计算机中进行处理，最后通过驱动电路又伺服装置控制机床实现自动加工。数控机床的最大特点是当改变加工零件时，一般只需要向数控系统输入新的加工程序，而不需要对机床进行人工的调整和直接参与操作，就可以自动地完成整个加工过程。
2、工业生产
工业机器和之前的数控系统一样，都是由控制系统、驱动系统以及执行系统这三个部分构成的。现代工业将工业生产设备使用在劳动环境比较恶劣的情况之下，完成了很多人类手工不能进行的工作，并且对于一些重复性的劳动进行机械化操作，极大的提高了劳动生产率。同时也改善了工人的生产环境，确保了工人的人身安全和生产质量。在实际的工作中，计算机系统组成了控制单元，并由控制单元指挥机械手按照事先写好的程序输送指令给驱动单元，实现操作过程，同时对于整个操作进行监管，如果操作过程中发生错误，信息就由传感器输送到控制单元，并采取相应的措施进行保护。而服务系统和机械元件构成了
3、汽车工业
数控技术的出现，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。
五、数控技术应用的发展趋势
新时代的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等：简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
应强调以市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
六、结语
综上，当前数控技术的应用尚处于起步阶段，高精尖数控技术的应用还需要时间进行推广。实际中要将数控技术放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，加强技术革新促进数控技术在现代机械加工中的应用，更好的实现数控装备业的跨跃式发展。
参考文献：
[1]探讨数控技术在机械制造中的应用和发展 陆浩杰 《数字技术与应用》 2011年01期
[2]徐俊山.浅谈数控技术在机械制造中的应用[J].中国对外贸易（英文版），2011，（10）.
论文作者:何海波
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/13
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