胡天林

（隴東學(xué)院，甘肅 慶陽 745000）

淺析數(shù)控技術(shù)在機(jī)械中的應(yīng)用

CNC technology in machinery

胡天林

（隴東學(xué)院，甘肅 慶陽 745000）

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國的機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)也經(jīng)歷著從傳統(tǒng)技術(shù)到數(shù)控技術(shù)的轉(zhuǎn)變過程。本文試圖通過分析數(shù)控技術(shù)在機(jī)械中的應(yīng)用以及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢，來說明數(shù)控技術(shù)的重要性和必要性。

機(jī)械制造業(yè)；數(shù)控技術(shù)；發(fā)展趨勢

機(jī)械制造和加工業(yè)一直是我國工業(yè)的重要組成部分，為我國的經(jīng)濟(jì)總量作出過重要的貢獻(xiàn)。改革開放近40年來，我國的機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)得到了高速的發(fā)展，尤其最近幾年隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的突破，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造和加工業(yè)中得到了廣泛的發(fā)展，使得曾經(jīng)工作效率較差、準(zhǔn)確率低、質(zhì)量水平較低的機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)得到了質(zhì)的飛躍。面對越來越激烈的市場競爭，我國的相關(guān)機(jī)械企業(yè)也意識到了這個(gè)問題，傳統(tǒng)的機(jī)械制造和加工技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的需要。要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用顯得格外重要。本文就是在這樣的外部大環(huán)境下撰寫的，以為更多行業(yè)從業(yè)者或者相關(guān)研究者提供參考。

1 數(shù)控技術(shù)概述

1.1 數(shù)控技術(shù)的概念

數(shù)控技術(shù)，即所謂一種數(shù)據(jù)控制技術(shù)，也就是我們常說的自動化技術(shù)，這種數(shù)據(jù)是依據(jù)于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算機(jī)編程技術(shù)。現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)的自動化的核心技術(shù)本質(zhì)上就是數(shù)控技術(shù)，而進(jìn)一步細(xì)化就是這種應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)的計(jì)算機(jī)的編程技術(shù)。一般來說，機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)企業(yè)首先會根據(jù)需要制造或加工的產(chǎn)品來編制一套計(jì)算機(jī)程序，這個(gè)程序是十分嚴(yán)謹(jǐn)和具有高強(qiáng)邏輯性的。相關(guān)企業(yè)就是按照這個(gè)程序來制造或加工機(jī)械產(chǎn)品，由于有電腦程序，可以保證要加工產(chǎn)品的質(zhì)量以及產(chǎn)品參數(shù)的一致性[1]。

1.2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程

1946年世界上第一臺計(jì)算機(jī)在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生，每秒鐘可進(jìn)行5 000次運(yùn)算，在當(dāng)時(shí)這是破天荒的。數(shù)控技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)漫長的發(fā)展過程。然而，數(shù)控技術(shù)的每個(gè)發(fā)展階段都是與計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段息息相關(guān)的。計(jì)算機(jī)自從1946年發(fā)明以來，經(jīng)歷了四大發(fā)展階段。第一代采用電子管原件的電子管計(jì)算機(jī)，第二代采用晶體管原件的晶體管計(jì)算機(jī)，第三代的中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)，第四代的大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。數(shù)控技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展也經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段，即電子管數(shù)控、晶體管數(shù)控、中小規(guī)模IC數(shù)控、小型計(jì)算機(jī)數(shù)控、微處理器數(shù)控。

我國的數(shù)控技術(shù)開展較晚，這也是由于我國建國初期經(jīng)濟(jì)底子薄，沒有工業(yè)基礎(chǔ)的緣故。盡管1958年開始開展了數(shù)控技術(shù)的研究，但受限于當(dāng)時(shí)我國科技工作者的見識和水平，數(shù)控技術(shù)的研究舉步維艱，幾乎沒有什么實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。我國的數(shù)控技術(shù)真正進(jìn)入了高速發(fā)展同樣是與我國的計(jì)算機(jī)的發(fā)展水平息息相關(guān)的。1995年開始，在中國科技水平多年積累之下，國家的大力財(cái)政支持之下，我國的機(jī)械制造企業(yè)和加工企業(yè)紛紛開始轉(zhuǎn)制，引入數(shù)控技術(shù)以加強(qiáng)工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量。在此基礎(chǔ)之上，我國的機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械中的應(yīng)用

2.1 數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

這幾年隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民收入水平的不斷提高，越來越多的普通老百姓擁有了汽車。甚至導(dǎo)致在深圳、繼北京、上海、廣州、貴陽、石家莊、天津和杭州出現(xiàn)了汽車限購令?？梢娢覈F(xiàn)在的汽車消費(fèi)能力之高，但是伴隨著高銷量，也出現(xiàn)了很多或大或小的質(zhì)量問題的[2]。這就需要我們更加重視數(shù)控技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用，進(jìn)一步提高汽車零部件的精度和質(zhì)量。機(jī)械數(shù)控技術(shù)能夠加快汽車零件生產(chǎn)的步伐，也能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、差異化生產(chǎn)，以滿足汽車工業(yè)生產(chǎn)中多層次、差異化的需求。同時(shí)其柔性化、集成化的制造技術(shù)能夠使得汽車生產(chǎn)業(yè)邁向更高層次。

2.2 數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

我國作為一個(gè)產(chǎn)煤大國，在新中國成立前，很多省份的煤礦就開始挖掘，但那時(shí)候更多的是用人力和牲畜來挖煤、運(yùn)煤。新中國成立之初，我國開建了大量的新煤礦，盡管采用了部分機(jī)械設(shè)備，但設(shè)備還是相對落后。很多地方仍然使用人力和簡單的機(jī)械設(shè)備，不但危險(xiǎn)系數(shù)高，而且挖掘成本也較高。在經(jīng)過多方實(shí)踐和多次努力之后，數(shù)控技術(shù)開始在我國的煤礦機(jī)械中大量使用。這樣，不僅使得煤礦的采煤作業(yè)中的工人危險(xiǎn)系數(shù)降低，也提高了工作效率，也可以更合理的利用我國的煤炭資源，以保證我國的煤炭資源的合理利用以及它的可持續(xù)發(fā)展，為我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

2.3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用

隨著機(jī)械制造業(yè)的機(jī)電一體化進(jìn)程的深入，我國不論是從國家層面上還是百姓大眾的角度上都十分重視機(jī)電一體化，我國的諸多高校也都設(shè)置了機(jī)電一體化專業(yè)，很多高職院校亦是如此。數(shù)控技術(shù)正是機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。在機(jī)床設(shè)備的制造當(dāng)中，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用大大提高了其生產(chǎn)質(zhì)量和效率。之所以機(jī)床設(shè)備的機(jī)電一體化進(jìn)程能夠得到快速發(fā)展[3]，首先是因?yàn)楫a(chǎn)品使用者對產(chǎn)品有更高的精度和產(chǎn)量的要求，數(shù)控技術(shù)恰恰可以避免傳統(tǒng)技術(shù)的諸多弊端。其次是不論機(jī)電一體化還是數(shù)控技術(shù)都是機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)的發(fā)展趨勢，可以更好的和世界接軌。

2.4 數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)工業(yè)方面的應(yīng)用

現(xiàn)代工業(yè)的機(jī)械設(shè)備一般要求在惡劣復(fù)雜的工作環(huán)境和生產(chǎn)線上，完成工人難以完成的工作，數(shù)控技術(shù)的自動化功能使這一點(diǎn)成為了現(xiàn)實(shí)。在工業(yè)生產(chǎn)中，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成控制單元，指揮機(jī)械手遵循寫入系統(tǒng)的程序向驅(qū)動單元輸送指令，完成既定的操作過程，并且實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的動作和操作，立即由傳感器反饋信息，控制單元即采取相應(yīng)的控制措施予以保護(hù)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由伺服系統(tǒng)和機(jī)械元件組成，通過部分的動力來驅(qū)動元件完成動作。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用使得工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的效率大大提高，解放了人力，提高了質(zhì)量和安全水平。

3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

自從1948年數(shù)控技術(shù)誕生以來，已經(jīng)經(jīng)過了67年的發(fā)展，在67年的發(fā)展歷程中數(shù)控技術(shù)始終是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，將來也必然會遵守這個(gè)規(guī)律。隨著計(jì)算機(jī)的普及，數(shù)控技術(shù)的普及也在不斷的推進(jìn)著。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)實(shí)時(shí)智能化、軟件硬件開放化等將成為數(shù)控技術(shù)的主要研究方向。數(shù)控技術(shù)實(shí)時(shí)智能化可以使機(jī)械加工過程中各種工藝參數(shù)自動生成、加工過程自適應(yīng)控制、電機(jī)參數(shù)自適應(yīng)運(yùn)算。現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)都在朝著智能化發(fā)展，數(shù)控技術(shù)強(qiáng)烈依托于計(jì)算機(jī)的屬性決定了數(shù)控技術(shù)也必然朝著智能化趨勢發(fā)展。

我國是一個(gè)人口大國，同時(shí)也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)大國，但卻不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國。在我國，諸如機(jī)械制造業(yè)和加工業(yè)這樣的基礎(chǔ)性行業(yè)在我國的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和總量中都占有不可忽視的作用。我國現(xiàn)在的汽車產(chǎn)業(yè)雖然得到了巨大發(fā)展，但合資品牌的汽車銷量還是遠(yuǎn)高于自主品牌，這從側(cè)面反映了我國的機(jī)械制造業(yè)還需提高水平。我國的機(jī)械行業(yè)相關(guān)從業(yè)者和研究者必須重視數(shù)控技術(shù)的戰(zhàn)略地位，為我國機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

[1] 李鳳甲. 關(guān)于機(jī)械制造自動化的研究. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（2）.

[2] 宋春華 . 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 裝備及制造技術(shù)，2011（3）.

[3] 祝成峰.論提高機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)水平的有效策略. 機(jī)電信息，2012（27）.

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1009-797X (2015) 24-0067-02

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10.13520/j.cnki.rpte.2015.24.024

胡天林（1979-），男，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)闄C(jī)械電子工程。

2015-10-30