張廣玉

摘要：本文大體上描述了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程，探究了機(jī)械加工制造與數(shù)控技術(shù)的聯(lián)系及其相互之間的影響。記敘了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用給現(xiàn)有技術(shù)和制造加工業(yè)帶來的影響。本文還從數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、加工單元、系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)輔助等多方面進(jìn)行探究，并對數(shù)控技術(shù)未來的發(fā)展和智能化趨勢作出了展望。最后從數(shù)控技術(shù)的核心技術(shù)組成方面論述其本源。

關(guān)鍵詞：成組技術(shù);液壓技術(shù);現(xiàn)代制造技術(shù);數(shù)控技術(shù)

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）08-0005-02

0 引言

在我國，數(shù)控技術(shù)率先在機(jī)床方面廣泛應(yīng)用。機(jī)床數(shù)控技術(shù)就是利用數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)將機(jī)械運(yùn)動(dòng)和制造技術(shù)相結(jié)合的一項(xiàng)升級型技術(shù)， 不僅這樣， 機(jī)床數(shù)控技術(shù)還將現(xiàn)代控制傳感技術(shù)、光電技術(shù)等融入其中， 讓機(jī)床數(shù)控技術(shù)變得更加智能化， 并逐漸成為一項(xiàng)集成化機(jī)電一體產(chǎn)品， 滲透到我國工業(yè)的方方面面中。不僅僅是在我國工業(yè)發(fā)展過程中， 在其他國家也同樣如此。機(jī)床數(shù)控技術(shù)從一定程度上來說可以代表國家工業(yè)發(fā)展水平，同時(shí)它也對現(xiàn)代機(jī)械工程產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

1 成組技術(shù)

1.1 成組技術(shù)與數(shù)控技術(shù)

成組技術(shù)與數(shù)控技術(shù)之間的聯(lián)系是十分緊密的，成組技術(shù)是數(shù)控技術(shù)成功應(yīng)用發(fā)展的基礎(chǔ)。在如今，數(shù)控技術(shù)與成組技術(shù)高速發(fā)展，有機(jī)融合，有力的推動(dòng)了制造技術(shù)的發(fā)展。以數(shù)控機(jī)床為主輔以成組技術(shù)建立的柔性加工系統(tǒng)，可以順利的完成多個(gè)品種、小數(shù)量的加工制造。成組技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的結(jié)合不僅為我國的加工制造業(yè)做出突出貢獻(xiàn)，而且它還為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD與計(jì)算機(jī)輔助制造CAM提供了技術(shù)支持，充分發(fā)揮了數(shù)控技術(shù)的巨大優(yōu)勢。

1.2 對布置設(shè)計(jì)和生產(chǎn)組織形式的作用

伴隨著數(shù)控技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，相應(yīng)的工廠的生產(chǎn)組織形式也在不斷發(fā)生變化。成組工作制由輪換制變化為自制工作制，成組生產(chǎn)單元也由原先的單機(jī)成組生產(chǎn)單元轉(zhuǎn)變成了現(xiàn)在的自動(dòng)化成組生產(chǎn)單元。對于布置設(shè)計(jì)方面來說，當(dāng)計(jì)劃工廠組成成組生產(chǎn)單元時(shí)，會讓其呈現(xiàn)由低到高的擁有不同工藝能力的臺階式表現(xiàn)，即采用臺階式成組單元組織結(jié)構(gòu)。對臨時(shí)市場供求需要講，低層次單元可以完成高級單元的一些生產(chǎn)任務(wù)，而工藝能力高級的單元也可以完全勝任低層次單元零件的生產(chǎn)，這種組織結(jié)構(gòu)會為將來生產(chǎn)中調(diào)整和均衡各級生產(chǎn)單元的負(fù)擔(dān)帶來巨大的便利。

1.3 對成組管理生產(chǎn)方法造成的影響

數(shù)控技術(shù)與成組技術(shù)都以提高小批量、多品種的生產(chǎn)水平為重要要求。數(shù)控技術(shù)是通過實(shí)現(xiàn)工序的柔性自動(dòng)化，而成組技術(shù)是通過對加工對象的合理組織。盡管數(shù)控加工有巨大優(yōu)勢，但是如果在生產(chǎn)過程中沒有合理的組織，還是難以獲得良好的經(jīng)濟(jì)成效，而成組技術(shù)的實(shí)施便可以將上述問題予以解決。而數(shù)控加工技術(shù)在實(shí)行成組技術(shù)的企業(yè)中實(shí)施，則又可將成組技術(shù)的效果進(jìn)一步提升。

2 機(jī)械制造技術(shù)

2.1 使機(jī)床結(jié)構(gòu)的改變

數(shù)控機(jī)床對機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求：（1）較高的機(jī)床靜、動(dòng)剛度。（2）減少機(jī)床的熱變形。（3）減少運(yùn)動(dòng)間的摩擦和消除傳動(dòng)間隙。（4）提高機(jī)床的壽命和精度保持性。（5）減少輔助時(shí)間和改善操作性能。為了滿足這些針對傳統(tǒng)機(jī)床的弱點(diǎn)提出的要求，保證數(shù)控設(shè)備的高精度，就需要不斷研究新技術(shù)、新材料。

2.2 數(shù)控浪潮下的現(xiàn)代制造技術(shù)

伴隨著數(shù)控技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，傳統(tǒng)制造業(yè)的變更也逐漸開始。工業(yè)制造的自動(dòng)化和智能化程度不斷加深，數(shù)控技術(shù)逐漸在機(jī)械制造加工行業(yè)占領(lǐng)了重要地位。傳統(tǒng)工業(yè)結(jié)合數(shù)控技術(shù)的主要方面有FMS系統(tǒng)，DNC系統(tǒng)，CIMS系統(tǒng)，STEP—NC技術(shù)，數(shù)控技術(shù)與人工智能技術(shù)的深度結(jié)合。

2.2.1 柔性制造系統(tǒng)（FMS）與柔性加工單元（FMC）

FMS，是由一個(gè)物流運(yùn)輸系統(tǒng)將一組數(shù)控設(shè)備聯(lián)結(jié)起來形成的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠進(jìn)行無固定加工順序的隨機(jī)自動(dòng)制造，同時(shí)被中央計(jì)算機(jī)集中控制。它廣泛運(yùn)用于中小型企業(yè)，具有高效率、小規(guī)模、低成本的優(yōu)點(diǎn)。FMC，是加工中心配上工件托盤庫及托盤自動(dòng)交換裝置的加工設(shè)備。它具有較高的柔性，可以滿足大批量的高效生產(chǎn)。

2.2.2 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

計(jì)算機(jī)集成制造是綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)工程技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)軟硬件，將企業(yè)生產(chǎn)全部過程中的有關(guān)的技術(shù)、人員、管理經(jīng)營及其信息與物流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行的復(fù)雜的大系統(tǒng).它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，成為了現(xiàn)代加工制造業(yè)的重要技術(shù)之一。

2.2.3 分布式數(shù)控（DNC）

DNC系統(tǒng)是使用一臺計(jì)算機(jī)控制多臺數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)，即群控系統(tǒng)或分布式數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以把加工車間內(nèi)的數(shù)臺數(shù)控機(jī)床聯(lián)系在一起，組成一個(gè)大的數(shù)控加工系統(tǒng)，大大減少編程量，適用于大規(guī)模加工。

2.2.4 STEP—NC技術(shù)

STEP-NC技術(shù)最早由歐共體提出并建設(shè)， 中國、美國、韓國在后續(xù)發(fā)展和研究中也加入其中。該技術(shù)在應(yīng)用過程中， 存在重復(fù)應(yīng)用各類信息、智能控制加工方式、直觀展現(xiàn)加工任務(wù)、產(chǎn)品信息描述完整等優(yōu)勢。數(shù)控技術(shù)研究的核心內(nèi)容是為了能夠讓整個(gè)產(chǎn)品加工系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)出的圖紙改變刀具的運(yùn)動(dòng)模式， 從而按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)， 所以在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中， 數(shù)據(jù)存儲文件的讀取成為整個(gè)系統(tǒng)的研究重點(diǎn)。傳統(tǒng)STEP-NC技術(shù)中， 數(shù)控技術(shù)方面應(yīng)用間接解釋的方式進(jìn)行控制， 這種方式應(yīng)用效率較低， 無法發(fā)揮該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢， 而直接解釋和自適應(yīng)解釋方式都能夠修正間接解釋中存在的問題， 所以對于系統(tǒng)建設(shè)來說， 需要能夠應(yīng)用高層產(chǎn)品信息進(jìn)行產(chǎn)品加工， 以實(shí)現(xiàn)對加工設(shè)備的有效控制。

2.2.5 數(shù)控技術(shù)與人工智能技術(shù)的深度結(jié)合

在科學(xué)技術(shù)水平日益進(jìn)步的當(dāng)下，云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)取得了重大的突破。人工智能技術(shù)與數(shù)控技術(shù)逐漸深度融合，為現(xiàn)代制造業(yè)提供了核心的動(dòng)力。在此背景下，數(shù)控機(jī)床企業(yè)需積極探索如何加快智能機(jī)床的研制和應(yīng)用，是步步緊跟國外機(jī)床企業(yè)的步伐，還是有所創(chuàng)新和突破？我建議推動(dòng)新一代人工智能技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的融合，形成新一代智能機(jī)床，以期為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)帶來新的變革。

3 液壓技術(shù)

液壓技術(shù)是機(jī)械加工制造業(yè)及其他一些行業(yè)的動(dòng)力源泉，在運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的把控上具有很高的便利性。該技術(shù)擁有傳遞效率高，低速復(fù)合特性好，動(dòng)作實(shí)現(xiàn)容易等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。液壓技術(shù)水平，已經(jīng)成為了國家工業(yè)化水平程度的體現(xiàn)。

4 結(jié)語

可知，數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步對我國現(xiàn)代加工制造行業(yè)有重要意義，對機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展起到了推進(jìn)作用。它是電子信息、機(jī)械、成組技術(shù)、液壓傳動(dòng)等已有技術(shù)綜合集成的技術(shù)群組，在未來將會與人工智能技術(shù)緊密結(jié)合向智能化逐步發(fā)展。

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Exploring the Connection Between Modern Mechanical Engineering and Numerical Control Technology

ZHANG Guang-yu

（Jinzhong College，Jinzhong Shanxi? 030600）

Abstract：This paper describes the development of numerical control technology in general， and explores the relationship between machining manufacturing and numerical control technology and their mutual influence. It describes the impact of the application of numerical control technology on the existing technology and the manufacturing industry. This paper also explores many aspects of CNC machine tool structure， processing unit， system and computer aid， and looks forward to the future development and intelligent trend of CNC technology. Finally， the origin of the core technology of numerical control technology is discussed.

Key words：group technology;hydraulic technology;modern manufacturing technology;numerical control technology