郭華標

（江西省電子信息工程學校，江西 南昌 330096）

關(guān)鍵字：數(shù)控技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；應(yīng)用趨勢

0 引言

機械制造業(yè)中的數(shù)控技術(shù)主要是指各種智能和自動化技術(shù)，中國機械制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模正在逐步擴大，但產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，產(chǎn)品質(zhì)量有很大的缺陷。因此，為了提高機械制造的質(zhì)量，有必要合理地應(yīng)用數(shù)控技術(shù)來彌補各種缺點和缺陷。另外，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機械制造中，可以使制造過程更加標準化，并且可以按照統(tǒng)一的標準進行機械制造和生產(chǎn)，以確保機械制造規(guī)格并提高機械制造效率。在機器制造中采用數(shù)控技術(shù)時，有關(guān)人員必須嚴格按照制造要求調(diào)整運行參數(shù)。系統(tǒng)的操作參數(shù)可以有效地控制生產(chǎn)過程，因此產(chǎn)品規(guī)格和尺寸可以更好地滿足客戶需求[1]。它重視建立新的技術(shù)標準和規(guī)范開放式CNC系統(tǒng)更加通用，靈活，適應(yīng)性強和可擴展性。美國，歐洲共同體和日本等國家已經(jīng)實施了戰(zhàn)略發(fā)展計劃，世界三大經(jīng)濟體的研究和制定預(yù)示著CNC技術(shù)的新變化的到來，在短時間內(nèi)執(zhí)行了幾乎相同的科學計劃和技術(shù)指標。G和M代碼用于描述處理,其核心功能是面向處理過程,滿足現(xiàn)代CNC技術(shù)的高速化已成為必要的發(fā)展研究。

1 數(shù)控技術(shù)

簡而言之，它是一種使用計算機程序控制機器的方法，并且是根據(jù)人編程的程序加工機械零件的方法。計算機根據(jù)預(yù)先存儲的控制程序控制設(shè)備的性能以處理輸入數(shù)據(jù)，并且可以通過計算機軟件來實現(xiàn)諸如計算，邏輯和存儲之類的功能。因此，數(shù)控技術(shù)是制造信息化，數(shù)控設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展和大型產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)[2]。

2 中國CNC技術(shù)發(fā)展狀況

2.1 功能組合

功能組合是幾種功能的結(jié)合，以提高CNC機床的效率。功能復雜的技術(shù)可以通過完全減少CNC機器的非處理支持時間來提高工作效率。另外，功能組合可以拓寬數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用范圍，有效提高數(shù)控設(shè)備的運行效率，使企業(yè)可以減少數(shù)控制造設(shè)備的數(shù)量，加快產(chǎn)品生產(chǎn)。功能性復合材料已成為當前國際上主流的CNC技術(shù)，通過集成CAD/CAM技術(shù)，產(chǎn)品的生產(chǎn)效率得到了極大的提高，可靠性也得到了提高。中國公司設(shè)計的JD50數(shù)控系統(tǒng)是一種功能復雜的數(shù)控系統(tǒng)，它可以解決產(chǎn)品生產(chǎn)過程中形狀變形和形狀偏差的問題，甚至可以用于在雞蛋表面雕刻圖案。

2.2 聯(lián)網(wǎng)和智能

隨著網(wǎng)絡(luò)信息和人工智能時代的到來，中國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)的水平正在不斷提高。在數(shù)控技術(shù)的發(fā)展中，通過與人工智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷融合，數(shù)控技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能水平也得到了快速提高。聯(lián)網(wǎng)是指實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)操作，并可以在網(wǎng)絡(luò)條件下實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的遠程控制，從而使操作員在進行危險工作時無需現(xiàn)場即可操作設(shè)備。此外，聯(lián)網(wǎng)使公司能夠?qū)λ蠧NC設(shè)備進行在線監(jiān)視，以及時發(fā)現(xiàn)并解決這些設(shè)備的操作問題，從而防止生產(chǎn)事故。智能是網(wǎng)絡(luò)，大數(shù)據(jù)，人工智能等技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的無人值守操作[3]。

2.3 開放性

開放性也是中國當前CNC技術(shù)發(fā)展的重要特征。封閉式CNC系統(tǒng)在中國當前的CNC市場中仍占有相對重要的位置，但是開放式CNC系統(tǒng)已成為CNC行業(yè)一致認可的發(fā)展方向。開放性的數(shù)控設(shè)備是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化和信息化的前提，也是中國工業(yè)制造中數(shù)控技術(shù)發(fā)展中必須注意的一個問題。開放式數(shù)控設(shè)備可輕松實現(xiàn)功能擴展，并有效地與外部設(shè)備連接，為改善設(shè)備功能創(chuàng)造了非常有利的條件。具有開放性的數(shù)控設(shè)備可以根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求進行升級，減少數(shù)控設(shè)備的升級頻率，減少企業(yè)在設(shè)備更新上的投資，有利于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

3 我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用趨勢

1952年，美國開發(fā)了第一個實驗CNC系統(tǒng)，以紀念CNC技術(shù)的誕生。從出現(xiàn)到現(xiàn)在，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了四個主要的發(fā)展階段：研發(fā)階段，推廣和應(yīng)用階段，系統(tǒng)化階段和高性能集成階段。經(jīng)過這四個發(fā)展階段，數(shù)控技術(shù)逐漸成熟，并進入了新的發(fā)展階段。

3.1 高速化

近年來，中國的航空航天和鐵路運輸業(yè)發(fā)展迅速，對CNC技術(shù)的需求也相對較高。特別是，現(xiàn)代航空航天產(chǎn)品使用了大量的集成結(jié)構(gòu)部件，其中大多數(shù)是復雜結(jié)構(gòu)和薄壁結(jié)構(gòu)。高速CNC加工已成為加工零件的非常重要的手段。與傳統(tǒng)的低速，小進給，高扭矩切削相比，高速數(shù)控加工具有高速，高進給，切削負荷小的特點。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用通常是一個復雜的機電系統(tǒng)，涵蓋了幾個需要整體解決并不斷改進的領(lǐng)域[4]。

3.2 高精度

精度是技術(shù)評估指標之一，主要包括加工精度，定位精度和重復定位精度。準確度的提高離不開對準確度的深入分析，檢測和補償。例如，快速定位運動中存在反偏差直接影響機床的位置精度，與此同時，線性插補指令切削運動中的反偏差也會影響插補運動的精度。如果這些偏差太大，則加工后的形狀將無法滿足要求。另外，隨著機器的運行時間繼續(xù)增加，由于磨損導致的行進間隔增加，反偏差也增加。因此，對于機床軸的逆偏差采用周期性的測量和校正以及其他先進的技術(shù)以提高加工精度尤為重要。提高定位精度：數(shù)控技術(shù)中提到的定位精度是指在數(shù)控系統(tǒng)的控制下通過移動機床的運動部件可以獲得的定位精度，也是造成數(shù)控機床與普通機床區(qū)別的重要因素。機床的分度，定位精度和幾何精度對機床的切削精度有重要影響[5-7]。

3.3 開放性

目前，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)突破了工業(yè)制造的應(yīng)用領(lǐng)域，并已經(jīng)發(fā)展到醫(yī)藥等其他行業(yè)，這足以說明數(shù)控技術(shù)必將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用并實現(xiàn)開放發(fā)展。為了實現(xiàn)開放式開發(fā)，CNC技術(shù)必須滿足各個行業(yè)的工作需求。這意味著它必須具有一定程度的多功能性，并且能夠適應(yīng)各種行業(yè)的操作環(huán)境，從而為CNC技術(shù)提供了更高水平的自動化和智能標準。CNC技術(shù)的開放系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)可以更好地實現(xiàn)自動化技術(shù)，并通過在多個平臺上的相互通信，可以達到提高CNC技術(shù)的目的。

3.4 智能化

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，促進了人工智能的發(fā)展，諸如智能手機和智能手表之類的智能產(chǎn)品使人們的工作和生活更加豐富多彩，而智能將成為CNC技術(shù)發(fā)展的重要方向。數(shù)控技術(shù)的智能性要求使用先進的網(wǎng)絡(luò)自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)各種參數(shù)和命令的自動操作。智能數(shù)控技術(shù)的使用，提高了生產(chǎn)效率，而且通過參數(shù)控制實現(xiàn)了精確的生產(chǎn)，保證了生產(chǎn)質(zhì)量[8]。

3.5 信息化

利用Internet的優(yōu)勢，來自不同領(lǐng)域的數(shù)控機器被鏈接在一起，從而改變了每個領(lǐng)域的傳統(tǒng)需求。技術(shù)人員的數(shù)量節(jié)省了大量的人工成本，減少了人為因素的不利影響，提高了生產(chǎn)效率和水平，支持了生產(chǎn)規(guī)?；?，專業(yè)化和系統(tǒng)化，促進了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級。

4 機械加工行業(yè)中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用分析

4.1 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域

過去使用的CNC控制系統(tǒng)通常由執(zhí)行機構(gòu)，驅(qū)動單元和控制單元組成，而現(xiàn)有的CNC系統(tǒng)和工業(yè)機器人系統(tǒng)也由這三個部分組成。工業(yè)機器人在加工業(yè)中的應(yīng)用對于提高生產(chǎn)率非常重要。尤其是在一些手動操作不方便的生產(chǎn)環(huán)境中，使用工業(yè)機器人可以執(zhí)行某些具有較高風險因素的任務(wù)，因此可以更好地保證現(xiàn)場人員的安全,在數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用過程中，首先需要編寫機器人驅(qū)動程序，合理組織機器人的驅(qū)動路徑。輸入程序可以在機器人操作期間靈活高效地配置各種傳感器組件，可以同步檢測管道的操作，并且當檢測到操作故障時，傳感器可以向控制器發(fā)送警報。

4.2 現(xiàn)代機床設(shè)備領(lǐng)域

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用必須通過軟件技術(shù)和計算機技術(shù)來完成,并參與機床加工過程中的監(jiān)視和指導作用。換句話說，實現(xiàn)了整個數(shù)控機床系統(tǒng)的全面覆蓋。當CNC機床運行時，所有工具應(yīng)用程序和操作鏈接都以數(shù)字方式定向，并且所有參數(shù)都通過計算機在控制介質(zhì)的媒介下進行識別，以實現(xiàn)加工過程的集成[9]。

4.3 機車行業(yè)

在中國工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，城鄉(xiāng)居民的物質(zhì)生活水平進一步提高，對促進汽車工業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了非常重要的作用。汽車維修行業(yè)對零件的需求也在每天增長。在新情況下，僅依靠過去的生產(chǎn)技術(shù)就可以滿足汽車零部件市場的需求。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)機車的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，特別是對于非常復雜的汽車維修零件，可以大大提高市場供應(yīng)能力，同時可以進一步優(yōu)化重疊材料的選擇。

5 結(jié)論

綜上所述，隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的研究已進入快速發(fā)展階段，面臨著一系列挑戰(zhàn)。在本文中，為探討中國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向，我們討論了國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀，現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展趨勢以及相關(guān)的應(yīng)用場景。簡而言之，積極發(fā)展數(shù)控技術(shù)是增強中國綜合國力，增強經(jīng)濟基礎(chǔ)的重要途徑。