李 軍,魏 星,陳 韜

（昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校,650033）

淺析數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

李 軍,魏 星,陳 韜

（昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校,650033）

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)作為較高科技性能的技術(shù)也在不斷進(jìn)步之中，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)中，是提高我國(guó)工業(yè)化技術(shù)含量的手段之一?，F(xiàn)階段，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的規(guī)模在世界上占據(jù)著較大份額，但是產(chǎn)品的質(zhì)量卻不能達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)含量不過(guò)關(guān)，所以我們應(yīng)加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的有效應(yīng)用，提升機(jī)械制造產(chǎn)品的性能及質(zhì)量。本文簡(jiǎn)單分析了我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)狀，數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)以及數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用，最后對(duì)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做了闡述。

數(shù)控技術(shù);機(jī)械制造;應(yīng)用前景

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加強(qiáng)，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用也應(yīng)不斷加強(qiáng)，不斷滿(mǎn)足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的需求。這就需要我們不斷完善數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的有效應(yīng)用，最大限度挖掘數(shù)控技術(shù)的靈活性，提升機(jī)械設(shè)備的功能、效率以及產(chǎn)品質(zhì)量，從而滿(mǎn)足現(xiàn)代市場(chǎng)的多元化競(jìng)爭(zhēng)需求。

1 目前我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)狀

所謂機(jī)械制造就是機(jī)械產(chǎn)品，宏觀上包括各種動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的制造（如農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)械等等），微觀上是指從原料的加工處理、檢測(cè)、包裝以及運(yùn)輸?shù)恼麄€(gè)過(guò)程。機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量國(guó)家工業(yè)化發(fā)展程度的標(biāo)志之一，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供了技術(shù)動(dòng)力支持。目前我國(guó)機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)力、發(fā)展規(guī)模等等都處于世界先進(jìn)行列，但是我國(guó)的機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)含量較低、質(zhì)量不符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，大部分高精度機(jī)床的性能還不能滿(mǎn)足要求，產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量保證都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)管理落后、工藝落后，研制出來(lái)的產(chǎn)品不能滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，更不能迅速轉(zhuǎn)變成商品，嚴(yán)重制約了我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展。

現(xiàn)階段，美國(guó)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)了“三個(gè)三”模式，即三個(gè)星期的設(shè)計(jì)周期，三個(gè)星期的試制周期，三年的無(wú)故障運(yùn)行。而我國(guó)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造企業(yè)的應(yīng)用與美國(guó)相差甚遠(yuǎn)，機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量更是不可同日而語(yǔ)。我國(guó)機(jī)械產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴(lài)較大，大部分機(jī)械產(chǎn)品的關(guān)鍵部件來(lái)自于國(guó)外，所以逐漸形成了“崇洋媚外”的觀念，不論什么東西，只要打上國(guó)外的標(biāo)簽，就能有市場(chǎng)。為了提升我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，機(jī)械工業(yè)部門(mén)提出了

“加強(qiáng)工藝管理、嚴(yán)格工藝紀(jì)律，提升工藝水平，全面推行質(zhì)量管理”作為工藝工作的指導(dǎo)方針。

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械制造行業(yè)起著舉足輕重的作用，提升機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量，減少對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴(lài)，對(duì)提升我國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的地位有不容忽視的作用?？傊瑪?shù)控技術(shù)在機(jī)械制造的應(yīng)用，給制造行業(yè)帶來(lái)了巨大的變革，同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，所以我們應(yīng)不斷提升數(shù)控技術(shù)，更好的應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)中，提高競(jìng)國(guó)際爭(zhēng)力。

2 數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)

數(shù)控技術(shù)（Numerical Control），即采用電腦程序控制機(jī)器的方法，按工作人員事先編好的程式對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行加工的過(guò)程，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程等進(jìn)行控制的一種先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，是典型的機(jī)械與電子計(jì)算機(jī)相結(jié)合的機(jī)電一體化科技。從誕生之初到現(xiàn)在，經(jīng)歷了電子數(shù)控技術(shù)、晶體管數(shù)控技術(shù)、中小規(guī)模IC 數(shù)控技術(shù)、小型計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)以及微處理器數(shù)控技術(shù)五個(gè)階段。數(shù)控技術(shù)在我國(guó)開(kāi)發(fā)應(yīng)用是從1958年開(kāi)始，改革開(kāi)放之后，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用才逐漸步入正軌，主要模式是引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，通過(guò)消化吸收后，投入生產(chǎn)，總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)數(shù)控技術(shù)在制造行業(yè)的應(yīng)用有了質(zhì)的飛躍，許多機(jī)械制造企業(yè)從傳統(tǒng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控化產(chǎn)品，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

現(xiàn)階段，由于數(shù)控技術(shù)是一種采用計(jì)算機(jī)數(shù)字實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)，所以數(shù)控技術(shù)也可以成為計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)。電子計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)采用軟件模塊化的體系結(jié)構(gòu)，使輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能得以實(shí)現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)按事先存儲(chǔ)的控制程序來(lái)執(zhí)行對(duì)設(shè)備的控制功能，顯示了數(shù)控技術(shù)優(yōu)良的性能，具有較高的性?xún)r(jià)比。（圖一為完整的數(shù)控工作示意圖）

（圖一 完整的數(shù)控工作示意圖）

總的來(lái)說(shuō)，數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展與計(jì)算機(jī)的發(fā)展息息相關(guān)，在數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中起著基礎(chǔ)性作用，當(dāng)然數(shù)控技術(shù)的發(fā)展也離不開(kāi)各種輔助技術(shù)的進(jìn)步，比如說(shuō)傳感檢測(cè)技術(shù)、光電技術(shù)、機(jī)械制造術(shù)以及通訊技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化過(guò)程的基礎(chǔ)，是現(xiàn)今集成制造系統(tǒng)的重要組成部分，在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床改造與生產(chǎn)線(xiàn)量產(chǎn)上，境地了機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)成本，并有效地將機(jī)械設(shè)備的功能、效率以及產(chǎn)品質(zhì)量提升到新的高度，使傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了極其深刻的變化。

3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的具體應(yīng)用

隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)與機(jī)械制造行業(yè)的結(jié)合越來(lái)越有效，通過(guò)計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)可以全面掌控生產(chǎn)產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)與基本參數(shù)，并為新產(chǎn)品的研發(fā)與現(xiàn)有產(chǎn)品的性能完善提供技術(shù)支持，數(shù)控技術(shù)與機(jī)械制造行業(yè)的融合，拓寬了機(jī)械制造業(yè)的范圍，帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍也較為廣泛，以下為數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的具體應(yīng)用：

3.1 數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

我國(guó)國(guó)土面積較大，各種資源比較豐富，煤炭資源更是儲(chǔ)量大，在我國(guó)的能源系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，所以如何有效開(kāi)發(fā)利用煤炭資源是我國(guó)煤機(jī)企業(yè)的主要任務(wù)。企業(yè)設(shè)備自動(dòng)化程度是工業(yè)化水平的象征，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈的大環(huán)境下，煤機(jī)企業(yè)不斷提升勞動(dòng)效率、降低生產(chǎn)成本才能處于不敗之地，長(zhǎng)久發(fā)展。

根據(jù)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境以及自身特點(diǎn)，不適合使用大型的機(jī)床設(shè)備，更不適合投入大量的資金購(gòu)置設(shè)備，所以煤炭企業(yè)可以利用現(xiàn)有型號(hào)的加工機(jī)床，改裝成加工精度等級(jí)較高，性能較好的設(shè)備，有效地開(kāi)采、加工煤礦資源。當(dāng)然煤機(jī)企業(yè)充分利用現(xiàn)有機(jī)床產(chǎn)品等設(shè)備資源，并不斷改造提升機(jī)床的易操作性，提升其功能和精度，不斷滿(mǎn)足較高生產(chǎn)環(huán)境的設(shè)備要求，提升生產(chǎn)效率，最終實(shí)現(xiàn)投入少、效率高、設(shè)備應(yīng)用率高的目的，不斷促進(jìn)煤炭企業(yè)的發(fā)展。

3.2 數(shù)控技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用

近年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展可以說(shuō)是較為迅猛的，汽車(chē)制造、零部件加工等等都隨之發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)汽車(chē)制造業(yè)來(lái)說(shuō)，是一項(xiàng)福利，加快了復(fù)雜零部件的制造，減少了人力，提升了效率?，F(xiàn)階段，汽車(chē)行業(yè)對(duì)零部件和車(chē)身的要求逐漸提高，為了滿(mǎn)足生產(chǎn)需求以及市場(chǎng)需要，各種機(jī)械設(shè)備也不斷朝著精密化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。例如激光數(shù)控檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，激光檢測(cè)技術(shù)具有精度高、適用性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，比如，激光檢測(cè)技術(shù)可以應(yīng)用到測(cè)量尺寸上，用激光對(duì)汽車(chē)的曲軸、凸輪軸、閥座等零件的直線(xiàn)度、長(zhǎng)度、垂直度、密度等測(cè)量,所有尺寸的分辨率可達(dá)1μm ,重復(fù)精度0.2μm ，精確性非常高。（圖二為汽車(chē)工業(yè)中采用激光技術(shù)加工的部分零件表）

（圖二 汽車(chē)工業(yè)中采用激光技術(shù)加工的部分零件表）

數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到汽車(chē)工業(yè)上，可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。例如美國(guó)Ford 汽車(chē)公司和Ingersoll 機(jī)床公司合作研制成HVM800 型臥式加工設(shè)備，并采用高速電主軸和直線(xiàn)電機(jī)，主軸最高轉(zhuǎn)速為24000r/min，工作臺(tái)最大進(jìn)給達(dá)7612m/min，可以理解為不到1s 工作臺(tái)可行程1m，瞬間完成一個(gè)工作行程。在汽車(chē)工業(yè)的今后發(fā)展過(guò)程中離不開(kāi)數(shù)控技術(shù)，二者的結(jié)合會(huì)越來(lái)越融洽。

3.3 數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的有效運(yùn)用

在工業(yè)生產(chǎn)的范疇中，機(jī)械設(shè)備是基礎(chǔ)，主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及執(zhí)行系統(tǒng)構(gòu)成。在現(xiàn)代工業(yè)在生產(chǎn)中，有些生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，人工操作難度大，也不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，造成人力資源浪費(fèi)，甚至?xí)l(fā)生工傷安全事故等等，所以應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用，有效地改善了這些情況，生產(chǎn)效率得到了提升，工作人員的人身安全也得到了保障。除此之外，數(shù)控技術(shù)也具有監(jiān)管功能，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)操作錯(cuò)誤，信息就會(huì)立刻經(jīng)過(guò)傳感器輸送到控制單元，對(duì)錯(cuò)誤操作進(jìn)行提示，并采用一定的措施進(jìn)行保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)正常化生產(chǎn)。

3.4 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備上的有效運(yùn)用

在機(jī)械制造行業(yè)中先進(jìn)的設(shè)備居于核心地位,機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造的重要組成部分，是機(jī)械制造的靈魂，在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域的地位是無(wú)可替代的，數(shù)控技術(shù)的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用，使得機(jī)械制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化及自動(dòng)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。面對(duì)現(xiàn)代機(jī)電一體化的要求,機(jī)械制造業(yè)必須具有具備控制能力的數(shù)控機(jī)床設(shè)備。在機(jī)床上運(yùn)用數(shù)控技術(shù),主要依靠代碼，其可以將產(chǎn)品生產(chǎn)的各類(lèi)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在介質(zhì)中，之后發(fā)出指令，傳達(dá)到控制系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)床生產(chǎn)的控制，是電腦機(jī)械相結(jié)合的產(chǎn)物,通過(guò)軟件設(shè)置來(lái)控制主軸速度變化、選擇刀具、啟動(dòng)冷卻泵等各種繁雜的操作。數(shù)控技術(shù)在在機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用，促進(jìn)了各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，提升了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也起到了推動(dòng)作用。（圖三為激光檢測(cè)系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖）

（圖三 激光檢測(cè)系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖）

4 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用的發(fā)展前景

數(shù)控技術(shù)的優(yōu)越性能在機(jī)械制造領(lǐng)域很好的發(fā)揮出來(lái)，無(wú)論是最開(kāi)始的封閉式技術(shù)，還是現(xiàn)代的開(kāi)放式計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)很好的發(fā)揮了他的優(yōu)越性能。在以后的發(fā)展過(guò)程中，數(shù)控技術(shù)也將逐步提高其自動(dòng)化和智能化的性能，更好的提升工作效率，適應(yīng)市場(chǎng)需求。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中發(fā)展應(yīng)用前期，我們并沒(méi)有注重專(zhuān)業(yè)化需求，無(wú)論從技術(shù)上、管理上、人才選取上我們都應(yīng)專(zhuān)業(yè)化，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)化的目的。提升我國(guó)制造裝備行業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，滿(mǎn)足國(guó)家的戰(zhàn)略需求，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)制造行業(yè)飛速發(fā)展，不斷提高我國(guó)的工業(yè)發(fā)展實(shí)力。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用的有效管理也是機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量的保障，所以我們應(yīng)充分重視數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造企業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展問(wèn)題，更好的解決現(xiàn)階段數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造企業(yè)中技術(shù)關(guān)卡，保證數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展，生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品，為人類(lèi)提供服務(wù)。現(xiàn)階段，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處在一個(gè)關(guān)鍵階段，在世界經(jīng)濟(jì)一體化的大潮下，我國(guó)的機(jī)械制造企業(yè)還需不斷提高數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的有效性，將制造技術(shù)與世界接軌，最大限度的縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，注重技術(shù)的創(chuàng)新，為我國(guó)的機(jī)械制造企業(yè)提供技術(shù)支持，更好的發(fā)展壯大。

[1]辛美俠,呂志偉,楊永良.機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察,2011,5.

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李軍，男，彝族，1973年生，云南石屏人，大專(zhuān)，助理工程師，昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校實(shí)訓(xùn)處；

陳韜，男，漢族，1978年生，云南昆明人，大學(xué)本科，中級(jí)工，昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校實(shí)訓(xùn)處；

魏星，男，漢族，1970年生，云南昆明人，助教，昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校電氣學(xué)院

Application of NC technology in mechanical manufacture

Li Jun,Wei Xing,Chen Tao
(Kunming Metallurgy College，650033)

With the development of science and technology,numerical control technology as a high-tech technology is also in constant progress,the performance of the numerical control technology application in the mechanical manufacturing industry,is one of the means to promote China's industrial technology content.At present,our country the size of the machinery manufacturing industry occupies a large share in the world,but it can't meet international standards,the quality of the product technology content is not pass,so we should strengthen the effective application of numerical control technology in mechanical manufacturing industry, machinery manufacturing product performance and quality.This article simply analyzes the present situation of China's machinery manufacturing industry,the characteristics of numerical control technology and the application of numerical control technology in mechanical manufacturing industry, finally in the machinery manufacturing industry in our country,the paper discusses the development trend of numerical control technology.

Numerical Control；Machinery manufacturing；application prospect