李少文

【摘 要】數(shù)控技術是現(xiàn)代工業(yè)生產中的一門高新技術，綜合了機械設計技術、自動化技術、制造工藝技術、計算機技術、控制理論的多學科交叉型的科學技術。本文論述了數(shù)控技術的內涵；分析了數(shù)控技術在航空航天工業(yè)、汽車工業(yè)、機械工業(yè)等領域的應用，并對數(shù)控技術的發(fā)展進行了展望。

【關鍵詞】數(shù)控技術；應用；展望

0 前言

數(shù)控技術是利用數(shù)字化信息技術，結合機械運動和機器工作過程特點，對其運動和過程進行控制的機電一體化技術，數(shù)控技術是現(xiàn)代工業(yè)生產中的一門高新技術和新型技術，也是發(fā)展十分迅速的新型技術[1]。隨著精密制造技術和自動化技術的發(fā)展，數(shù)控技術不單是數(shù)字控制過程，也不單是最優(yōu)化技術在機械制造領域的移植和應用，而是綜合了機械設計技術、自動化技術、制造工藝技術、計算機技術、控制理論的多學科交叉型的科學技術[2]。數(shù)控技術應用于機械制造及自動化中，同機械優(yōu)化設計相融合，就可以根據(jù)機械設計的標準規(guī)范、理論和方法等建立反映實際工程設計問題和符合工程數(shù)學規(guī)劃要求的模型，并進一步采用數(shù)學規(guī)劃方法和計算機技術自動找出優(yōu)方案[3]。數(shù)控技術隨著機械制造及自動化現(xiàn)代設計方法的發(fā)展不斷更新，隨著優(yōu)化設計工具的工程應用及科學技術的發(fā)展不斷擴展和深化。隨著制造業(yè)全球化的發(fā)展，數(shù)控技術主要是將國際大型通用優(yōu)化設計工具軟件優(yōu)化設計基礎理論與實際工程應用密切結合，通過數(shù)控技術在機械工程應用，有利于工程技術人員掌握數(shù)控技術的實質內容及應用技巧[4]。隨著自動化技術的發(fā)展，使得數(shù)控技術不但具有涉及基礎面寬，實踐性強，技術更新快的特點[5]。

1 數(shù)控技術的發(fā)展和內涵

現(xiàn)代機械制造及自動化中要求提高加工產品質量，提高機械產品的性能和，縮短機械產品的設計周期和降低產品原材料消耗和產品的制造成本，數(shù)控技術就得到廣泛的應用。由于數(shù)控技術與自動化相融合，使得產品設計問題具有復雜性、跨學科性、隱含性和多目標、多約束多參數(shù)的特點。所以，有人說現(xiàn)代數(shù)控技術是建立在物理學、應用數(shù)學、應用力學、應用化學、計算機程序設計材料學之上解決復雜設計、制造、加工問題的一種有效技術。目標函數(shù)與約束的確定，對精密儀器應按其精度最高或誤差最小的要求建立目標函數(shù)。數(shù)控技術集機械化、自動化一體的綜合性的學科，具有實際應用價值和理論價值，是非常有發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠较?。?shù)控技術與數(shù)控設備發(fā)展迅速，縱觀世界上數(shù)控技術及其裝備的發(fā)展，數(shù)控技術的發(fā)展和內涵呈現(xiàn)如下發(fā)展的新趨勢。一是，數(shù)控技術呈現(xiàn)出高速化、高精密化，高可靠性，數(shù)控機床設計的CAD化，綠色化的發(fā)展趨勢。數(shù)控技術與自動化相結合，高速化可極大地提高生產效率，縮短產品的生產周期，高精密化可提高產品的質量和品質，從而提高產品的市場競爭能力。高速加工技術和高精度加工技術相輔相成，從精密數(shù)控加工到超精密數(shù)控加工，特別是先進的特高精度數(shù)控加工既是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向，也是一個國家制造業(yè)先進化的標志。二是，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控制設備的可靠性，數(shù)控技術應用中并不是可靠性越高越好，需要的是適度數(shù)控系統(tǒng)的即可靠?？煽啃允苄阅軆r格比的約束，數(shù)控加工的商品要有市場，合理地使用數(shù)控機床，可以降低生產成本，提高企業(yè)經濟效益和產品競爭能力。三是，現(xiàn)代制造業(yè)領域對于節(jié)約資源、保護環(huán)境、節(jié)約能源、促進可持續(xù)發(fā)展具有明確要求。數(shù)控技術通過優(yōu)化集成，將綠色制造流程應用于生產過程，形成新一代產品的，有利于提供各種高性能和低成本的綠色材料產品[6]。綠色制造又稱環(huán)境協(xié)調制造，是制造產品指從原料、加工、生產、使用、廢棄、再生的全程中，制造產品具有較高可循環(huán)再生率，較低環(huán)境負荷值和優(yōu)異性能的產品制造過程。環(huán)境負荷包括資源攝取量、污染排放量、能源消耗量、廢物排放量、回收再生的難易程度等[7]。綠色化是面向環(huán)境的綠色產品設計及制造技術的基礎，在現(xiàn)代設計及制造中的應用不斷擴大。四是，數(shù)控技術與數(shù)控設備的技術范圍所覆蓋的領域有機械制造技術領域，自動控制技術領域，伺服驅動技術領域微電子技術領域以及軟件技術領域等。數(shù)控機床對管理及操作人員的業(yè)務素質要求較高，促使數(shù)控技術的更新隨著工業(yè)技術的發(fā)展而不斷深入。

2 數(shù)控技術在現(xiàn)代工業(yè)的應用

數(shù)控技術在現(xiàn)代高新設計方法和先進技術制造技術中的應用已越來越廣泛，數(shù)控技術不僅僅是單一的完成某零部件的數(shù)控加工設計，而應該將數(shù)控車床使用、編程、維修等的因素統(tǒng)一考慮。數(shù)控加工設計設計強調可靠性設計、環(huán)保設計、維修性設計等。數(shù)控技術在現(xiàn)代高新設計方法和先進技術制造技術中應用更為活躍，應用領域更加的廣泛。數(shù)控加工涉及到通用機械與機床、航空航天工程機械、橋梁、水利、船舶、鐵路運輸行業(yè)、汽車、通訊行業(yè)、能源工業(yè)、輕工紡織、建筑、機械、軍事工業(yè)、食品機械、石油及石化行業(yè)等諸多方面。數(shù)控技術的應用還能處理具有復雜結構的加工，如飛機結構整體、飛機機身、航空發(fā)動機輪盤、火箭發(fā)動機殼體、潛艇外部液壓艙、潛艇結構、機器人等。數(shù)控技術應用于大規(guī)模的工程建設，大型水輪機結構，石油鉆井井架，建筑橋梁等。數(shù)控技術也應用于產量大的汽車車架、車身箱形梁結構、裝載機平面、起重機、制動器圓錐、凸輪機構各類彈簧、圓柱齒輪連桿機構、軸承等?，F(xiàn)代數(shù)控技術與以前相比，在深度和廣度上都有很大的變化。數(shù)控技術專業(yè)技術人員應該站在創(chuàng)新性數(shù)控技術的高度，重新審視和定位數(shù)控技術的創(chuàng)新和發(fā)展，從而建立與新經濟時代相適應的數(shù)控技術知識體系和產業(yè)結構體系。

【參考文獻】

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[責任編輯：楊玉潔]