数字控制技术在机械自动化领域的应用与发展前景

马海霖

摘 要：机械自动化的应用程度是衡量一个国家工业发展水平的重要参照，而机械自动化中最主要的部分便是对设备进行数字控制。本文针对机械自动化领域中的数字控制技术的应用要点进行分析和应用探讨，并对基于数字控制技术的机械自动化的发展前景进行展望，为以后数字控制技术在机械自动化领域中的应用提供建议和参考。

关键词：数字控制 机械自动化 智能制造 发展趋势

引 言

伴随着我国经济社会的快速发展，机械自动化已被广泛应用于我国的各个生产领域，并提高了劳动生产率，推动了我国工业体系的不断健全和完善。但目前我国在机械自动化领域中的数字化控制水平较低，一些自动化设备仍具有很大的发展空间。因此我国要注重数字控制技术在机械自动化领域中的应用和发展，进而提高自动化的水平。

一、数字控制技术的概念和作用

在现代的机械制造业中，基于数字控制技术的机械自动化得到了广泛的普及和应用。其中的数字控制技术主要结合计算机、电气[1]和电子测量等相关技术，实现了对自动化设备的数字化控制。并且由于数字控制技术能够通过内置的算法实现对生产过程进行监督、引导和巡查，进而提高了设备制造的精度和生产过程中的安全性。

伴随着计算机技术的飞速发展，进而促使传统的机械制造技术在应对现在产品制造的需求方面有些力不从心。因此为了增强机械制造业对现代市场的适应能力，同时为了提高产品的竞争力和其附加利润。这就需要我们充分利用数字控制技术的各种优势，并在最大限度内将其应用于机械自动化领域。

二、数字控制技术在机械自动化领域中的应用

（1）在工业领域的应用

在工业领域中，尤其是在机械的设计以及制造方面，基于数字控制技术的机械自动化得到了很大程度的应用：在航空航天领域中，数控技术提高了对航天器的设计和制造的精度，并提高了产品的可靠性；在船舶的设计、制造中，数控技术的应用提高了船体结构的强度和稳定性，并且由于数控技术的精密性，避免了船体在制造过程中由于金属间镀层不到位而发生的电化学[2]腐蚀现象；在机床领域，数控技术极大地提高了机床间的连接精度，进而能够实现四轴、五轴，甚至是七轴联动，实现了对机床的精密控制。

（2）在农业领域的应用

数控技术在农业产品领域中的应用主要是在各种农用设备的高精度控制，进而提高农作物产量、增加农民的收入。例如在喷水浇灌设备的使用中，通过加入湿度感应传感器，能够在合适的时机进行喷水作业，提高了对水资源的利用率；在大棚养殖中，基于数控技术的人工光源能够对一天内的太阳光照强度[3]进行统计和分析，并根据预先设计的算法，当光照不足时通过使用自身的光源进行补充，进而提高农作物的产量。

（3）在工程领域的应用

在工程领域中，工程建筑的可靠性和安全性一直是人们最为关注的话题。而数控技术在工程领域中对建设设备实现了数字化的控制，并且可以根据各点位的传感器能够预先在计算机中模拟生成效果图，极大地提高了工程建筑的可靠性。并且通过对设备的高精度控制，严格控制了建筑在建造过程中产生的实际误差，提高了工程建筑产品的安全性。

（4）在能源领域的应用

在能源领域中，数控技术的出现极大的提高了能源勘探和采集设备的可靠性，并提高了在勘探和采集过程中的安全性：通过数控技术，能够对设备进行实时检测，一旦发现某个设备故障便会立刻报警。同时还通过各种传感器对周围环境进行实时检测，有效避免了诸如瓦斯泄露、矿洞坍塌等情况的出现，提高了在能源勘探和采集过程中的安全性。

三、基于数字控制技术的机械自动化未来发展趋势

（1）高速度、高精度和高可靠性

机械自动化的目的是为了实现提高对产品的高精度控制，进而提高产品的实用性和可靠性，并降低生产成本的目的。因而机械自动化的未来发展应该尽可能地通过使用数控技术，以提高其精度和速度，同时在保证产品质量的情况下提高自动化设备的可靠性和稳定性。从而使机械自动化的优势更加凸显，能够更好地应对当代市场中各品类产品设计、制造的要求，并进而提高我国在机械自动化领域中的产品竞争力。

（2）更加开发的体系结构

机械自动化并不应该只是某一领域的专有产物，因此基于机械自动化的生产设备应该具有多种兼容性的控制接口。同时其各种软硬件要具备拓展性和可改造性，其中的操作接口更应该能够使用各类主要编程语言进行控制（如C、C#和汇编语言等）。并且基于数控技术的自动化设备应可以将设备内的数据实时导出，以便于进行数据分析，进而提高对设备的控制程度。

（3）网络化与智能化

伴随着信息技术的飞速发展，在机械自动化领域中各类仿真软件（如CAD、MATLAB等）也得到了相应的进步。并且随着深度学习[4]的崛起，以及各类机器语言的不断普及。因此基于数控技术的机械自动化设备要能够做到与各类仿真软件间的无缝连接，同时要能够做到对设备的智能化管理。而这就要求未来的自动化设备具有网络化和智能化的特性和发展需求。

（4）功能复合化

机械自动化的未来方向不仅应该是更加数字化和智能化，并且其中的数字控制技术要能够集成对各单个设备的控制，实现功能的复合化。例如在数控机床方面，多轴联动的机床中能够对同一产品同时进行切、削等操作。并且相比于单轴机床，多轴机床实现了对产品的同步控制，并提高了产品的生产效率和质量。

结 语

综上所述，基于数字控制技术的机械自动化设备具有广阔的应用前景。并且伴随着科技的不断发展，以及市场中对各类产品的要求不断提高，极大地推动了数字控制技术在机械自动化领域中的应用和发展，并促进了相关产业的进步。

参考文献

[1] 辛文文.自动化技术在机械制造中的应用分析[J].信息记录材料，2018，19（11）：108-109.

[2] 李鑫.数控机床设计中伺服電机的选取方法分析[J].山东工业技术，2018（15）：56.

[3] 刘明，程晓旭.数控木工机械的发展现状及自动化技术的研发方向[J].建材与装饰，2018（06）：226.

[4] 韩为俊.浅谈数控技术在自动化车辆机械制造业中的应用[J].汽车与驾驶维修（维修版），2017（10）：129.