智能化数控技术的研究

摘 要：在新时期全球化智能制造行业发展进程中，智能化数控技术逐步朝着系统多元化方向发展。掌握先进数控技术，不仅可以帮助我国突破智能化数控装备研制壁垒，而且可以推动我国工业智能化转型升级。因此，本文以智能化数控技术为研究目标，介绍了数控技术发展现状，分析了智能化数控技术未来发展方向。

关键词：数控技术 智能化 发展 研究

一、数控技术发展现状

1、我国应用数控技术水平不高。数控技术涉及到众多学科领域和多门专业课程，这就需要相关数控技术人员不仅具有扎实的理论知识和多层次的知识体系，还要拥有全面的数控机床应用和维修经验，能够全方位开展数据技术的设计、编程、操作和维修工作。目前，我国机械制造的数控技术人员大多是高等院校或者职业院校的专业学员，他们具有丰富的理论知识，但是岗位实践能力不足，缺乏有关的机械行业工作经验，这就导致我国机械制造的数控技术应用水平不高。

2、我国数控技术规模化不健全。根据统计，我国机械制造企业虽然在数量上十分巨大，但是在数控技术应用上却远没有达到世界制造大国的行业标准。以生产机械某种零部件为主发展起来的企业在生产能力、生产工艺和产品质量上都不能全面满足市场需求，而数控人才流失、数控设备闲置、维护不当等诸多问题都导致数控技术在机械制造企业的应用规模大打折扣。

3、初步实现了数控技术的高速化和精细化。我国传统的数控机床生产转速主要为（3000～5000）r/min，得益于机械制造中开放式结构数控的有效研究，再加上高速数控加工技术的普及和完善，带动了数控机床生产转速能够达到（8000～10000）r/min，这样能够保证数控机床的生产能力和生产标准。此外，数控机床的精细化也得到极大提高，受益于中央计算机数控系统的升级换代，我国机械制造中的数控机床已经可以将精度控制在（0.008～0.010）mm，有助于航天工业为代表的高精度产品的生产加工。

二、智能数控技术

数控技术是一种计算机数值计算与加工技术，它可以通过高性能驱动单元控制加工过程中的各种信息。目前，数控技术在机械加工设备中得到了广泛的应用，其中数控机床最为典型和应用最为广泛。数控系统具有高性能、高精度和高可靠性，但这些不能满足现代人的需求，因此智能化将成为数控系统的未来发展趋势。

智能化是二十一世纪制造技术的主要方向之一。随着信息技术的飞速发展更新，智能化的概念已逐渐渗透到各行各业和人们生活的各个方面，数控系统也引进了自适应控制，模糊系统和神经网络的控制机制，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自动三维刀具补偿生成和动态补偿的自适应控制，故障监测也具有人性化的设计。而故障诊断专家系统、自诊断功能还在持续改进。只能数控系统已经可以大量的应用到不同的行业领域而不出现任何错误。智能数控系统又被称为仿人智能，使整个生产过程更加人性化。在数控系统中，包括智能行为程序的模拟、扩展和扩展，如自学习、自识别、自规划、自修复、自复制等。智能数控系统的测试、建模、特征提取、自动的知觉加工系统能够通过内部状态和外部环境对物体的加工精度和效率以及物理量变化进行跟踪，并很快的作出智能决策，设计出能够实现项目的最佳方案，并在生产和后续的加工中应用。

三、智能化数控技术发展研究

从当前世界数控技术的发展现状的结果中能够分析出，数控技术的智能化是未来发展的必然趋势，然而对于智能化而言，它还有更大更多的潜力等待发掘和开发。以下将从三个方面对其进行分析：

1、性能发展方向。（1）高性能化：芯片技术随着电子信息技术的发展而不断进步，CPU和RISC的运算技术也随之不断提高，对CPU的控制和处理能力進行双线或多线的方法进行处理，使得机床的动态和静态特性能够很好的提高。（2）柔性化：在数控技术中，柔性发展有两种重要的意义。第一方面，数控系统要求系统自身具有很高的灵活性和可拆剪性，并且可以使用模块集成的设计模式。灵活性较高的数控系统可以满足客户更多不同的需求，使得客户在使用后的满意度较高。第二方面，即为了达到多重系统的多线程控制，简单来说就是将多个系统进行整合，然后集合在一起。为了实现多线程控制，就要加强对材料的控制，从而发挥数控技术的作用。（3）实时化：时效性就是在相对简单的操作环境下，可以准时且保证质量地完成任务，并合理调配调度任务。在这样的工作上，智能化会发挥重要的推动作用。随着科技的不断发展，实时性也在不断趋于集成化，更形成了实时系统。智能化和实时系统相结合，将成为智能化数控技术的重要发展方向。

2、功能发展方向。（1）用户界面的图形化：数控系统与使用者通过用户界面实现对话连接，不同的使用者对界面的要求是不同的，从而导致用户界面的开发成为一大难题，就是在计算机软件研制领域，用户界面也是最难解决的问题之一，用户界面的图形化让非专业用户的使用更加的方便。（2）运算能力可视化：用文字和语言作信息交流已经不能够满足用户的需求，科学运算可视为是用于处理和分析数据，它的实现使得数控系统不再局限于用文字和语言，更可以直接使用图形、图像、动画等的可视元素。（3）PLC技术的应用：在智能化数控技术使用中，高性能PLC控制模块内嵌技术，不仅能够直接使用梯形图和高级语言进行编程，还可以作为指挥中心控制模块。（4）融入多媒体技术：多媒体技术是计算机、声音、通信技术的结合体，它使得计算机对声音、文字、图像和视频信息进行综合处理，并能够实时监管，当设备出现故障时，可以在第一时间解决问题。

3、结构体系发展方向。（1）采用集成化芯片：为了提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，可应用CPU、RISC芯片，使用大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD和专用集成电路ASIC芯片。为了提高显示器功能，可应用FPD平板显示技术，它已成为21世纪显示领域的主流技术，也是可以和CRT相比的新型显示技术。（2）硬件模块化：硬件的模块化更便于实现数控系统的集成化。根据不同的功能需求，将CPU、存储器、PLC、通讯等基本模块，做成了标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和增减模块数量，形成了不同档次的数控系统。（3）机床网络化：机床联网可进行远程操控和无人化操控。通过机床联网，可以在任何的机床上对其它机床编程、设定、操作、运行，不同机床显示的画面能够同时出现在每台机床的屏幕上。

结束语

综上所述，我国智能化数控技术发展是未来的必然趋势，本文从性能、功能、结构体系三方面分析了发展方向。智能数控技术在各个行业中都属于高端技术，对生产制造进行控制和管理，随着人们需求越来越高，数控技术的智能化也在逐渐形成。智能化数控技术有着很大的发展潜力和空间，需要我们不断开拓与研究。

参考文献：

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[2] 张明明.数控技术发展趋势——智能化数控系统[J].黑龙江科技信息，2010（06）

[3] 张志强，王晓华.智能制造与先进数控技术[J].时代农机，2018，45（09）

[4] 陈明润.智能化数控技术的未来发展方向探究[J].煤炭技术，2013，32（06）

作者简介：王超（1988—），性别：男，民族：汉，职称初级：数控，研究方向：机械，工作单位：沈阳昊威建筑工程有限公司。