数控技术在机械制造中的应用探讨

张保琦

（大庆油田装备制造集团研究院，黑龙江大庆 163000）

0 引言

数控技术是基于计算机应用技术和机械自动化控制的全新技术。数控技术让机械加工以及制造技术有了全新的发展可能，融入数控技术的机械制造工艺，可以实现高精密和量化生产。近年来，我国机械制造企业逐渐提高了数控技术的研究力度，提高了企业的生产能力及生产质量。

1 机械加工行业情况概述

机械加工是根据产品种类以及预定制造方法，对工件所需材料的加工过程。我国机械加工行业起步较晚，但随着社会经济发展对机械加工行业生产能力的需求，我国加大了对机械加工工艺技术的研究力度以及对机械制造企业的扶持力度，近年来，我国机械加工行业飞速发展，并取得了多项技术研究成果，机械加工行业的工艺水平以及生产能力都得到快速提升。但纵观全球机械加工行业，我国机械加工行业尚未进入一线水平，与美国以及欧洲发达国家相比，在加工工艺以及技术水平上存在差距。我国机械加工企业多以中低档初步加工部件产品为主，产品精密度较低，同时对国外的机械加工工艺有很强的依赖性。低精密度产品虽然利润低，但技术要求不高、生产线建设难度小，也容易形成规模化生产，这对我国成立不久的机械加工行业的发展有很大帮助。但伴随我国机械加工工艺以及技术的不断突破，低精密度产品已经不足以满足机械加工企业的发展需求，企业对高利润、高精密度产品制造技术的需求十分迫切。在这样的背景下，对机械加工工艺及技术的研发已经成为机械制造企业发展的刚性需求。

近年来，我国加强了对机械加工工艺技术的研究，工艺技术不断突破，许多大型机械加工企业逐步建立了全自动生产线，并引入自动化技术以及数控技术优化生产工序，企业具备了高精密度产品的生产能力。其中，数控技术是我国机械加工企业工艺技术取得突破的关键。融入数控技术的生产线，可以提高生产精度，降低人为因素引起的操作失误等问题，同时全新的自动化生产线有了更为强大的生产效率。

2 数控技术在机械制造中的应用

计算机技术、网络技术让人类社会进入了全新时代，数控技术是这个时代的全新技术产物，它的问世使机械制造行业进入了高自动化、高精密度生产的全新时代。数控技术可以对生产线的实际情况进行全面监督控制，使生产线的生产水平及生产精度有了全新的进展。

2.1 数控技术在煤矿机械部件加工中的应用

煤炭是我国社会经济发展重要的保障能源之一，伴随国家发展对煤炭资源供应的更高需求，采煤工艺有了巨大的升级。传统人工采煤方式逐渐被机械化采煤工艺取代。滚筒式采煤机、螺旋钻式采煤机、自动液压支架等机械设备的问世，标志着我国机械采煤工艺正式位列世界领先水平。伴随机械设备的逐步推广，机械设备在实际生产过程中的弊端也逐步显现，其中对机械的控制存在人力的极限，也更容易受到人为因素的影响，同时对机械设备运行中各项参数的异常情况没有及时发现，也造成了设备故障率的提升，以及设备使用寿命的降低。在采煤机械设备中融入数控技术可以有效解决上述问题。数控技术可以使机械设备实现高精密度的自动生产以及自我故障监察等功能，可以有效提升设备生产效率以及生产稳定性。德国JBC 公司生产的自动液压支架设备就融入了先进的数控技术，该设备可以自动判断承载压力，从而自动调整支撑功率，避免人为操作的误差，并降低能源消耗。

2.2 数控技术在工业生产中的应用

工业生产对机械设备有较高的依赖性，工业生产中常见的机械设备种类较多，不同的工业生产类型所需的机械设备也各不相同，但从设备的基础功能可分为核心中控系统、动力系统、操作系统三大类。传统的机械加工工艺最高可以实现10 μm 精度的零件加工，但汽车制造以及航空航天领域对零部件的材料以及加工精密度要求逐渐上升，随着我国航空航天技术飞速发展，航空设备材料取得了巨大的突破，多采用铝合金、钛合金、薄筋等超薄超轻材料，此类材料刚度较低，必须在高速切削技术和切削力度恰到好处的基础上进行加工，才可以确保零部件质量。同时现阶段我国在机翼设计中，主要采用钛合金镂空的设计方式，避免机体连接中出现大量的螺丝连接部分，避免增加飞机总重量，以及飞机故障率。上述技术的实现都对机械加工的精密度有极高的需求，传统的10 μm 精度机械加工生产线，已无法满足上述机械零件的生产。而数据控制技术的融合应用，数控机床的问世，使机械技工精度提升至3 μm，并继续向更高精度领域发展，2015 年，我国正式推出了千微米精度的数控机床设备，该设备的MTB 数值最高可达8000 h。

3 数控技术发展前景

随着数控技术在机械加工领域的不断融合，数控技术使机械加工行业有了全新的发展，数控机床等设备的出现，对汽车制造、精密仪器制造、航空航天、医疗器械制造等行业产生巨大影响。数控技术与机械加工融合技术的未来发展方向主要表现在以下3 个方面。

3.1 智能化

伴随信息技术、计算机应用技术的不断发展，世界进入了信息时代。在信息时代下，自动化、智能化成为了时代的主题词。人们工作生活的各个领域都向着智能化、自动化的方向发展。在数控以及机械加工领域亦是如此。模糊控制系统、神经网络控制机以及自适应控制等必将成为数控技术的发展方向。

3.2 复合化

传统的机械加工工艺中，主要工件、搬运、上下料、设备安装、换刀等工作均需要停产进行，导致生产效率受限制，浪费时间的同时也增加了生产成本。数控机械加工技术未来发展方向不仅是机械加工技术的发展，也是生产线整体生产能力的发展，因此数控技术应向着复合化、全面化的方向发展，实现全面自动生产，将上述工作融入了自动控制范畴，实现不停产的自动上下料、搬运等工作。

3.3 绿色化

随着时代的发展，人们的环保意识越来越强，低碳节能已经成为时代发展的必然趋势，是所有行业都要重点关注问题。数控技术发展应该跟上时代发展脚步，向着更加绿色节能的方向发展。除此之外，现在数控技术已经成为机械加工制造以及现代化建设不可或缺的一项技术，甚至可以说已经成为综合国力的重要组成部分，对我国从制造大国向制造强国发展有着重要的推动作用。

4 结束语

随着时代的发展和社会的进步，数控技术在我国机械加工行业的应用越来越广泛与深入。机械加工行业要在当前这个飞速发展的时代获得更进一步的发展，满足发展的需要，必须提升数控技术的应用意识，并在应用过程中进行持续升级，为自身的发展提供更有力的支持和保障，使工业技术水平得到进一步发展。