数控技术在机械加工中的应用与发展前景研究

王二伟 吴建康 廖欣欣

摘  要：在我国经济水平与科学技术不断发展的背景下，数控技术得到广泛的实际应用，且在机械加工生产领域中取得大量优秀成果，应用水平持续提高，技术体系日趋成熟。目前数控技术已经替代了其他传统机械加工方式，切实提高了机械加工领域的整体生产水平，但随着人们消费观念的改变，机械加工类产品的市场需求也在随之变化，行业整体亟需改革。基于此，本文首先简要介绍数控技术的概念、特征与应用优势，然后从实际出发分析数控技术在机械加工领域的实际应用，最后探讨数控技术的在机械加工领域的发展前景，以期为行业相关工作者提供参考，促进机械加工行业健康发展。

关键词：数控技术;机械加工;发展前景

引言

将数控技术应用至机械加工之中，可以有效节约人力、物力资源，控制机械生产成本，最大限度地提高生产效率，增长经济效益。因此，机械加工行业应合理使用数控技术等先进技术手段，着力提高机械加工水平，促进机械加工领域朝着自动化、科技化方向发展，将新理论、新技术应用其中，持续研发更高精度、满足加工行业需求的新型数控加工设备，提高行业整体竞争力。

一、数控技术的概念与特征

数控技术也就是利用数字控制形式，实现自动化控制机械加工生产的技术，在机械加工时应用数控技术，可以对加工角度、位移等进行调控，提高机械加工效率。数控技术实际应用前应当首先采集数据，对数据内容进行分析，并开展编程，设定所需指令并输入所采集的数据内容，该数据通常呈现为标准坐标系中的点坐标形式。在完成编程后应将数据输入PC端的程序之中，对生产机械进行控制。在机械加工中应用数控技术，最显著的优势就是加工精度的提高，有效避免了人工加工时可能产生的误差。数控技术的应用使得机械制造行业得到进一步突破，对国民经济的增长发挥着促进作用。目前数控技术已经应用至多个领域之中，包括工业生产领域、汽车机械生产领域、成型工艺以及航空航天领域等。数控技术最为显著的特点即精度高、适应性强，该特点使得数控技术应用至生产时能够确保生产效率，并减少误差，提高整体质量稳定性。

二、数控技术的优势

（一）提高生产效率

将数控技术应用至机械加工领域中，最显著的优势即提高生产效率，数控技术依靠计算机软件完成加工，可以有效降低机械加工环节的人力物力等资源投入，控制企业成本，提高机械加工企业的经济效益。由于数控技术的自动化特点，使得人工劳动强度大大降低，提高生产效率，便于管理人员工作的开展，强化企业生产管理水平，进一步提高企业的核心市场竞争力。

（二）实现机床控制

将数控技术应用至机械加工中，能够对机床形成有效控制，十分有利于生产效率的提高。在实际开展机械加工工作时，所需经历步骤复杂，牵涉因素较多，生产设备、生产原材料、加工工艺等因素都会对机械加工效率产生影响，而利用数控技术，可以通过现代化信息技术将这些可能产生影响的因素转化为代码信息，通过数据变化掌握实际生产情况，实现良好的机床控制。

（三）促进行业发展

数控技术是结合了机械加工中集成、柔性以及虚拟技术的专业一体化技术，对传统机械加工中的复杂工艺进行简化，提高生产效率，保证生产质量，该技术的诞生使得机械加工行业迈入新时期，顺应当前我国社会整体发展情况，朝着数字化发展、智能化发展的方向不断深入，赋予了机械加工行业新的生机。

三、数控技术在机械加工中的具体应用

数控技术在机械加工行业中的应用方向十分广泛，包括工业机器人、机床生产控制、汽车机械生产、煤炭機械生产、航空航天等。数控技术作为新兴工业生产技术，凭借其突出优势在不同领域机械加工生产中均发挥其优势，下面分别从数控技术的不同应用形式，对其在机械加工中的具体应用进行分析。

（一）工业机器人生产

工业机器人的概念提出多年，目前在部分大规模工业生产中已经初步实现，大量工业机器人得以研发并投入实际生产中，部分生产线已经完全实现自动化工业机器人生产模式，这一生产模式下企业所投入的人力资源成本会大幅度降低，同时生产效率与质量的一保证。从根本上来讲，工业机器人是数控技术的重要分支方向之一，其研发过程将控制单元、驱动单元与执行单元相集成化，在计算机中设置相应参数，通过计算机发送指令，从而准确控制机器人的行为。工业机器人通过对人类操作行为进行模拟，通过计算机设置，控制机器人运动轨迹，从而实现全自动化操作。数控技术还可以全程监控工业机器人的日常工作内容，若机器人在工作过程中出现故障，或存在工作失误问题，监控系统会第一时间发现并将情况上报，便于管理人员收到反馈后及时开展维修活动，将机器人故障所造成的损失控制在最小程度上。部分我国已经研发并应用的大型工业机器人中，数控技术也发挥着重要技术作用，实现传感控制与检测。目前工业机器人基本应用在操作简单，但对加工精度要求较高的加工环节中，且基本取代了这部分环节中的人力操作，如搬运、屏幕切割、配件焊接等等，工业机器人通常应用于恶劣的工作环境之中，完成焊接、喷漆等影响人类身体健康的工作或太空空间站中人类难以完成的工作。但工业机器人仍然存在一定弊端，由于其自身工作能力限制，无法开展复杂化操作，大部分环节仍然较为依赖人力操作，但随着数控技术的不断发展，工业机器人在未来必然能够自动完成更多样化、更复杂的操作，改善机械加工人员的工作条件，为其安全生产提供坚实保障，对我国机械加工制造行业形成强有力的推动。

（二）机械加工机床控制

数控技术在机械加工机床控制中页发挥着重要作用，传统机械加工环节中，需要结合不同机械构件的实际需求，对机械进行相应设置，这一设置内容是否正确、精准，直接影响着机械加工质量，但传统机械加工中，机床设置对人工的依赖性较强，人员在设置加工参数时往往依靠自身经验，缺乏标准化参数，对机械加工质量的控制有所不足，很可能导致所生产机械构件不符合标准所需，造成即使是同一批次产品也存在较大误差的情况。而将数控技术引入机床控制之中，可以对这一问题形成有效控制，将不同机械构件相对应的参数输入计算机中，全程通过计算机控制开展加工，将人工因素的影响降至最低，不仅可以提高生产效率，还能确保加工精度满足需求。数控技术在机床控制中应用，主要是通过将不同加工操作转化为数字形式的计算机代码，由计算机发出相应的指令后，机床再按照所设定好的流程加工。数控技术凭借其生产高效率的特点，与机械化相结合，实现全自动化无人生产，提高机床产量的同时降低人力资源用量，为企业节约生产成本。

（三）汽车工业领域

随着我国经济水平不断提升，汽车作为人们日常出行的主要交通工具，其产销量始终处于不断提高之中，汽车工业作为我国经济体系的重要构成部分，在强有力的市场推动下得到快速发展，各类汽车零部件的生产需求迅速增长，传统的汽车零部件生产技术已经无法满足当前日益复杂且多变的市场所需，而将数控技术应用其中，与汽车工业生产的需求不谋而合，能够在短时间内完成对复杂汽车零部件的加工，汽车配件企业的生产速度提高，在市场中占据大量份额。此外，数控技术还可以应用在柔性制造、集成制造技术中，汽车工业加工领域的发展前景十分可观。

（四）煤炭机械生产

我国地大物博，煤炭储存量较大，但部分煤炭资源所出地理条件较差，难以开采，传统的开采技术与工艺无法满足目前我国日益提高的煤炭需求，因此必须从开采机械设备方面着手，提高煤炭开采效率。将数控技术与煤炭开采工作相结合，可以利用数控气割形式，结合传统的龙骨板工艺，改善传统的煤炭开采方式，解决了外观不美观、加工不均匀等突出问题，利用数控气割机自动调整缝补，切割速度得到明显提升，所加工的铣板尺寸合适、误差较小，外加数控机床所配备的加工补偿功能，有效控制切割量，提高机械加工精准度。

（五）航空航天

在我国科学技术发展的过程中，航空航天是重要的发展内容，标志着我国科技发展整体水平，体现着我国综合国力。航空航天装备制造时需要应用大量零件，如钛合金、铝合金等轻质合金材料，且对零件的精度有严格要求。但这些原材料由于其自身性质的限制，在切割与生产过程中极易出现形变，影响最终成品的质量与精度，而将数控技术应用其中，通过对切割参数的调整，能够迅速完成轻质材料的切割工作，使其精度满足装配所需，能够在航空航天装备制造中得到应用。虽然现阶段数控机床技术仍然存在部分尚不完善之处，但随着该技术不断发展，在航空航天等对材料精度要求较高的材料加工领域，必然得到广泛应用，为我科技水平的进步提供质量保证。

四、数控技术在机械加工中的发展前景

（一）智能化

人工智能是目前电子信息技术的重要发展方向之一，在机械加工系统日常开展工作时，应用人工智能技术，技术人员可以随时监控机械加工产品的工艺与质量情况，结合实际情况对生产线中的各类参数与技术进行优化，解决可能对生产产生直接影响的技术问题，不断提高机械加工水平。同时开展日常设备保养工作，确保设备始终处于稳定状态开展工作。虽然目前数控技术在机床中的应用已经能够通过实施系统进行调控，但其工作环境仍然有待优化，若将数控技术与人工智能相结合，可以从神经网控制、学习控制等方面形成突破，构建预测、预算等功能，对机械加工的温度、速度以及位置等参数进行合理控制。由此可见，智能化技术是目前机械加工领域的重点需求，从提高生产效率，保证生产质量等方面均具有现实意义，是数控技术的必然发展趋势。

（二）高精化

机械制造行业生产中，对于所生产机械构件精度、生产速度以及生产效率的要求始终放在第一位，要想保证机械加工领域得到长足发展，有关技术人员需要着力钻研数控技术，通过使用高速芯片、多CPU控制等方式，不断优化数控技术在机械加工领域的实际应用效果，改善机床工作效率及性能，提高机械加工的精度、速度以及效率，缩短机械产品的生产事件，提高机械加工企业的核心市场竞争力。例如航空航天领域中，利用数控技术可以加工薄壁钢等产品，所应用的原材料通常为刚度较低的镁合金等复合材料，此时应提高生产切割速度，才能顺利完成该构件的生产。

（三）绿色化

目前世界范围内均倡导绿色生产，人们的环保意识普遍有所提升，生态环保理念应融入工业生产的方方面面，包括机械加工领域，在当前的低碳时代背景下，机械加工行业工作人员也应当着力研发低碳环保的新型生产技术，不仅如此，还应对数控技术进一步优化，顺应国家所提出的绿色发展方针与政策，将绿色发展目标融入数控技术研发中，发挥数控技术在机械加工制造行业中的重要作用，进一步提高国家实力，促进我国在生产制造行业稳步发展。

结束语

在目前我国大力发展工业生产的关键性阶段，数控技术的出现对工业产业结构的调整发挥着重要作用，特别是机械加工行业，对数控技术的使用已经十分广泛，数控技术称为机械加工行业生产所必需的重要技术之一。为此，有关技术研发部门应加大力度研发数控技术的更多可能性，使其与机械加工行业整体发展相适应，满足其实际的生产需求，推动机械加工行业稳定发展，为我国工业化水平的提高打下坚实的技术基础。

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