数控技术在机械加工中的应用及其发展前景分析
安冬云
【摘 要】随着科学技术的发展，机械制造行业发生了根本性的变革。各个国家的工业加大了对新技术的研发力度，并打破了传统的机械制造模式。而在机械制造新技术的研发过程中，数控技术作为其中的关键，具有自动控制、自动检测、信息处理等功能，被广泛地应用于工业生产领域。论文分析探讨了数控技术在机械加工中的应用及其未来的发展前景。
【Abstract】With the development of science and technology， machinery manufacturing industry has undergone radical change. Industries in various countries have increased their R & D efforts on new technologies and broke the traditional machinery manufacturing model. In the research and development process of new manufacturing technology， as the key， NC technology has the functions such as automatic control， automatic detection and information processing， which are widely used in industrial production. This paper analyzes and discusses the application of numerical control technology in machining and its future development prospect.
【关键词】数控技术；机械加工；应用；发展
【Keywords】NC technology； machining； application； development
【中图分类号】TG659 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）10-0161-02
1 引言
数控技术在机械加工中的应用，不仅能够节省人力、物力，同时还可以提高生产的效率，减少生产的成本，提高企业的经济效益和社会效益。因此，数控技术已经被机械加工行业列为不可或缺技术之一。本文对机械加工中的数控技术进行分析，具有一定的研究价值和意义。
2 数控技术概念和特点
数控技术在机械领域简称为数控，顾名思义，其主要是通过数字控制的方式来实现自动化控制。现阶段，数控技术主要是对角度、位移等机械量进行控制，从而实现加工效率的提高。而在数控技术的生产过程中，其主要是依据数据载体和二进制形式数据运算来进行工作。数控技术的应用不仅仅对机械制造行业带来了革命性的改革，同时也促进了我国国民经济的提升，其惠及行业包括汽车、工业、医疗器械等[1]，对我国支柱型产业的发展具有十分重要的意义。数控技术的特点是适应性强、高精度、质量稳定、生产效率高、能实现复杂的运动、良好的经济效益。
3 数控技术在现代机械加工中应用的优势分析
第一，数控技术应用于现代机械加工领域中，可以有效地提高生产效率，减少人力、物力投入，降低生产成本，同时还能够提高机械加工的精度，促进机械行业经济效益和社会效益的提高。此外，数控技术可以通过数字化技术对机械加工进行数字化的控制，有效地降低工人的劳动强度，体现了现代机械加工过程中的人性化生产。而数控技术的高效率生产，可以帮助管理人员提高管理水平，有效提高生产管理效率，进而加强企业的市场竞争力，促进企业发展。
第二，数控技术应用在机械加工过程中，可以实现对机床的最优控制，从而保证机械生产的效率。在机械加工过程中，主要涉及到加工设备、材料以及加工的步骤等众多因素，而数控技术就是将这些因素形成代码的形式，然后对其进行控制，最终达到控制机床的目的。
第三，机械及加工技术可以促进机械行业的发展，而在机械加工技术中，数控技术是其中的关键技术之一。数控技术在机械加工中集柔性技术、集成技术以及虚拟技术为一体[2]，可以有效地提高机械加工效率，使复杂的加工工艺变得简单化，保证了加工生产的效率和质量，促进了机械行业向着数字化、智能化、简便化的方向发展。
4 数控技术在机械加工中的应用
4.1 数控技术在工业生产中的应用
在工业生产的过程中，有许多产品在生产过程中环境恶劣，给工人操作带来巨大的安全隐患，例如高温钢铁铸造、高压生产等。在这种情况之下，将数控技术应用到工业生产中，可以将工人从危险的工作环境中解放出来，提高工人操作的安全性（其主要是通过将生产工作流程进行电子编程，再利用计算机技术对整个生产流程进行监控）。在数控技术中，计算机技术可以通过技术人员编入的程序，实現机械加工生产自动化，同时，在加工生产的过程中，一旦遇到任何的突发情况，计算机会及时通报，并快速做出应急处理，将生产损失减小到最低。除此之外，数控技术在很多行业中都得以广泛应用，例如，机器人生产、汽车制造、航空航天设备等，实现了自动化生产，大大提高了生产效率。
4.2 数控技术在机械制造中的应用
在机械制造行业中，保证产品质量和效率的关键就是机械设备，它一直都是机械制造行业中的硬实力。随着科学技术的不断发展，机械制造行业一直都在对机械设备进行实时数据更新，有专门人员对设备技术的创新进行研究，保证机械制造过程中的精度、速度和效率。将数控技术应用到机械制造行业中，可以有效控制设备加工的速度和精度，使机械制造的质量和效率得以快速提高，促进机械制造行业的快速发展[3]。
4.3 数控技术在机床加工中的应用
机床加工在机械制造加工领域中属于生产环节，而且是重要的生产环节。任何零件的加工生产都离不开机床的加工，为了保证机床加工的效率和质量，有关专家将数控技术应用到其中，并且取得了良好的效果。在实际加工过程中，传统的机床加工略显粗糙，精度达不到相应的规范。而数控技术的应用，使得机床加工的精度得以提高，不仅达到了相应的标准，还实现了机床加工的自动化生产，大大提高了生产效率。
5 数控技术发展前景分析
5.1 高速、高精、高效化
在机械制造技术的发展过程中，速度、精度和效率一直是人们追求的指标。数控技術在发展过程中，采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统、交流伺服系统（带有高分辨率绝对式检测元件），有效地改善了机床的性能，实现了机械制造的高速、高精、高效化目标。
5.2 柔性化
数控技术柔性化指的是数控系统本身的柔性和群控系统的柔性。数控系统本身的柔性是指数控系统采用模块化设计，可裁剪性较强，以便于满足不同的要求；群控系统的柔性指的是群控系统可以根据不同的生产要求，对物料和信息等内容进行自动调控，将群控的功能发挥到最大。
5.3 工艺复合性和多轴化
在机械加工过程中，为了减少加工时间和不必要的加工工序，机械行业经常使用复合加工，并且向着多轴化的方向发展。在数控机床加工的过程中，所使用的工艺复合指的是工件在一台机床上面完成多个加工工序。在数控技术轴中，西门子880系统控制轴数可达24轴。
5.4 实时智能化
实时系统在数控机床中已然存在，但是其工作环境还不理想。其主要作用是为了调度任务，使其在规定的时间内完成任务。而随着科学技术的发展，人工智能和计算机实现了智能化操作。将实时系统和人工智能进行有效结合，使人工智能向着具有实时响应的领域发展，实时系统向着具有智能领域发展，从此产生了实时智能化领域。在数控技术的发展过程中，实时智能化的研究需要向着以下几个方面发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统。在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
6 结语
综上所述，本文从数控技术的概念出发，分析了数控技术在现在机械加工中的优势，详细地介绍了数控技术在工业生产、机械制造以及机床加工中的应用，探讨了数控技术在其性能方面的发展趋势，对促进机械制造行业良好发展具有一定的意义。
【参考文献】
【1】邵雨露.现代机械加工中数控技术的应用研究[J].中国设备工程，2017（13）：164-165.
【2】李晓宏，于波.浅谈现代机械加工中数控技术的应用[J].黑龙江科技信息，2017（01）：2.
【3】田小青.机械加工领域中数控技术的应用研究[J].科技经济导刊，2017（04）：112.
【摘 要】随着科学技术的发展，机械制造行业发生了根本性的变革。各个国家的工业加大了对新技术的研发力度，并打破了传统的机械制造模式。而在机械制造新技术的研发过程中，数控技术作为其中的关键，具有自动控制、自动检测、信息处理等功能，被广泛地应用于工业生产领域。论文分析探讨了数控技术在机械加工中的应用及其未来的发展前景。
【Abstract】With the development of science and technology， machinery manufacturing industry has undergone radical change. Industries in various countries have increased their R & D efforts on new technologies and broke the traditional machinery manufacturing model. In the research and development process of new manufacturing technology， as the key， NC technology has the functions such as automatic control， automatic detection and information processing， which are widely used in industrial production. This paper analyzes and discusses the application of numerical control technology in machining and its future development prospect.
【关键词】数控技术；机械加工；应用；发展
【Keywords】NC technology； machining； application； development
【中图分类号】TG659 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）10-0161-02
1 引言
数控技术在机械加工中的应用，不仅能够节省人力、物力，同时还可以提高生产的效率，减少生产的成本，提高企业的经济效益和社会效益。因此，数控技术已经被机械加工行业列为不可或缺技术之一。本文对机械加工中的数控技术进行分析，具有一定的研究价值和意义。
2 数控技术概念和特点
数控技术在机械领域简称为数控，顾名思义，其主要是通过数字控制的方式来实现自动化控制。现阶段，数控技术主要是对角度、位移等机械量进行控制，从而实现加工效率的提高。而在数控技术的生产过程中，其主要是依据数据载体和二进制形式数据运算来进行工作。数控技术的应用不仅仅对机械制造行业带来了革命性的改革，同时也促进了我国国民经济的提升，其惠及行业包括汽车、工业、医疗器械等[1]，对我国支柱型产业的发展具有十分重要的意义。数控技术的特点是适应性强、高精度、质量稳定、生产效率高、能实现复杂的运动、良好的经济效益。
3 数控技术在现代机械加工中应用的优势分析
第一，数控技术应用于现代机械加工领域中，可以有效地提高生产效率，减少人力、物力投入，降低生产成本，同时还能够提高机械加工的精度，促进机械行业经济效益和社会效益的提高。此外，数控技术可以通过数字化技术对机械加工进行数字化的控制，有效地降低工人的劳动强度，体现了现代机械加工过程中的人性化生产。而数控技术的高效率生产，可以帮助管理人员提高管理水平，有效提高生产管理效率，进而加强企业的市场竞争力，促进企业发展。
第二，数控技术应用在机械加工过程中，可以实现对机床的最优控制，从而保证机械生产的效率。在机械加工过程中，主要涉及到加工设备、材料以及加工的步骤等众多因素，而数控技术就是将这些因素形成代码的形式，然后对其进行控制，最终达到控制机床的目的。
第三，机械及加工技术可以促进机械行业的发展，而在机械加工技术中，数控技术是其中的关键技术之一。数控技术在机械加工中集柔性技术、集成技术以及虚拟技术为一体[2]，可以有效地提高机械加工效率，使复杂的加工工艺变得简单化，保证了加工生产的效率和质量，促进了机械行业向着数字化、智能化、简便化的方向发展。
4 数控技术在机械加工中的应用
4.1 数控技术在工业生产中的应用
在工业生产的过程中，有许多产品在生产过程中环境恶劣，给工人操作带来巨大的安全隐患，例如高温钢铁铸造、高压生产等。在这种情况之下，将数控技术应用到工业生产中，可以将工人从危险的工作环境中解放出来，提高工人操作的安全性（其主要是通过将生产工作流程进行电子编程，再利用计算机技术对整个生产流程进行监控）。在数控技术中，计算机技术可以通过技术人员编入的程序，实現机械加工生产自动化，同时，在加工生产的过程中，一旦遇到任何的突发情况，计算机会及时通报，并快速做出应急处理，将生产损失减小到最低。除此之外，数控技术在很多行业中都得以广泛应用，例如，机器人生产、汽车制造、航空航天设备等，实现了自动化生产，大大提高了生产效率。
4.2 数控技术在机械制造中的应用
在机械制造行业中，保证产品质量和效率的关键就是机械设备，它一直都是机械制造行业中的硬实力。随着科学技术的不断发展，机械制造行业一直都在对机械设备进行实时数据更新，有专门人员对设备技术的创新进行研究，保证机械制造过程中的精度、速度和效率。将数控技术应用到机械制造行业中，可以有效控制设备加工的速度和精度，使机械制造的质量和效率得以快速提高，促进机械制造行业的快速发展[3]。
4.3 数控技术在机床加工中的应用
机床加工在机械制造加工领域中属于生产环节，而且是重要的生产环节。任何零件的加工生产都离不开机床的加工，为了保证机床加工的效率和质量，有关专家将数控技术应用到其中，并且取得了良好的效果。在实际加工过程中，传统的机床加工略显粗糙，精度达不到相应的规范。而数控技术的应用，使得机床加工的精度得以提高，不仅达到了相应的标准，还实现了机床加工的自动化生产，大大提高了生产效率。
5 数控技术发展前景分析
5.1 高速、高精、高效化
在机械制造技术的发展过程中，速度、精度和效率一直是人们追求的指标。数控技術在发展过程中，采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统、交流伺服系统（带有高分辨率绝对式检测元件），有效地改善了机床的性能，实现了机械制造的高速、高精、高效化目标。
5.2 柔性化
数控技术柔性化指的是数控系统本身的柔性和群控系统的柔性。数控系统本身的柔性是指数控系统采用模块化设计，可裁剪性较强，以便于满足不同的要求；群控系统的柔性指的是群控系统可以根据不同的生产要求，对物料和信息等内容进行自动调控，将群控的功能发挥到最大。
5.3 工艺复合性和多轴化
在机械加工过程中，为了减少加工时间和不必要的加工工序，机械行业经常使用复合加工，并且向着多轴化的方向发展。在数控机床加工的过程中，所使用的工艺复合指的是工件在一台机床上面完成多个加工工序。在数控技术轴中，西门子880系统控制轴数可达24轴。
5.4 实时智能化
实时系统在数控机床中已然存在，但是其工作环境还不理想。其主要作用是为了调度任务，使其在规定的时间内完成任务。而随着科学技术的发展，人工智能和计算机实现了智能化操作。将实时系统和人工智能进行有效结合，使人工智能向着具有实时响应的领域发展，实时系统向着具有智能领域发展，从此产生了实时智能化领域。在数控技术的发展过程中，实时智能化的研究需要向着以下几个方面发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统。在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
6 结语
综上所述，本文从数控技术的概念出发，分析了数控技术在现在机械加工中的优势，详细地介绍了数控技术在工业生产、机械制造以及机床加工中的应用，探讨了数控技术在其性能方面的发展趋势，对促进机械制造行业良好发展具有一定的意义。
【参考文献】
【1】邵雨露.现代机械加工中数控技术的应用研究[J].中国设备工程，2017（13）：164-165.
【2】李晓宏，于波.浅谈现代机械加工中数控技术的应用[J].黑龙江科技信息，2017（01）：2.
【3】田小青.机械加工领域中数控技术的应用研究[J].科技经济导刊，2017（04）：112.
