數控技術在機械制造中的應用研究

為轉變經濟發展方式，推動傳統制造業向智能制造轉型升級， 2015 年5 月8 日，印發《中國制造2025》行動綱領，促進信息化和工業化深度融合，提升我國制造業整體水平。將“數控機床”列為重點領域之一，提出“開發精密、高速、、柔性數控機床與基礎制造裝備及集成制造系統，以提升可靠性、精度保持性為重點，開發數控系統主要功能部件及關鍵應用軟件”。數控技術是指通過編寫具有特定功能的程序語言，利用計算機控制技術對機械加工設備運行軌跡的控制，實現對機械產品自動化加工的技術，是提升機械加工效率和精度，推動機械制造業向自動化、智能化發展的重要手段。
1 數控技術的優勢分析
，高精度加工，數控機床的結構具有良好的剛度和熱穩定性，能進行大切削用量的強力切削。采用多軸聯動，具有高動態響應的進給系統，能實現微米級直線軸定位。結合先進的控制系統，實現自適應控制和智能化誤差補償，能有效降低廢品率，提高生產效率。第二，定制化生產，數控機床可通過調整操作參數、更換加工程序從而實現對不同規格、尺寸的零件的加工，替代復雜生產線，實現柔性化制造。能實現對精密復雜表面的自動化加工，為復雜結構的單件、小批量生產及新產品的研發提供了便利。
2 數控技術在機械制造中的應用
2．1 汽車工業
傳統的汽車工業追求規?；?、效益化，消費者對汽車功能需求的提高對汽車零部件精度和整車性能提出了更高要求，數控技術的廣泛應用推動其向個性化、小規模、率方向發展。
汽車發動機的曲軸、活塞、連桿、氣缸等零件加工，變速箱中的軸和齒輪的加工，整車生產的沖壓、焊接、涂裝和總裝線等工藝都需要應用數控機床。將數控機床、工業機器人等生產要素與計算機技術結合起來構成柔性制造系統，如當前很多汽車公司采用的自動化車身前板生產線，無需工作人員進行加工作業，實現機器換人。
2．2 采煤機械
采煤機械制造中毛坯制造、單件下料等過程應用數控技術，能動態調節加工工藝參數，實現對制造過程的智能化控制，提高作業效率和生產質量，提升機械設備的性能，降低采煤的危險性。采煤機浮動油封結構加工時必須保證內環凸曲面與外環凹曲面密封圈壓縮量相等，其密封性能受內外環凹凸面加工精度的影響，采用數控氣割取代傳統的仿形加工，自動可調整的切縫補償裝置能控制毛坯的加工余量，使切割速度更快，加工精度更高。
2．3 航空航天
航空航天技術是國家科技發展水平的重要體現，也是國家綜合國力的重要標志，對機械制造材料選用和加工精度提出了新的要求。航空航天設備多采用鋁合金、鈦合金等輕質材料，傳統的切削、銑削技術產生的切削熱易導致零件產生變形，影響加工質量。高速切削技術的切削力小、產熱少，結合數控技術、傳感技術、模糊控制技術、人工神經網絡技術進行智能化控制，動態控制加工過程，提高加工精度，滿足航空航天設備的制造要求。
2．4 工業生產
數控技術在工業生產中的典型應用為工業機器人，能接受人類指令并按照預設的程序執行運動，廣泛用于工業搬運、機械加工、焊接、裝配、噴涂等工業生產過程，替代人類在高溫、粉塵、有毒有害等惡劣勞動環境下工作。工業機器人包括高精密減速器、高性能伺服電機、高速高性能控制器等關鍵技術。由計算機程序組成數控系統控制單元，通過控制面板驅動執行機構完成既定操作，結合壓力傳感器、碰撞檢測傳感器、視覺傳感器對設備運行狀態進行數據采集，及時反饋信息并采取動態調整措施，保證生產安全，提升產品質量。
3 數控技術在機械制造中的發展
為推進數控技術在機械制造中的發展，需要政府加強統籌管理，細化并落實相關政策，指明具體的發展路徑。加快標準化建設，確保按照相關技術要求進行數控機床模塊化制造，搭建數控交流服務平臺和試驗驗證平臺，規范工藝和產品。出臺財政補貼和稅收優惠政策，鼓勵企業科技創新，從材料、熱處理、軸承等基礎工藝入手，研究動、靜結合面的小或無應力裝配，調整主軸軸承間隙等裝配參數和主軸密封與潤滑方式，選擇合適的監控參數和參數閾值，不斷提高數控機床的精度和可靠性。實施產教融合，開展校企合作，企業和高校共同研發數控技術前沿相關的課題，協助高校開展現代學徒制人才培養。優化產業結構，完善產業鏈，整合產業資源，發揮在行業發展中的作用。
4 結論
數控技術是順應“中國制造2025”國家戰略，實現高精度加工和定制化生產，提升我國制造業自動化、智能化的重要手段，在汽車工業、采煤機械、航空航天、工業生產中都有廣泛應用。為推進數控技術在機械制造中的發展，需要政府加強統籌管理，加快標準化建設和基礎平臺建設; 鼓勵科技創新，突破核心技術; 優化產業結構，推動產教融合。