数控技术在机械制造中的应用研究

为转变经济发展方式，推动传统制造业向智能制造转型升级， 2015 年5 月8 日，印发《中国制造2025》行动纲领，促进信息化和工业化深度融合，提升我国制造业整体水平。将“高档数控机床”列为十大重点领域之一，提出“开发精密、高速、高效、柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统，以提升可靠性、精度保持性为重点，开发高档数控系统主要功能部件及关键应用软件”。数控技术是指通过编写具有特定功能的程序语言，利用计算机控制技术对机械加工设备运行轨迹的控制，实现对机械产品自动化加工的技术，是提升机械加工效率和精度，推动机械制造业向自动化、智能化发展的重要手段。
1 数控技术的优势分析
第一，高精度加工，数控机床的结构具有良好的刚度和热稳定性，能进行大切削用量的强力切削。采用多轴联动，具有高动态响应的进给系统，能实现微米级直线轴定位。结合先进的控制系统，实现自适应控制和智能化误差补偿，能有效降低废品率，提高生产效率。第二，定制化生产，数控机床可通过调整操作参数、更换加工程序从而实现对不同规格、尺寸的零件的加工，替代复杂生产线，实现柔性化制造。能实现对精密复杂表面的自动化加工，为复杂结构的单件、小批量生产及新产品的研发提供了便利。
2 数控技术在机械制造中的应用
2．1 汽车工业
传统的汽车工业追求规模化、效益化，消费者对汽车功能需求的提高对汽车零部件精度和整车性能提出了更高要求，数控技术的广泛应用推动其向个性化、小规模、高效率方向发展。
汽车发动机的曲轴、活塞、连杆、气缸等零件加工，变速箱中的轴和齿轮的加工，整车生产的冲压、焊接、涂装和总装线等工艺都需要应用数控机床。将数控机床、工业机器人等生产要素与计算机技术结合起来构成柔性制造系统，如当前很多汽车公司采用的自动化车身前板生产线，无需工作人员进行加工作业，实现机器换人。
2．2 采煤机械
采煤机械制造中毛坯制造、单件下料等过程应用数控技术，能动态调节加工工艺参数，实现对制造过程的智能化控制，提高作业效率和生产质量，提升机械设备的性能，降低采煤的危险性。采煤机浮动油封结构加工时必须保证内环凸曲面与外环凹曲面密封圈压缩量相等，其密封性能受内外环凹凸面加工精度的影响，采用数控气割取代传统的仿形加工，自动可调整的切缝补偿装置能精确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
航空航天技术是国家科技发展水平的重要体现，也是国家综合国力的重要标志，对机械制造材料选用和加工精度提出了新的要求。航空航天设备多采用铝合金、钛合金等轻质材料，传统的切削、铣削技术产生的切削热易导致零件产生变形，影响加工质量。高速切削技术的切削力小、产热少，结合数控技术、传感技术、模糊控制技术、人工神经网络技术进行智能化控制，动态控制加工过程，提高加工精度，满足航空航天设备的制造要求。
2．4 工业生产
数控技术在工业生产中的典型应用为工业机器人，能接受人类指令并按照预设的程序执行运动，广泛用于工业搬运、机械加工、焊接、装配、喷涂等工业生产过程，替代人类在高温、粉尘、有毒有害等恶劣劳动环境下工作。工业机器人包括高精密减速器、高性能伺服电机、高速高性能控制器等关键技术。由计算机程序组成数控系统控制单元，通过控制面板驱动执行机构完成既定操作，结合压力传感器、碰撞检测传感器、视觉传感器对设备运行状态进行数据采集，及时反馈信息并采取动态调整措施，保证生产安全，提升产品质量。
3 数控技术在机械制造中的发展
为推进数控技术在机械制造中的发展，需要政府加强统筹管理，细化并落实相关政策，指明具体的发展路径。加快标准化建设，确保按照相关技术要求进行数控机床模块化制造，搭建数控交流服务平台和试验验证平台，规范工艺和产品。出台财政补贴和税收优惠政策，鼓励企业科技创新，从材料、热处理、轴承等基础工艺入手，研究动、静结合面的小或无应力装配，调整主轴轴承间隙等装配参数和主轴密封与润滑方式，选择合适的监控参数和参数阈值，不断提高数控机床的精度和可靠性。实施产教融合，开展校企合作，企业和高校共同研发数控技术前沿相关的课题，协助高校开展现代学徒制人才培养。优化产业结构，完善产业链，整合产业资源，发挥龙头企业在行业发展中的引领作用。
4 结论
数控技术是顺应“中国制造2025”国家战略，实现高精度加工和定制化生产，提升我国制造业自动化、智能化的重要手段，在汽车工业、采煤机械、航空航天、工业生产中都有广泛应用。为推进数控技术在机械制造中的发展，需要政府加强统筹管理，加快标准化建设和基础平台建设; 鼓励科技创新，突破核心技术; 优化产业结构，推动产教融合。