数控加工技术在机械加工制造中的有效应用
肖阳
摘 要：针对机械加工制造领域数控技术的应用，首先简述了数控技术的基本概念，然后对数控技术在汽车制造、能源生产、军工制造等方面的具体应用进行了阐述，最后，结合数控技术发展前景，提出了几点提高我国机械加工制造水平的对策，通过论述证明了其有效性。
关键词：数控技术;机械加工制造;发展对策
引言
机械制造行业是推动社会进步的及时，当前，随着科学技术的进一步发展，现代机械加工制造已经由劳动力密集性向着技术密集性转变。数控加工技术是依托于计算机控制技术与电子技术而形成的复合型生产工艺，将其应用于机械加工不仅能够提高生产效率、提升产品质量还能够降低人力劳动的消耗。数控加工技术依托强大的计算机处理能力能够确保机械加工的精度。但是在具体应用中，依然存在许多不足，基于此文章将展开详细的讨论。
1 数控技术
1.1概念
计算机控制程序编程是数控技术实现的重要基础，在于各类测量传感元件、微机单元、监控单元等模块相互配合后实现对生产任务的高度自动化与智能化。数控技术的研究重心实际上与现代控制理论是统一的，首先，数控程序的实现要依托先进的基础理论研究，通过对控制目标的不断优化，使得控制系统跟家具有适应性、鲁棒性，能够极大的减小因各种外部因素导致的生产控制误差。
1.2数控技术发展现状
数百年来，人类社会经过几次次工业革命从农耕时代走向蒸汽时代、从蒸汽时代走向电气时代、从电气时代过渡到信息时代，如今伴随着计算机技术的空前发展，正迎来人工智能时代。现代社会对于工业产品的品质要求日新月异，众多机械加工制造企业面临的巨大的挑战，只有不断引进先进技术，创新新技术才能不断提高产品的生产效率与生产质量。数控技术在机械加工制造领域当中的应用可以说几乎涵盖了所有的工业门类。如：智能化汽车的生产制造，高端国防武器装备的制造、航空发动机的设计与制造等等。数控技术应用于机械加工制造，其功能的提升不仅与控制系统有关，与加工设备本身的零部件质量也存在极大关系。例如：复杂曲面材料的一次成型技术，要求切割刀的精准度要控制在微米级别，这不仅需要控制程序的逻辑十分严密精确，也需要加工设备的运行误差维持在一个极低的水平。总观当下，数控技术依然存在很大的发展空间。
2 数控技术在机械加工制造当中的具体应用
2.1汽车制造
现代汽车制造流水线甚至可以达到无人的程度，这正是得益于数控技术的应用。随着民众生活水平的提高，汽车对于大部分家庭而言是完全可以承担的。因此，社会对于汽车的需求量是非常巨大的，先进的数控技术应用于汽车加工制造能够极大的满足企业的生产要求，并保证零部件的加工质量。另外，随着汽车自动驾驶、智能制动、多媒体设施、通信设施等功能的不断丰富，使得现代汽车的生产复杂程度也在不断增加，数控制造能够满足很多人工无法完成的生产任务，首先，数控技术结合计算机仿真系统能够实现对汽车各个零部件的设计优化，帮助技术人员对汽车功能进行实时评估，降低返工率与劣质产品发生率;其次，数控技术保证了一些不规则器件的加工精度，如发动机咬合齿轮，可以提升它们的使用寿命;其三，汽车产品设计优化方案可以借助数控技术获得更高更快捷的加工可能性。
2.2现代工业生产
现代工厂已经不再是停留在人们脑海中的固有印象，基于先进数控技术的工业生产线，完全脱离了传统的劳动密集型生产方式，现代生产车间处处彰显着高科技的成果，从模块无人化、加工智能化到管理自动化、监控远程化，这些特点极大的提高了企业的生产效率，降低了运营成本。例如：现代的火力发电厂已经大规模的使用的总线控制系统，一个偌大的电厂中生产值班人员只有数十人，他们在远端控制中心既可以完成对生产设备的监督、调整。此外，结合电力通信网络技术，电网调度中心可以实现对地区内所有火电生产单元负荷的自动控制调节，从而极大的提高而电网运行的稳定性和安全性。
2.3能源开发
当前，数控技术在能源开发领域的应用也十分普遍，对于推动我国能源安全，维持社会稳定、经济稳定发挥了重要作用。例如：大型陆地、海洋的油气田，往往分布于环境恶劣的区域，生活条件很差，对于工作人员来说是十分辛苦的，但是借助数控技术能够实现对一线生产系统的远端监控和控制，既保证了生产效率与生产安全性，又提高了生产人员的工作环境质量;又例如：煤矿开采企业中，过去的生产方式对人力的依赖性非常大，而作业环境的安全性也很难得到保障，煤矿事故频频发生。近些年来我国煤矿生产正向着机械化、信息化方向发展，利用大型机械与自动化控制系统，井下一线作业大部分实现了机械化开采，降低了人员需求量与现场安全性。再如：随着新能源发电占比的不断增加，太阳能。风能、地热能发电长数量增长迅猛，然而，这些电能在并网时会由于电能不稳定冲击电网的问题，利用数控技术与新型储能技术可以实现对新能源发电系统的整体调配，为维持电网总体平稳发挥了重要作用，此外，在配电端，自动化系统能够极大的提高用户使用电力的安全性。
2.4军工领域的应用
许多军工设备材料生产要求很高，其加工难度也很大。例如现代高转速涡喷航空发动机的叶片加工，其毫米级厚度的材料上在每平方厘米要承受数吨的压力，在这种情况下任何加工上的瑕疵都可能导致发动机故障。特别是在五代战机中，发动机要具备高强度、耐高温、耐腐蚀的所有优点，只有借助高精度的数控技术才能完成对这些复杂曲率零部件的无损加工。又例如：航天领域，这一象征着国家工业综合实力的领域，一些特殊零部件的生产加工能力目前在世界上只有少数几个国家具备，我国空间站上所使用的7自由度机械臂就是数控技术的巅峰代表，其材料的使用不仅要克服宇宙中恶劣的环境特点，而控制系统也具有极高的要求，可以说没有数控技术这些功能是无法实现的。
3 提升现代机械制造数控技术
3.1加强理论研究
理论学术研究是数控技术进步的基础，在一些特殊应用场合，传统的PID算法是无法满足控制高精度、高速率目标的。当前，科研人员结合现代控制理论、模糊神经网络、最优控制等算法已经提出了大量的控制算法，并且很多已经被实验所证实，表明其具有强大的控制能力，如基于二型模糊控制的三级倒立摆实验，这一过程是传统PID控制算法所无法实现的。
3.2优化元器件质量
数控系统中各模块的元器件质量对于实现控制目标具有决定性作用，例如位移测量元件的精度如果不达标就会造成被控量产生偏差，继而降低加工制造的精度。因此，要不断加大对基本元器件的研制力度，确保其灵敏性、可靠性、耐损性多个指标获得提升。
3.3加强创新
我国工业发展从引进到仿制再到創新自研，实现弯道超车，靠的就是广大科研工作者的求知创新，随着人工智能的兴起，数控制造正在向着智人工智能化发展，近些年国家对于人工智能学科的建设力度也在不断加大投入，因此企业、高校、科研院所要依托大背景切实加强对高端数控的研究力度，以大胆的创新创造态度不断推动我国机械加工制造的水平。
结束语：
综合以上论述，可见数控技术对于促进机械加工制造在各行各业的进步的确具有重要作用。本文结合当前我国数控机械加工技术现状从加强理论研究、元器件质量、加强创新等层面考虑提出了几点意见，希望对行业进步有所借鉴。
参考文献：
[1]陶攀.数控加工在机械制造中的应用探讨[J].内燃机与配件，2020（23）：77-78.
[2]李云峰.数控加工技术在机械加工制造中的运用研究[J].科技创新导报，2020，17（15）：101+103.
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