李 研

(吉林城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130114)

1 新時(shí)代下自動(dòng)化機(jī)械行業(yè)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來我國在機(jī)械制造的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)合化、功能復(fù)合化、自動(dòng)化、全面數(shù)控化與開放性等領(lǐng)域也取得了一定成績(jī)[1]。從智能化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方面來看，最先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)線的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)用戶可以通過在PLC系統(tǒng)中編輯特定代碼以滿足用戶個(gè)性化制造生產(chǎn)需求。在這其中，數(shù)控系統(tǒng)起到了重要的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)作用，在其內(nèi)部設(shè)置有豐富的數(shù)據(jù)接口，能夠滿足遠(yuǎn)程操控，自動(dòng)化指令輸入的瞬時(shí)處理需求；在功能符合化方面看，當(dāng)前國際主流數(shù)控廠商不再局限于單一技術(shù)形式的系統(tǒng)，而是嘗試對(duì)多樣化技術(shù)予以融合，如計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)(CAM)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)，或是計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)[2]。數(shù)控技術(shù)與其緊密融合，有效地提升了制造產(chǎn)品的精度、可靠性與效率。國內(nèi)應(yīng)用的JD50數(shù)控系統(tǒng)則很好地將上述技術(shù)融于一身，優(yōu)化了測(cè)量技術(shù)。多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，也有助于實(shí)現(xiàn)技術(shù)誤差與理論誤差的相互補(bǔ)償，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)化調(diào)控也大大提升了產(chǎn)品制造的精度、穩(wěn)定性水平，有效地彌補(bǔ)了制造偏位、來料變形等問題。針對(duì)精細(xì)化機(jī)械制造應(yīng)用復(fù)合式系統(tǒng)尤為必要；從開放性方面來說，云端大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展已使得數(shù)控系統(tǒng)開放性已成為趨勢(shì)。PLC系統(tǒng)是核心，宏程序、外部功能調(diào)用等功能則是實(shí)現(xiàn)開放性功能的主要環(huán)節(jié)。經(jīng)由在PLC系統(tǒng)中提供充足且多樣化的數(shù)據(jù)接口，有助于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的功能集成，也有助于為未來制造業(yè)廠商更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的改造提供了充足的軟硬件支持。當(dāng)前，將數(shù)控系統(tǒng)接入工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，甚至是云端網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的最大化調(diào)取，簡(jiǎn)單的如機(jī)床遠(yuǎn)程控制、機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控、機(jī)床信息獲取、加工文件操作等行為均可通過系統(tǒng)內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)[3]。

2 工業(yè)制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

在當(dāng)前PLC控制系統(tǒng)多與數(shù)控系統(tǒng)相結(jié)合，電腦通過解析自動(dòng)化控制系統(tǒng)傳輸?shù)拇a，并對(duì)機(jī)械設(shè)備整體的運(yùn)行狀態(tài)予以分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的故障自診斷、監(jiān)測(cè)功能。設(shè)備伺服電機(jī)系統(tǒng)在產(chǎn)品制造中起到生產(chǎn)響應(yīng)的作用，經(jīng)由調(diào)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以調(diào)動(dòng)下一步生產(chǎn)工序。若數(shù)控系統(tǒng)可接入云端，則設(shè)備故障自診斷與響應(yīng)時(shí)間間隔將顯著降低，工業(yè)生產(chǎn)中常見的各類突發(fā)狀況的處理也能更加有效?？s短設(shè)備故障及維修的時(shí)間，以提升生產(chǎn)效能及設(shè)備安全性，為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益[4]。智能化也是未來工業(yè)制造中數(shù)控技術(shù)的一大顯著趨勢(shì)，部分科技含量高的企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的半自動(dòng)甚至全自動(dòng)化，針對(duì)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)也能做到自響應(yīng)與持續(xù)控制，甚至無人化操作。智能化系統(tǒng)中的深度學(xué)習(xí)功能、自動(dòng)調(diào)整功能，能減少計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理時(shí)的負(fù)荷，減少計(jì)算誤差，既提升了數(shù)據(jù)處理效率，也提升了數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

3 機(jī)床設(shè)備中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)床性能在一定程度上決定整個(gè)設(shè)備生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。機(jī)械制造中，機(jī)床所凝聚的技術(shù)含量較高。特別是在當(dāng)今自動(dòng)化背景下，數(shù)控機(jī)床可執(zhí)行的功能則更為多樣。當(dāng)今我國的數(shù)控領(lǐng)域，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)是發(fā)展的前沿，針對(duì)需工序反復(fù)的環(huán)節(jié)，其不僅能夠提高生產(chǎn)的精度，更能提升生產(chǎn)效率，既能有效改變傳統(tǒng)機(jī)床生產(chǎn)精度不高、自動(dòng)化不高的現(xiàn)狀，又能提高故障處理效率，延伸機(jī)床應(yīng)用價(jià)值及使用壽命，單位時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造出的經(jīng)濟(jì)效益可得到大幅提升。

4 航天工業(yè)及汽車領(lǐng)域中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

未來社會(huì)對(duì)汽車、航天領(lǐng)域的發(fā)展提出了更高要求，這也就要求相關(guān)人員必須提升這2大行業(yè)設(shè)備制造的標(biāo)準(zhǔn)。首先從航天工業(yè)領(lǐng)域來看，數(shù)控技術(shù)水平的提升使得所生產(chǎn)出的航空部件具備更高精度、高可靠性與高性能的關(guān)系。高度智能化PLC系統(tǒng)的應(yīng)用也使得我國可以生產(chǎn)更多難以加工的材料、高精度、弱鋼度且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件。2015年，我國在中國航天高端制造領(lǐng)域，首次不依賴進(jìn)口設(shè)備，而應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床。部分機(jī)床主機(jī)、重型鍛壓裝備能平穩(wěn)運(yùn)行2000h以上，已經(jīng)趕上了先進(jìn)國家的步伐。國產(chǎn)數(shù)控技術(shù)在性能支持上、功能支持上越來越豐富，其中涉及到的核心部件在使用性能上能滿足高精尖設(shè)備生產(chǎn)的要求；針對(duì)航天設(shè)備生產(chǎn)中的重點(diǎn)生命保障裝備的“有無問題”正逐步得到解決；從整體上看航天制造工業(yè)智能化、自動(dòng)化進(jìn)程正在逐步推進(jìn)，數(shù)控化制造新格局正逐步形成。從汽車制造領(lǐng)域來看，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)正在被逐步推廣，針對(duì)一些設(shè)備制造生產(chǎn)過程中需要高溫高壓甚至是高輻射的危險(xiǎn)系數(shù)較大的生產(chǎn)環(huán)境，則可由機(jī)器人代為完成，不僅能獲得遠(yuǎn)超人工生產(chǎn)的設(shè)備精度，也能保證生產(chǎn)部件的質(zhì)量。得益于智能機(jī)器人自主性高、適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，用戶能在整個(gè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化自動(dòng)化生產(chǎn)，控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，云端數(shù)據(jù)分析也能顯著提升產(chǎn)品合格率，提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

5 煤礦機(jī)械領(lǐng)域數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

我國是世界上煤炭需求量最大的國家，因此，我國在煤礦行業(yè)的發(fā)展是有目共睹的。進(jìn)入到新時(shí)代，人們對(duì)煤礦資源的需求變得更為多樣。在部分條件惡劣的地區(qū)，蘊(yùn)含著豐富的煤炭或油氣資源，但受限于環(huán)境，人們沒有過多地涉及。而智能數(shù)控機(jī)器人的應(yīng)用則可以有效地彌補(bǔ)上述問題，技術(shù)加持下也可以使煤炭開采效率及開采質(zhì)量達(dá)到更高的水準(zhǔn)。自動(dòng)控制與信息化數(shù)控技術(shù)載體，不僅能提升數(shù)據(jù)處理效率，降低施工危險(xiǎn)程度，也能擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提升煤炭開采便捷度。用技術(shù)促進(jìn)煤炭行業(yè)在新能源時(shí)代的進(jìn)一步發(fā)展，也正符合其發(fā)展趨勢(shì)。

6 結(jié)語

雖然電子技術(shù)的發(fā)展提升了我國機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化水準(zhǔn)，但在自動(dòng)化大規(guī)模核心控制單元，如數(shù)控機(jī)床的核心數(shù)控產(chǎn)品、機(jī)器人生產(chǎn)領(lǐng)域，尚處于不斷發(fā)展的階段。故在未來，我國的機(jī)械制造業(yè)要盡全力發(fā)展數(shù)控技術(shù)、智能裝備，發(fā)展和培育自動(dòng)化數(shù)控產(chǎn)業(yè)。