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計算機（jī）技術在數控係統中的應用

2020-5-28 來源：韓召偉作者：-

摘要：隨著計算機技術研究的不斷深入，以（yǐ）及在社會各領域的廣泛應用，計算機已經成為（wéi）人們日常工作、生（shēng）活和（hé）學習（xí）中的重要組成部分（fèn）。在機械加工（gōng）、製（zhì）造領域，計算（suàn）機技術的應用解決了傳統機械加工中（zhōng）存在（zài）的諸多問題（tí），提高了生產效率，實現了企（qǐ）業核心競爭（zhēng）力的提高。本文以計算機（jī）在數控係統中的應用為研究內容，從多個角度分析計算機輔助數控機床的（de）優（yōu）勢，從而更加深刻（kè）的認識計算技術與傳統行業融合所帶來的巨大變革。

關鍵詞：計算機技術數控係統應用

科學技術的快速發展（zhǎn），為傳（chuán）統機械加工、製造領域中存在的精度差、速度慢、產量低等（děng）問題找到了解決辦法，以計算機為（wéi）核心的數（shù）控係統的應用，除解決以上問題外，還能夠進行各種（zhǒng）曲（qǔ）麵、曲線等複（fù）雜零部件（jiàn）的加工，這一優勢使得數控係統在現代機（jī）械製造領域得（dé）到廣泛關注，其應用範圍也在不斷擴大。

1、計（jì）算機技術與數控係統

早期計算機因體積龐大，操（cāo）作複雜等（děng）問題一直（zhí）沒有實現規模化（huà）應用，在 20 世紀 80 年代以（yǐ）後，微型計算機的麵試（shì），以及更加友好的人機界麵（miàn）係統，使這一技術實現了快速普及。並且，結（jié）合計算機多（duō）類型（xíng）軟件（jiàn）設計功能，計算機技術完成了在（zài）其（qí）它行業的滲透，其中就包括機械加工、製造行業，如數控（kòng）係統的推廣應（yīng）用。作為（wéi）現階段使用較為廣泛的機械生產輔助（zhù）設備，計算機數控係統實現了機械加工（gōng）效率的提高，且產品精度、質量也得到了一定改善，並帶（dài）動了產業經濟的快速發展。

2、數（shù）控係統（tǒng）的優勢（shì）分析

由於數控係統完美的使用了嵌入式微型計算機技術（shù），使其擁有了以下傳（chuán）統機（jī）械加工、製（zhì）造設備所不具備的優勢。

2.1 數控係統的高可（kě）靠性

作為設備的一（yī）項重要指標，融合了計算技術的數控係（xì）統有著較（jiào）高的可靠性，據統計，目前我（wǒ）國（guó）擁有自主知識產權（quán）的（de）廣州數控設備有限公司（GSK）生產的數控係統無故（gù）障工作周期可達 5 年，在（zài）科學維護、保養的情況下，這一數值能夠達到 10 年以上。

科學技術的快速發展，為傳統機械加工（gōng）、製造領域中存在（zài）的精度差、速度慢、產量低等問題找到了解決辦法，以（yǐ）計（jì）算機為核心的數控係統的應（yīng）用，除解決以（yǐ）上問題外，還能夠進行各種（zhǒng）曲麵（miàn）、曲（qǔ）線等複雜零部（bù）件的加（jiā）工，這一優勢使得數控係統（tǒng）在現代機械製造領域得到廣泛關注，其（qí）應用範圍也在（zài）不斷擴大。

1 、計算機技術與數控（kòng）係統

早期計算機因體積龐（páng）大，操作複雜等問題一（yī）直沒有（yǒu）實現規模化應用，在 20 世紀 80 年代以後，微型（xíng）計算機的麵試，以及更加友好的人（rén）機界麵係統，使這（zhè）一技術實現了快速普及。並（bìng）且，結合計算機多類（lèi）型軟件設計功能，計（jì）算機技術完成了在其它行業的滲透，其（qí）中就包括機械（xiè）加工（gōng）、製造行業，如數控係統的推（tuī）廣應用。作為現階段使用較為廣泛的機械生產輔助設（shè）備，計算機數控係統實現了機械加工效率的（de）提高，且產品精度、質量也得到了一定改善，並帶動了產業經濟的快速發展。

2 、數控係統的優勢分析

由（yóu）於數控係統完美的使用了嵌入（rù）式微型計算機技術，使（shǐ）其擁有了以下傳統機械加工、製造設（shè）備（bèi）所不具備的優勢。

2.1 數控係統的高可靠性

作為設備（bèi）的（de）一項（xiàng）重要指標，融合了計算技術的數控係（xì）統有著較高的可靠性，據統（tǒng）計，目前我國擁有自主知識（shí）產權的廣州數控設備有限公司（GSK）生產的數控係統無故障工（gōng）作周（zhōu）期可達 5 年，在科學維護、保養的情況下，這一數值（zhí）能夠達到 10 年以上。

2.2 標準化的提（tí）高和開放性的係統設（shè）計

在（zài）技術層麵，為實現數控（kòng）係統編（biān）程的可靠性、便捷性，研究人員增加了多個開放式接口，並且，在設計過（guò）程中，也為後期係統升級預（yù）留（liú）了多個（gè）可更新的模塊，兼容（róng）性較（jiào）傳統設備大大（dà）提高。不僅如此，數控係統內（nèi）部標準化（huà）數據庫可以完成在線實時更（gèng）新，利用串行同步接（jiē）口、網絡接口等（děng）形式，根據用戶要求，隨時調（diào）整設計標準（zhǔn），極大的（de）提高（gāo）了生產效率和精度。

2.3 智能化的實現

在機械加工、製造過程中，數（shù）控係（xì）統利用多個部位的傳感器設計，能夠準確感知加工過（guò）程中的參數變化情況（kuàng），計算機通過傳感器所反饋的數據進（jìn）行快速計算，如溫度、濕度、硬度、表麵光潔度等參數，如某一參數超出了設定閾值，則數控係（xì）統則可以根據預設方案進（jìn）行智能化的調整。不僅如此（cǐ），在數控（kòng）係統模型編程過程中，利用全係掃描技（jì）術的自動編程已經可以實現，這一技術的普及將促進數控係統智能化的進一步升級。

3、計算機技術在數控係統中的應用方（fāng）向

為實現數（shù）控（kòng）係統的智能化（huà）、精準化（huà）等特點，計算機技術的應（yīng）用主要包括輔助（zhù）數控（kòng）加工與輔助編程（chéng）兩個方麵。所謂輔助（zhù）數（shù）控加工，是指在數控工藝分析、參數設置、幾何分析、刀位軌跡、刀位仿真、加工仿真等（děng）處理過程進行（háng）預處理，以規避風險。計（jì）算機輔助編程則是（shì）利（lì）用計（jì）算（suàn）機軟件編製加工程序，其分為源程序編製、目標程序編製兩個階段，計算機軟件通過對源程序進行翻譯、計算，得出相應（yīng）的參數信息，而後將（jiāng）相關參數進行適（shì）應性調整，對刀具中心軌跡、刀位偏差等加工信息（xī）進行固化。數控輔（fǔ）助加工與輔助編程簡化了傳統編程中（zhōng）的工作量（liàng），並通過軟件的自適應調整減（jiǎn）少了人為誤差的出現，隨著計算技（jì）術的不斷發展，基於源（yuán）程序的二次開發將成為研究人員的重（chóng）點關注對象，數控係（xì）統的差（chà）異化也（yě）將由此得到展現。

4、計算機輔助製造（zào）係統在（zài）數控（kòng）係統中的有效應用（yòng）

在機械加工、製造領域，人們將融合了計（jì）算機技（jì）術（shù）、電子信息技術的輔助製造係統應（yīng）用於數控係統之中，實現了對離散產品的加工、裝配、檢（jiǎn）測、包裝等諸多過程，這也就是計算機輔助（zhù）製（zhì）造係（xì）統（CAM）。

計算機輔助製造係統（tǒng）的功能主要包括數據轉換和過程（chéng）自動化兩個方麵，所涵蓋內容有計（jì）算機輔助過（guò）程設（shè）計、計算機數控等。對於數據轉換（huàn），則是將存儲與計算機內部的源程序轉換為數控係統可以識別的數控語言，這是數控係（xì）統能夠進（jìn）行對應指令操作的前提。基於（yú）自動化的角度分析，數控係統實現了全流程的自動化（huà）處理，由計算機直（zhí）接控製數控係統中的（de）各部分完成機械零部件的加工（gōng）、組裝等工序。在組成上來看，計算機輔助製造係統包括硬件、軟件（jiàn）兩個部分，硬件是指組成數控係統的數控機床、加工中心（xīn）、傳送裝（zhuāng）置、存儲裝置、檢測裝置、計算機硬件（jiàn）設備等；軟件則包（bāo）括（kuò）數據庫、計算機軟件、工藝文件、計（jì）劃編製、標準化等。除此之外，還包括數控係統對外數據接口部分，現（xiàn）代數控係統已經實現了遠程管理功能，用戶可以通過對外數據接口，向數控係統（tǒng）發（fā）送指令，以完成相應的動（dòng）作。

然而，計（jì）算（suàn）機輔（fǔ）助製（zhì）造係統並未實現完整（zhěng）意義（yì）上的智能化，即便在 CAD/CAM 編程技術已經得到（dào）普及的情況下，源程序中的部分內容編製依然需要人工完成。國外目前采用的全息（xī）掃描編程技術不僅成本較高，其技術難度也較大，在技術封鎖的情況下，我國還需要經過較（jiào）長的一段時間才能夠掌握。因此，現（xiàn）階段計算機輔助製造係統的改進應集中（zhōng）在編程（chéng）語言的二次開發方麵，簡化（huà）人工參與過程，在確保精度的前提下，提高其自動化、智（zhì）能化程度。這裏需要注意的是，簡化人工參與過程並不（bú）意味著人的作用的降低，從某種意義（yì）上說，人力成本的減少，卻提高了單個人力成（chéng）本創造的價值（zhí），這對於企業（yè）生（shēng）產效率的提高有著較為積極的意義。

5 、總結

數控係統數計算機技術在機械加工、製造領域滲透的結果，在傳統機械加工、製造理念的基礎（chǔ）上，推（tuī）動了以智能（néng）化、自動化、高精度、高效率等優勢於一體的數控係統的（de）普及。研究計算機技術在數控係統中的應（yīng）用，不僅有助於了（le）解數控係統的工（gōng）作原理及特點（diǎn），也能夠為數控係統的改進提出具有針對性的（de）意見和建（jiàn）議（yì）。

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