計算機技術在數控系統中的應用
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，以及在社會各領域的廣泛應用，計算機已經成為人們日常工作、生活和學習中的重要組成部分。在機械加工、制造領域，計算機技術的應用解決了傳統機械加工中存在的諸多問題，提高了生產效率，實現了企業核心競爭力的提高。本文以計算機在數控系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優勢，從而更加深刻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 數控系統 應用
科學技術的快速發展，為傳統機械加工、制造領域中存在的精度差、速度慢、產量低等問題找到了解決辦法，以計算機為核心的數控系統的應用，除解決以上問題外，還能夠進行各種曲面、曲線等復雜零部件的加工，這一優勢使得數控系統在現代機械制造領域得到廣泛關注，其應用范圍也在不斷擴大。
1、 計算機技術與數控系統
早期計算機因體積龐大，操作復雜等問題一直沒有實現規模化應用，在 20 世紀 80 年代以后，微型計算機的面試，以及更加友好的人機界面系統，使這一技術實現了快速普及。并且，結合計算機多類型軟件設計功能，計算機技術完成了在其它行業的滲透，其中就包括機械加工、制造行業，如數控系統的推廣應用。作為現階段使用較為廣泛的機械生產輔助設備，計算機數控系統實現了機械加工效率的提高，且產品精度、質量也得到了一定改善，并帶動了產業經濟的快速發展。
2、 數控系統的優勢分析
由于數控系統完美的使用了嵌入式微型計算機技術，使其擁有了以下傳統機械加工、制造設備所不具備的優勢。
2.1 數控系統的高可靠性
作為設備的一項重要指標，融合了計算技術的數控系統有著較高的可靠性，據統計，目前我國擁有自主知識產權的廣州數控設備有限公司（GSK）生產的數控系統無故障工作周期可達 5 年，在科學維護、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、制造領域中存在的精度差、速度慢、產量低等問題找到了解決辦法，以計算機為核心的數控系統的應用，除解決以上問題外，還能夠進行各種曲面、曲線等復雜零部件的加工，這一優勢使得數控系統在現代機械制造領域得到廣泛關注，其應用范圍也在不斷擴大。
1 、計算機技術與數控系統
早期計算機因體積龐大，操作復雜等問題一直沒有實現規模化應用，在 20 世紀 80 年代以后，微型計算機的面試，以及更加友好的人機界面系統，使這一技術實現了快速普及。并且，結合計算機多類型軟件設計功能，計算機技術完成了在其它行業的滲透，其中就包括機械加工、制造行業，如數控系統的推廣應用。作為現階段使用較為廣泛的機械生產輔助設備，計算機數控系統實現了機械加工效率的提高，且產品精度、質量也得到了一定改善，并帶動了產業經濟的快速發展。
2 、數控系統的優勢分析
由于數控系統完美的使用了嵌入式微型計算機技術，使其擁有了以下傳統機械加工、制造設備所不具備的優勢。
2.1 數控系統的高可靠性
作為設備的一項重要指標，融合了計算技術的數控系統有著較高的可靠性，據統計，目前我國擁有自主知識產權的廣州數控設備有限公司（GSK）生產的數控系統無故障工作周期可達 5 年，在科學維護、保養的情況下，這一數值能夠達到 10 年以上。
2.2 標準化的提高和開放性的系統設計
在技術層面，為實現數控系統編程的可靠性、便捷性，研究人員增加了多個開放式接口，并且，在設計過程中，也為后期系統升級預留了多個可更新的模塊，兼容性較傳統設備大大提高。不僅如此，數控系統內部標準化數據庫可以完成在線實時更新，利用串行同步接口、網絡接口等形式，根據用戶要求，隨時調整設計標準，極大的提高了生產效率和精度。
2.3 智能化的實現
在機械加工、制造過程中，數控系統利用多個部位的傳感器設計，能夠準確感知加工過程中的參數變化情況，計算機通過傳感器所反饋的數據進行快速計算，如溫度、濕度、硬度、表面光潔度等參數，如某一參數超出了設定閾值，則數控系統則可以根據預設方案進行智能化的調整。不僅如此，在數控系統模型編程過程中，利用全系掃描技術的自動編程已經可以實現，這一技術的普及將促進數控系統智能化的進一步升級。
3、 計算機技術在數控系統中的應用方向
為實現數控系統的智能化、精準化等特點，計算機技術的應用主要包括輔助數控加工與輔助編程兩個方面。所謂輔助數控加工，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、加工仿真等處理過程進行預處理，以規避風險。計算機輔助編程則是利用計算機軟件編制加工程序，其分為源程序編制、目標程序編制兩個階段，計算機軟件通過對源程序進行翻譯、計算，得出相應的參數信息，而后將相關參數進行適應性調整，對刀具中心軌跡、刀位偏差等加工信息進行固化。數控輔助加工與輔助編程簡化了傳統編程中的工作量，并通過軟件的自適應調整減少了人為誤差的出現，隨著計算技術的不斷發展，基于源程序的二次開發將成為研究人員的重點關注對象，數控系統的差異化也將由此得到展現。
4、計算機輔助制造系統在數控系統中的有效應用
在機械加工、制造領域，人們將融合了計算機技術、電子信息技術的輔助制造系統應用于數控系統之中，實現了對離散產品的加工、裝配、檢測、包裝等諸多過程，這也就是計算機輔助制造系統（CAM）。
計算機輔助制造系統的功能主要包括數據轉換和過程自動化兩個方面，所涵蓋內容有計算機輔助過程設計、計算機數控等。對于數據轉換，則是將存儲與計算機內部的源程序轉換為數控系統可以識別的數控語言，這是數控系統能夠進行對應指令操作的前提。基于自動化的角度分析，數控系統實現了全流程的自動化處理，由計算機直接控制數控系統中的各部分完成機械零部件的加工、組裝等工序。在組成上來看，計算機輔助制造系統包括硬件、軟件兩個部分，硬件是指組成數控系統的數控機床、加工中心、傳送裝置、存儲裝置、檢測裝置、計算機硬件設備等；軟件則包括數據庫、計算機軟件、工藝文件、計劃編制、標準化等。除此之外，還包括數控系統對外數據接口部分，現代數控系統已經實現了遠程管理功能，用戶可以通過對外數據接口，向數控系統發送指令，以完成相應的動作。
然而，計算機輔助制造系統并未實現完整意義上的智能化，即便在 CAD/CAM 編程技術已經得到普及的情況下，源程序中的部分內容編制依然需要人工完成。國外目前采用的全息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，我國還需要經過較長的一段時間才能夠掌握。因此，現階段計算機輔助制造系統的改進應集中在編程語言的二次開發方面，簡化人工參與過程，在確保精度的前提下，提高其自動化、智能化程度。這里需要注意的是，簡化人工參與過程并不意味著人的作用的降低，從某種意義上說，人力成本的減少，卻提高了單個人力成本創造的價值，這對于企業生產效率的提高有著較為積極的意義。
5 、總結
數控系統數計算機技術在機械加工、制造領域滲透的結果，在傳統機械加工、制造理念的基礎上，推動了以智能化、自動化、高精度、高效率等優勢于一體的數控系統的普及。研究計算機技術在數控系統中的應用，不僅有助于了解數控系統的工作原理及特點，也能夠為數控系統的改進提出具有針對性的意見和建議。
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