计算机技术在数控系统中的应用
2020-5-28 来源： 韩召伟 作者：-
摘要：随着计算机技术研究的不断深入，以及在社会各领域的广泛应用，计算机已经成为人们日常工作、生活和学习中的重要组成部分。在机械加工、制造领域，计算机技术的应用解决了传统机械加工中存在的诸多问题，提高了生产效率，实现了企业核心竞争力的提高。本文以计算机在数控系统中的应用为研究内容，从多个角度分析计算机辅助数控机床的优势，从而更加深刻的认识计算技术与传统行业融合所带来的巨大变革。
关键词：计算机技术 数控系统 应用
科学技术的快速发展，为传统机械加工、制造领域中存在的精度差、速度慢、产量低等问题找到了解决办法，以计算机为核心的数控系统的应用，除解决以上问题外，还能够进行各种曲面、曲线等复杂零部件的加工，这一优势使得数控系统在现代机械制造领域得到广泛关注，其应用范围也在不断扩大。
1、 计算机技术与数控系统
早期计算机因体积庞大，操作复杂等问题一直没有实现规模化应用，在 20 世纪 80 年代以后，微型计算机的面试，以及更加友好的人机界面系统，使这一技术实现了快速普及。并且，结合计算机多类型软件设计功能，计算机技术完成了在其它行业的渗透，其中就包括机械加工、制造行业，如数控系统的推广应用。作为现阶段使用较为广泛的机械生产辅助设备，计算机数控系统实现了机械加工效率的提高，且产品精度、质量也得到了一定改善，并带动了产业经济的快速发展。
2、 数控系统的优势分析
由于数控系统完美的使用了嵌入式微型计算机技术，使其拥有了以下传统机械加工、制造设备所不具备的优势。
2.1 数控系统的高可靠性
作为设备的一项重要指标，融合了计算技术的数控系统有着较高的可靠性，据统计，目前我国拥有自主知识产权的广州数控设备有限公司（GSK）生产的数控系统无故障工作周期可达 5 年，在科学维护、保养的情况下，这一数值能够达到 10 年以上。
科学技术的快速发展，为传统机械加工、制造领域中存在的精度差、速度慢、产量低等问题找到了解决办法，以计算机为核心的数控系统的应用，除解决以上问题外，还能够进行各种曲面、曲线等复杂零部件的加工，这一优势使得数控系统在现代机械制造领域得到广泛关注，其应用范围也在不断扩大。
1 、计算机技术与数控系统
早期计算机因体积庞大，操作复杂等问题一直没有实现规模化应用，在 20 世纪 80 年代以后，微型计算机的面试，以及更加友好的人机界面系统，使这一技术实现了快速普及。并且，结合计算机多类型软件设计功能，计算机技术完成了在其它行业的渗透，其中就包括机械加工、制造行业，如数控系统的推广应用。作为现阶段使用较为广泛的机械生产辅助设备，计算机数控系统实现了机械加工效率的提高，且产品精度、质量也得到了一定改善，并带动了产业经济的快速发展。
2 、数控系统的优势分析
由于数控系统完美的使用了嵌入式微型计算机技术，使其拥有了以下传统机械加工、制造设备所不具备的优势。
2.1 数控系统的高可靠性
作为设备的一项重要指标，融合了计算技术的数控系统有着较高的可靠性，据统计，目前我国拥有自主知识产权的广州数控设备有限公司（GSK）生产的数控系统无故障工作周期可达 5 年，在科学维护、保养的情况下，这一数值能够达到 10 年以上。
2.2 标准化的提高和开放性的系统设计
在技术层面，为实现数控系统编程的可靠性、便捷性，研究人员增加了多个开放式接口，并且，在设计过程中，也为后期系统升级预留了多个可更新的模块，兼容性较传统设备大大提高。不仅如此，数控系统内部标准化数据库可以完成在线实时更新，利用串行同步接口、网络接口等形式，根据用户要求，随时调整设计标准，极大的提高了生产效率和精度。
2.3 智能化的实现
在机械加工、制造过程中，数控系统利用多个部位的传感器设计，能够准确感知加工过程中的参数变化情况，计算机通过传感器所反馈的数据进行快速计算，如温度、湿度、硬度、表面光洁度等参数，如某一参数超出了设定阈值，则数控系统则可以根据预设方案进行智能化的调整。不仅如此，在数控系统模型编程过程中，利用全系扫描技术的自动编程已经可以实现，这一技术的普及将促进数控系统智能化的进一步升级。
3、 计算机技术在数控系统中的应用方向
为实现数控系统的智能化、精准化等特点，计算机技术的应用主要包括辅助数控加工与辅助编程两个方面。所谓辅助数控加工，是指在数控工艺分析、参数设置、几何分析、刀位轨迹、刀位仿真、加工仿真等处理过程进行预处理，以规避风险。计算机辅助编程则是利用计算机软件编制加工程序，其分为源程序编制、目标程序编制两个阶段，计算机软件通过对源程序进行翻译、计算，得出相应的参数信息，而后将相关参数进行适应性调整，对刀具中心轨迹、刀位偏差等加工信息进行固化。数控辅助加工与辅助编程简化了传统编程中的工作量，并通过软件的自适应调整减少了人为误差的出现，随着计算技术的不断发展，基于源程序的二次开发将成为研究人员的重点关注对象，数控系统的差异化也将由此得到展现。
4、计算机辅助制造系统在数控系统中的有效应用
在机械加工、制造领域，人们将融合了计算机技术、电子信息技术的辅助制造系统应用于数控系统之中，实现了对离散产品的加工、装配、检测、包装等诸多过程，这也就是计算机辅助制造系统（CAM）。
计算机辅助制造系统的功能主要包括数据转换和过程自动化两个方面，所涵盖内容有计算机辅助过程设计、计算机数控等。对于数据转换，则是将存储与计算机内部的源程序转换为数控系统可以识别的数控语言，这是数控系统能够进行对应指令操作的前提。基于自动化的角度分析，数控系统实现了全流程的自动化处理，由计算机直接控制数控系统中的各部分完成机械零部件的加工、组装等工序。在组成上来看，计算机辅助制造系统包括硬件、软件两个部分，硬件是指组成数控系统的数控机床、加工中心、传送装置、存储装置、检测装置、计算机硬件设备等；软件则包括数据库、计算机软件、工艺文件、计划编制、标准化等。除此之外，还包括数控系统对外数据接口部分，现代数控系统已经实现了远程管理功能，用户可以通过对外数据接口，向数控系统发送指令，以完成相应的动作。
然而，计算机辅助制造系统并未实现完整意义上的智能化，即便在 CAD/CAM 编程技术已经得到普及的情况下，源程序中的部分内容编制依然需要人工完成。国外目前采用的全息扫描编程技术不仅成本较高，其技术难度也较大，在技术封锁的情况下，我国还需要经过较长的一段时间才能够掌握。因此，现阶段计算机辅助制造系统的改进应集中在编程语言的二次开发方面，简化人工参与过程，在确保精度的前提下，提高其自动化、智能化程度。这里需要注意的是，简化人工参与过程并不意味着人的作用的降低，从某种意义上说，人力成本的减少，却提高了单个人力成本创造的价值，这对于企业生产效率的提高有着较为积极的意义。
5 、总结
数控系统数计算机技术在机械加工、制造领域渗透的结果，在传统机械加工、制造理念的基础上，推动了以智能化、自动化、高精度、高效率等优势于一体的数控系统的普及。研究计算机技术在数控系统中的应用，不仅有助于了解数控系统的工作原理及特点，也能够为数控系统的改进提出具有针对性的意见和建议。
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