探究智能制造与先进数控技术

桑毅,王吉旭

中国空间技术研究院杭州中心 浙江省杭州市 310024

摘要：在全球智能制造潮流的推动下，智能制造与先进数控技术作为制造业发展进步的主要内容，已经成为世界上很多数控企业与有关研发机构的关注重点。制造业作为世界上最重要的行业之一，也逐渐的被国内所重视，很多政策都有利于制造业的发展，而数控技术也是制造水平的重要体现，是自动化制造的重要因素，文章针对智能制造与先进数控技术进行简要分析与讨论。

关键词：智能制造；先进数控技术；误差补偿

1 前言

我国整体经济的持续性发展，为制造业领域带来了全新改变。一方面，基于“工业4.0”“智慧+”等一系列理念的应用，有效改变了当前制造业的发展格局，从产品设计、数控制造等一系列流程实现了现代化的管控目标。另一方面，借助现代化的技术发展趋势，从智能制造和数控技术等层面逐步渗透，有效革新传统产业的生产、加工模式，实现了产业智能化和创新化，有效推动了整个工业体系的蜕变。

2 智能制造的定义

当前，国际上对智能制造并没有形成统一的、规范的定义，不同的国家对智能制造的理解和定义也不尽相同。我国的定义，通俗来讲，智能制造是将新一代信息通信技术与先进制造技术相互融合的一种生产方式，它围绕产品整个生产制造过程展开，具备自我学习、自身管理决策、自动执行等特点。智能制造的实施，将对工业制造业的生产过程进行调整和改善，推动形成一条相对完备的智能制造产业链，持续提升我国工业制造业在国际市场上的“软实力”。

3 数控技术发展现状

数控技术是实现我国智能化制造业的一种基础技术，数控技术水平的高低是一个国家基础制造能力最直观地体现。由于数控技术在我国制造业中的起步较晚，因此，其发展历程与发达国家有着很大的差异，数控技术在发展中一共经历了五个重要的阶段，从最初的技术封锁到与他国签订不平等购买协议，我国经历了漫长地“卧薪尝胆”的“寒冬”，当下，可以说我国对于数控技术的掌握已经到炉火纯青的地步了，在现代数控技术发展与应用的过程中，培养出了大量的数控技术专业人员，从而有效地为我国数控产业发展打下了良好的人才基础。不过，从我国当前数控技术应用与研究来看，与国外该技术较为先进的国家相比仍然有着一定程度的差距。例如，国外的一些先进数控技术在生产中能够使得产品性能保持较高的稳定性，生产的效率也比我国更高。虽然我国当前在数控机床数量上占据着较大的优势，不过数量的优势并不能有效弥补技术上与美国、德国等国家存在的巨大差距。此外，我国在数控技术的创新能力上也存在一定的不足，在数控系统的开发以及创新上面，始终与欧美发达国家有着较大的差距。因此，总的来说，我国在数控技术的研发与应用等方面依然有着很大地提升空间，只要我们能够进一步地创新该技术，不断在应用中找到其中的不足并改进，能为我国数控技术注入更大的活力。

4 智能制造和先进数控技术的融合

4.1通信方面的融合

通过将微处理器技术与计算机技术相结合并将其应用于制造设备，使系统能够获得所需的测量值，从而使操作电压能够通过收集电容栅传感器的操作要求。移动信号，然后使用LM393 来转换移动信号，使得在电平上转换的数字信号在由逆变器重构之后可以发送到芯片寄存器，集成了数控和智能制造的先进技术，促进了机电集成技术的发展。这也将使智能制造技术与先进的数字控制技术更好地结合起来，从而使工业生产更加稳定，制造设备更加可靠。

4.2集成方面的融合

在链路控制中的熔炼可以在链路控制中使用CNC 机床实现多轴链路，并且多轴链路可以有效地控制材料的处理。对于不同的机床，在设备的操作状态和性能方面存在很大差异，在使用联合控制技术处理产品时，很难有效地控制加工精度。这也可能使制成品的质量低于预期要求，从而不仅造成不必要的材料浪费，而且造成相当大的时间损失。先进的数字控制技术和智能制造技术的结合可以实现联合控制的高速和高精度，从而有效地解决上述问题。例如，多对等工具耦合控制可将多个工具应用于不同的工作站以实现产品的同步处理，每个工作站和相应的抛光轮具有对称的圆形对称分布，从而可同时调节。工件的不同位置允许工件使用抛光轮在三个工作台的支持下进行同步抛光。高速和高精度链路控制可以通过多轴补偿技术实时传输信息，控制和合理补偿处理过程中的所有链路，从而每个处理链都能严格地遵循控制程序。此外，考虑到产品制造过程中的干扰，本发明还根据PID 反馈原则提高了制造设备的抗干扰能力，这大大降低了产品制造过程中偏转和误差的概率。

4.3误差补偿方面的融合

对于多源误差补偿技术，它被分成四种技术：几何误差补偿、力误差补偿、热误差补偿和主动振动抑制。补偿力误差使加工机具有更大的切削能力，从而有效地控制加工过程中产品的变形误差。热误差补偿可以使用加工信息来构造立体加工模型，从而减少误差测量时间，并有效地提高加工误差预测准确性。抑制振动可以有效地减少由加工材料产生的内部振动，从而提高加工控制性能。

4.4数据方面的融合

目前，智能技术被广泛用于机床的开发，这也使人们能够收集更多的信息来构建相应的数据模型，并根据算法规则对信息进行监测和处理，设备的诊断、统计、优化等都具有智能特性。通过使用智能控制技术，该机床能够对加工过程进行全面分析，并对所有加工链进行实时监视，以监视产品和生产状态。同时，设备可以具有自我控制和维护功能。可以说，在智能开发中，使用智能控制技术收集和分析大数据已成为核心，通过探索和计算大数据，有效优化处理参数并实现实际操作状态检测。

5 智能制造与先进数控技术的发展趋势

智能制造与先进数控技术的研究与具体的运用已经受到了世界上很多国家的重视，有的技术发达的国家已经研制了规范的高效能产品，很多不同的精度极高的系统已经可以广泛的作用到数控机床的具体环节之中，国内相关的技术成果与研究水平相对比较低，而且运用的范围也比较小，没有完整的体系，仍需要在未来加大研发的力度。

智能制造与数控技术的进步有一个特殊的内容是对于工业PC机开放形式的数控中心的发展，这样的性能比较高但是价格又相对合适，而且可靠性比较高的系统设备，有着明显的优势，能够配以相应的工业应用软件，可以使数控技术更加进步，实现更高的加工精度，提高控制系统的安全性能，很多国家都开始了对类似的开放式数控系统的研发与设计。

在未来，有必要建立一种沟通服务中心的知识数控模型，通过研究新兴知识掌握自主学习的能力，还有必要具有自我适应能力，对系统高度的精准控制与对多传感信息的有效融合检测与识别，实现对多种任务的同步处理，在对数控技术的，人们可以在系统中心上进行各种教程控制。

6 结语

综上所述，当今世界已进入智能制造时代，先进数字控制技术可以提高智能制造水平，节省人力资源，提高生产力。制造业正朝着精密化、智能化和自动化的方向发展，为了满足时代的需要，各国已将智能制造技术现代化作为国家的优先事项。可以这样说，第四次工业革命正在进行，数码控制技术的许多功能，如智能分析、信息处理和自动化控制，必将在未来生产中扮演着越来越重要的角色。

参考文献

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