段好运

（商丘技师学院，河南 商丘 476000）

当前，新一轮科技革命和产业变革孕育兴起，5G、工业互联网、人工智能、大数据、云计算、物联网等新一代信息技术加速向制造业渗透融合，数字化、网络化、智能化已成为制造业发展的主要趋势。世界上工业发达国家都在积极谋篇布局，相继出台了制造业振兴战略，其中智能制造备受关注。机床数控技术作为一种先进的制造技术被广泛应用于机械制造、汽车工业、航空航天以及智能机器人自动化生产等领域，在智能制造中发挥着重要作用。

1 智能制造的界定和基本特征

1.1 智能制造的界定

目前，智能制造在国际上没有统一的定义，各国表述不一。《智能制造发展规划(2016-2020年)》提出：“智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。”智能制造的实现将会改变制造业的生产模式，形成一批智能制造装备产业，提升我国制造业的国际竞争力。

1.2 智能制造的基本特征

当今时代，智能制造方兴未艾、前景广阔，它作为制造业的一种全新的生产方式，深度融合了新一代信息通信技术、先进制造技术、自动化技术和人工智能技术，他使制造业的产品形态、设计和制造过程、管理方法和组织结构、制造模式、商务模式发生了重大变革，将制造业带入一个崭新的发展阶段，具有显著特征。

（1）智能制造以智能工厂为载体。智能制造以制造为本，智能是实现制造的手段，没有制造的加工过程，智能化便无从谈起。智能工厂作为智能制造的载体，以构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂为目标，将智能化融入整个生产制造过程中，构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，将人机物料多维度融合，高效完成智能化生产控制中心、智能化生产过程管控以及智能化仓储运输和物流等工作。

（2）智能制造以生产关键制造环节智能化为核心。生产关键制造环节包含产品、装备、生产过程、管理以及服务等内容，各环节的智能化要同步实施，相互融合，密不可分，缺一不可。

（3）智能制造以端到端数据流为基础。数据实时流通共享是实现智能制造的重要条件，是数字化的具体体现。智能制造的系统层级自下而上共有五层，分别为设备层、控制层、车间层、企业层和协同层，不同层级之间数据畅通，实现信息协同共享，为各层级生产管理提供依据。

（4）智能制造以网络互联为支撑。工业互联网是数字经济时代的重要基础设施，智能制造用工业物联网把设备连接到网络上，用大数据驱动制造智能化，实现设备之间、设备与控制系统之间、企业之间的互联互通。

2 机床数控技术的概念及其在智能制造中的优势

2.1 机床数控技术的概念

机床数控技术是用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种技术。机床数控技术是数控机床的核心，是机床自动化加工的基础。数控技术的推广应用改变了制造业的传统生产方式，有利于制造业降低生产成本、提高生产效率、提升核心竞争力。

2.2 机床数控技术在智能制造中的优势

与普通机械加工相比，机床数控技术具有明显优势。

（1）加工精度高。数控加床是按照零件图样要求的设定程序进行自动加工的，人为因素影响较少，数控系统具有自动检测和误差补偿功能，加工精度主要依靠机床系统来保证，零件在同一数控设备上进行批量加工，能获得较高的加工精度，重复精度高，质量稳定。

（2）加工效率高。机床数控加工自动化程度较高，可实现工件一次装夹多道工序加工，使复杂的生产过程变得简单化，减少生产准备、机床调整、工序更换以及半成品转移等辅助工作，极大地提高工作效率。

（3）劳动强度低。数控加工可以自动换刀、自动变速、自动开关切削液等，加工工序集中，多数工作不需要人工完成，改善了劳动条件，降低了劳动强度。

（4）加工零件适应性强。数控机床适应性强，适宜加工更新换代快、批量小、复杂程度高的产品。同时，数控机床具有多轴联动功能，借助CAD/CAM技术能高质量地完成普通机床难以完成的复杂型面的加工，甚至能加工一些无法直接监测的部位。

（5）生产管理水平高。在数控机床上加工生产，可以准确计算零件加工时间，科学评估生产周期，产品交付时间。另外，借助局域网与机床通讯接口连接形成在线监控系统，可以远程实时监控每台设备的运转和生产现场情况。

3 数控加工技术在智能制造中的应用分析

3.1 机械制造领域

随着时代发展和社会进步，人民的生活水平不断提高，新产品更新换代周期越来越短，需要加工各种不同需求的零件，对机械精密零件的需求越来越多样化，个性化，如光电通讯精密零件、医疗设备机械零件、精密汽车零件、精密机床零件、精密模具零件、精密钟表零件等。应用数控加工技术在数控加工设备上可以实现这些零件的精密加工，适应产品更新快、精度高的需求。

3.2 汽车工业领域

汽车产业作为国民经济的主要支柱产业，随着汽车工业的快速发展，汽车产业逐步迈向智能化、电动化、轻量化、网联化，汽车产业的全面升级与重塑即将到来，对汽车零部件及加工设备提出了更高的要求。高端数控机床制造企业紧跟汽车产业发展形式，在汽车零配件加工领域业研发不同的数控机床，比如，对称性零件加工的对头镗铣复合加工中心，立式线性导轨加工中心，五轴立式加工中心等，机床数控加工技术升级换代，实现了复杂生产工艺的制定、汽车零件的制造。

3.3 航空航天领域

我国的航空航天事业发展迅速，在世界上处于领先地位，高精尖差异化的零件需求日益剧增，涉及到机翼、机身等大型零件，螺旋桨、涡轮叶片等复杂曲面加工，薄壁和薄筋等零件，这些零件对强度、刚度和可靠性要求很高，但材料性能刚度差、结构复杂，在普通机床上无法完成，高档数控机床就能满足高速、高精和高柔性的加工要求。

3.4 智能机器人自动化生产领域

科技快速发展，机器人代替工人作业逐步进入不同行业。在智能机器人自动化生产中，数控技术也有着出色表现，比如在汽车制造过程中，智能机器人与数控技术有机结合，实现了零部件制造、自动焊接、自动组装，改变了传统的汽车生产环境，提高了生产效率和产品质量，减少现场工作人员数量，节约了企业生产成本。

4 机床数控技术在智能制造中的发展趋势

随着《中国制造2025》深入实施，制造业重点领域智能化水平显著提升，机械产品的形状和结构不断改进，加工质量越来越高，对用数控技术实施控制的机床提出了更高要求，加快高档数控系统、伺服电机、轴承、光栅等主要功能部件及关键应用软件研发，把高精高速、高柔性、高可靠性、集成复合化、智能网络化作为未来数控机床的发展趋势。

4.1 高速化和高精度化

高速可通过高速运算、快速插补、超高速通讯以及高速主轴等技术来实现，数控机床的计算机系统读入加工指令数据后，能高速处理并计算出伺服系统的移动量，伺服系统能高速做出反应。高精度是保证产品质量的前提，科技越发达，产品越尖端，质量越高。

4.2 高柔性和高可靠性

数控机床适应加工对象变化的能力强，实现逐步由单机柔性化向单元柔性化和系统柔性化发展。比如，升级拓展数控机床功能，在数控机床上增加大容量刀具库、自动换刀机械手、交换工作台等装置，配以工业机器人和自动运输小车，组成新的加工中心、柔性制造单元或柔性制造系统。通过采用抗干扰技术、提高元器件和系统的可靠性、提高自诊断和保护能力等技术，来保证数控机床在高负荷状态下长时间地连续工作。目前，衡量数控机床可靠性主要参数的平均无故障工作时间越来越长，平均修复时间越来越短，有效度更接近100%。

4.3 集成化和复合化

数控机床要进行高效加工，就要对具有单一功能设备进行集成和复合，实现机床本体与数控系统集成，工序和功能复合，加工检测一体化，如车削中心、车铣复合数控机床，五轴加工中心等设备就是集成复合化的成功案例。通过集成和复合，在数控机床上，工件一次装夹可以完成车、铣、镗、钻、攻螺纹等多道工序的加工，甚至能完成除装夹面以外的各个表面的加工。

4.4 智能化和网络化

数控设备通过应用自适应控制技术、引入专家系统指导加工、故障诊断专家系统、智能化伺服驱动装置等措施，推动数控加工智能化程度不断提高。数控机床通过多种通迅协议组建通讯网络，进行远程控制，完成加工进程自适应、自诊断、自调整。

5 结语

机床数控技术在智能制造业中应用领域广、发展空间大，它的推广应用有利于提升企业的生产效率，提高产品的加工质量,助力智能制造早日实现，推动制造业转型升级。