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摘要：数控加工技术是一个典型的机械自动化制造技术，随着我国机械制造行业的快速发展，大量的数控设备投入到了企业的生产当中，大大提高了零件的加工效率以及加工精度。现代制造业不仅需要保证零件的加工质量，还需要在保证质量的基础上追求更高的生产效率。应用CAM软件进行数控编程，使用数控机床进行数控加工，是一种有效提高生产效率的途径。
关键词：机械制造；数控加工技术；发展趋势
引言
数控加工技术指的是采用数字化信号对机床的运动轨迹及加工过程进行控制的一门技术。数控机床要实现对零件进行加工，编程人员首先要按照零件设计图的各项加工要求，编制该零件的CNC加工程序，即数控机床的控制指令。这种控制指令是根据具体的数控控制机所规定的格式进行编写的，并且能够被这种数控控制机所接受，若将这种控制指令记录在某种载体上就形成数控程序。载体上记录的数控程序通过输入装置输入到对应的控制装置当中。数控控制装置再对输入的数控程序进行运算和处理，通过向数控机床的各个坐标所对应的伺服系统发出相应的数字控制信号，进而控制数控机床的运动方向、启停、变速、位移大小、速度以及冷却液润滑启停、工件夹紧松开、换刀等，从而制造出符合设计图样要求的零件。
一、数控加工技术的优点
数控加工程序的编制过程简称为数控编程。一般来说，数控加工程序的编制方法主要有手工程序编制和计算机自动程序编制。手工程序编制指的是零件数控加工程序编制的各个步骤，即从零件设计图纸分析、零件数控加工工艺决策、确定零件的数控加工工艺路线和切削工艺参数、计算刀具运动轨迹的坐标数据、编制待加工零件的数控加工代码直至代码的检验，均由人工来完成。计算机自动程序编制则是利用计算机来完成零件几何形状的计算、加工轨迹生成与加工仿真直至数控程序生成的全过程，通过计算机来完成数控程序编制其编程效率高、操作过程形象生动、出错概率较低。并且在数控程序编制时还可以通过CAM软件当中的数据接口继承已创建好的的CAD设计模型数据，达到设计与制造集成一体化效果，真正实现零件的无纸化设计与制造。采用计算机自动编程大幅降低了数控程序编制人员的工作强度，编程质量和工作效率得到大幅提高，另一方面自动编程还解决了手工编程所不能解决的大量复杂零件的数控加工程序编制难题。
二、数控加工技术的发展
经过几十年的快速发展，我国自动武器行业的生产条件已经得到极大改善，大量的复合加工中心及高端数控机床得到了大规模的使用，自动武器行业的产品质量和生产水平也得到大幅提升。但是在企业和生产车间中对于数控技术的应用程度始终停留在对于数控机床的简单使用和操作。在自动武器零部件的数控加工工艺及程序编制过程中，当遇到一个新的自动武器零件往往需要重新进行工艺和数控程序编制，费时费力，数控工艺及程序编制工作量较大。同时，在设计和生产过程中始终依托二维图纸，在数控程序编制过程中，数控编程人员需要根据工序重新绘制每一道工序所需的三维模型，费时费力。
基于知识的数控加工技术指的是将知识工程技术应用于数控加工领域，实现数控工艺程序编制的智能化，克服以往繁重的经验式编程所带来的数控工艺及程序编制耗时费力的缺点，从而缩短零件生产的周期，并提高数控工艺及程序编制的规范性。数控加工中的加工知识是指己有的参数、工艺和流程等加工经验的集合，知识工程理论的基本思想是获取并存储记录不同设计制造、产品配置以及工程的知识，并且对其进行理解、抽象、表达、运用和管理，而这些被记录的知识则是被利用来设计、策划和完成某类项目、某类产品的。知识工程的研究的目的是为设计和开发知识库系统和知识库应用系统做好方法、理论和技术等方面的准备，其研究内容主要包括知识的获取、表达、维护管理以及运用。知识工程技术可以视为是人工智能技术在知识信息处理和运用方面的延伸和发展，是研究如何通过计算机来进行知识的表达和运用，实现某类问题的自动求解。知识工程技术的研究和发展使得人工智能技术的研究由理论层面转向应用层面，由单一的基于推理的模型转变为基于知识的系统模型，关于知识工程的研究已经成为一门新兴的科研学科，其研究的内容包括了整个知识及信息处理的研究。
当前知识工程系统与通用CAD/CAPP/CAM系统的不同点主要集中于对于机械领域知识的运用上。一般的CAD/CCAPP/CAM系统的处理对象是单纯的几何体，对象之间的关系也仅仅是几何体关系。而知识工程系统的知识则可以随时补充、更新和维护，并且可以把CAD/CCAPP/CAM系统当中的几何体模型传递到知识工程系统当中作为产品设计制造信息，对其参数进行继承和传递。知识工程之所以优于传统CAD/CCAPP/CAM系统就在于它能够将成熟专家的设计制造方面的经验直接记录并固化在知识工程系统中，从而使产品及工艺设计人员将更多的时间和精力投放在产品的设计及制造工艺的优化上，而不是几何设计模型的处理和数控加工工艺的编制上。知识工程理论的应用作为今后整个CAD/CCAPP/CAM软件业及制造行业发展的重点内容，已经开始显现出其广阔的市场应用前景。
三、未来CAPP/CAM技术发展趋势
1、集成化趋势
计算机集成制造系统（CIM）是现代及未来制造行业的发展趋势。因此，今后的LAPP系统应当朝着与CAD和CAM系统进行集成化的方向发展，除此以外还应当能够与知识管理及运用系统、自动化制造系统以及产品质量监控系统等进行集成，此处的集成应当是统一在相关知识库上的集成。并且开发的CAPP系统不只是针对相互孤立的若干零件或单个的零件，而是要面向整个制造体系当中的零件和部件，甚至是能够面向整个产品制造的LAPP系统。
2、通用化趋势
实现系统的通用化是CAPP技术所面临的最主要的问题，也是CAPP系统商业化与实用化最难克服的制约因素。据此，有学者提出了建造CAPP专家系统工具的思想，用来应对目前实际生产中变化多端的问题，力求将LAPP系统开发的也能如同CAD系统一样具有广泛的普适性和通用性。实现LAPP系统通用化的前提是把加工工艺设计当中的共性（如工艺决策知识与标准工艺数据）和个性（如工艺决策知识和与特定制造环境相关的工艺数据）区分开。
3、智能化趋势
CAPP系统设计是典型的多学科的复杂问题，不仅所涉及到的专业知识性质各异、涵盖内容极其广泛，而且大量的工艺决策都依赖于该领域专家的个人技巧、技术和经验。从另一方面来看，当前制造业的生产环境千差万别，所设计开发的CAPP系统应当具有很强的灵巧性和适应性。传统的过程化软件设计技术，例如利用判定树或判定表进行加工工艺决策的系统软件设计等，已经不能够满足工程实际的需求。而知识工程技术和其他人工智能技术己愈发普遍地运用于各类型CAPP系统的研究和开发之中。
【总结】
基于知识工程的系统的开发以及实施具有以下三方面的重要实际意义。
（1）知识工程技术的研究与开发实施能够帮助提高整个机械产业的创新能力，通过有效的收集、组织、扩充和管理公共知识库体系系统，使其成为推动机械设计及制造行业发展的强大推动力。
（2）以信息、化技术带动机械设计制造相关技术的发展。在机械行业实施知识工程技术，将使相关的研究机构、企业及工厂建立起有效整理、记录、应用并形成研究机构、企业及工厂设计制造方面知识资产的方法，进而为整个行业知识的积累及其创新能力的提高提供可靠的技术支持和保证。
（3）知识工程技术使CAD/CAPP/CAM系统充分集成机械设计及制造领域的相关知识，充分模拟行业专家解决问题的思路，使复杂的机械设计制造问题的求解更加有效可靠。
参考文献：
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