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摘要：在工业4.0和互联网的一般环境中，数控系统的未来发展和竞争发生了新变化。中国的竞争将集中于如何利用互联网来实现数控系统的无限计算能力扩展和新兴经济模式的适应性，例如共享经济的智能化与其兼容的功能，已成为当今世界的重要发展趋势。本文针对工业4.0背景下，借助互联网等技术，实现数控技术智能化转型升级，希望为相关工作的发展提供技术参考。
关键词：工业4.0；数控技术；智能化
1.数控系统智能化要求
数控机床智能化的需求从制造技术本身来看，数控系统的智能化在的四个方面进行：操作智能化、加工智能化、维护智能化和管理智能化。机床在加工过程中通过采用各种传感器，借助实时监控和补偿技术，进一步提高机床的性能。日本马扎克、大隈等公司在智能化方面提供了许多先进的技术，如主轴抑振、智能防碰撞等功能。
2.基于云平台的数控系统
德国斯图加特大学提出了一种基于云计算的“本地化”数字云控制系统。传统数控系统的人机界面、数控核心和PLC已移至云端，只有机床的驱动和安全控制保留在本地。将通信模块、中间件和以太网接口添加到云中，并通过路由器与本地CNC系统进行通信。这样，云中的每个机床都有一个“数字孪生”，并且可以在云中进行机床的配置、优化和维护，这使得机床更易于使用。实现所谓的控制器即服务CaaS(Controlasa Service)。云端数控系统的概念数字孪生是指特定物理对象的数字镜像，包括描述其几何、材料、组件和行为的设计规范和工程模型以及其所代表实体特有的生产和运营数据，成为形影不离的“伴侣”，是物理对象属性及状态的最新和准确的实时镜像，包括形状、位置、状态和运动。机床的数字孪生可在多个信息域同时存在，有多个“化身”，在产品设计阶段承担方案论证、结构和功能验证以及性能参数优化的作用；在构建工厂的规划阶段参与完成布局规划、系统优化模拟仿真等工作；在运行阶段进行加工状态判断和预测，实现机床的智能控制和预防性维护，直到产品报废终结。
3.互联网数控系统及其生态系统
在Internet的条件下，数控系统必须成为可以生成数据的透明智能终端，从而使制造过程及其整个生命周期成为“数据透明”的。智能终端的“透明性”实现了制造过程的透明性，不仅方便了零件的处理，而且还生成了用于管理、财务、生产和销售的实时数据，以便获得设备生产计划、设计、制造、供应链、人力资源集成以及一系列和管理联系（例如财务，销售和库存）的信息。
4.工业4.0时代数控技术智能化转型升级的应用
4.1数控生产技术的应用
最近几年，我国机械加工行业的规模实现快速扩展，其中主要原因之一是数控技术的全面落实与突破。数控技术初期主要是应用数控技术，作用是促进机械制造的整体效果实现提升，尤其是提升了工业制造的生产效率。随着对技术的深入研究以及突破，数控制造进入到智能化控制时代，一方面有效提升了产品生产的精准度，另外一方面也解放了工作人员的双手，实现了劳动强度的降低。未来，要让数控技术达到更好的效果，建议针对机械制造流程进行优化，在实际制造过程中与CPU段寄存器(可结合制造需求汇编功能)进行结合完成操作，可对机械生产过程进行实时性争端、智能化控制，进而让机械加工流程更加立体化。
4.2柔性制造系统的应用
从数控技术的范畴来看，所谓柔性制造系统具体包括的是物质储存系统以及信息系统。在柔性制造系统的支持下，可将加工对象进行灵活变化;同时，该系统是以成组技术为基础，所以在实际应用的过程中，首先，要对制造过程进行明确，并合理规划加工制造设备与物料，然后通过计算机系统实现有效控制。
现阶段，柔性制造系统的应用范围正在不断扩大，其效果比较稳定，借助中央计算机系统完成机床传输以及各个功能的控制，不仅能够满足多种产品的成批生产，而且还可以同时对几种不同零件进行加工，具体需要根据制造需求进行调整。
4.3传感技术的应用
在数控技术中，传感器技术是非常重要的组成部分。现阶段，传感器技术在实际应用中发挥着比较大的优势，借助该技术能够全面监控外界情况，而且可以在实际生产过程中构建与之相对应的传感器终端网络系统，能够有效处理传感器所收集到的各种信息数据。从实际应用成效来看，还需要借助计算机系统完成传感器的信号，从而对各种信息数据进行精准掌握。如今，光纤传感器应用范围极广，作为一种比较特殊的类型，前期投入的成本很大，目前主要在汽车等机械生产中进行应用。以长春一汽汽车生产为例，对汽车设置有激光测距雷达装置，该设计足以体现传感器技术在智能制造中的具体应用。将激光测距雷达安装在汽车的前后方，可以及时提醒司机汽车周围存在的障碍物，从而对距离进行合理控制。激光测距雷达装置可以帮助实际准确判断障碍物的距离变化情况，一旦距离过近，将会通过报警装置报警，从而提升汽车驾驶的安全性。
4.4工业机器人的应用
工业机器人的应用充分体现出数控技术的智能化发展。工业机器人的工作效率比较高，而且能够推动智能化制造的发展速度，可以提升加工制造的精准性与质量。随着工业机器人的不断升级与改善，目前已经具备了一定的智能化功能，工作人员与机器人之间可以完成一定程度沟通、互动;同时，机器人能够适应更多不同的工作环境，以快速灵活的速度按照产品的生产标准进行生产，特别是一些生产加工环境存在危害性与危险性，可用工业机器人代替人工模式，从而达到保障生产的安全性。工业机器人有导航、交互、传感以及控制等四个基本系统，不同系统发挥不同作用，共同协作推进生产稳定开展，可快速诊断故障并及时进行维护。具体来讲，第一，导航系统，可结合实际需求对生产制造线路、故障检测线路、原材料传输线路等进行规划，一方面要满足生产实际需求，另外一方面，要保障巡视的效果。第二，交互系统，作用是对操作者的指令进行传达与转化，进而保障机器人能够严格按照预期规划有序进行。第三，传感系统，为了确保机器人能够全面感知各位的环境以及监控设备运行状况，需要配置加速度感应器以及红外感应器，可及时将相关信息传达给操作者以及管理者。第四，控制系统，对传感系统所采集的信息进行快速分析以及整合，可及时找到故障原因以及制定维修方案，以达到快速解决故障的目标。
4.5专家系统的应用
专家系统将人工智能技术、计算机技术以及相关理论进行了全面融合，对某领域的专家经验、知识进行集中，并构建以及完善经验数据库，可为实际操作提供有参考依据的解决措施。具体来讲，包括知识经验数据库、信号输入系统、人机交互系统、推理决策系统、信息与信号输出系统等，具有分析决策、推理判断、信息咨询等功能，因此非常有利于解决制造设备故障中的“疑难杂症”。
5结语
综上所述，基于智能制造中的数控技术的应用，很大程度上改变了传统制造模式，使得制造效率与质量得到了大幅度的提升，这也是制造领域发展的必然趋势。其中，传感器技术、工业机器人以及专家系统等，未来的发展空间很大，建议加强这些技术的研究与应用，将能够更大程度解放人力，从而促进我国制造水平的实现全面提升。
参考文献
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