我國(guó)數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

徐文豪

摘 要：數(shù)控技術(shù)為傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)帶來了變革，數(shù)控生產(chǎn)線的建立宣布了制造業(yè)正式工業(yè)化時(shí)代。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)在國(guó)計(jì)民生中扮演了越來越重要的角色，本文就數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展走勢(shì)進(jìn)行一些探索。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化；數(shù)控技術(shù)；現(xiàn)狀發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.020

1 數(shù)控技術(shù)的誕生

數(shù)字控制技術(shù)（數(shù)控技術(shù)）脫胎于機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)，它是由文字、符號(hào)、數(shù)字等字符組成一系列指令，然后對(duì)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制的技術(shù)。它對(duì)機(jī)械的控制通常是位置、角度、速度等機(jī)械變量。

早在20世紀(jì)40年代，美國(guó)的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商最先實(shí)現(xiàn)了用數(shù)字技術(shù)對(duì)機(jī)械加工進(jìn)行控制，在制造飛機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼時(shí)，他們嘗試?yán)萌珨?shù)字電子計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)翼的加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。20世紀(jì)50年代，美國(guó)麻省理工學(xué)院在一臺(tái)立式銑床上安裝了一套實(shí)驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng)，意外的實(shí)現(xiàn)了對(duì)三軸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)控制，因而，這臺(tái)立式銑床被認(rèn)定為世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。自此，一些老牌的工業(yè)國(guó)家陸續(xù)開發(fā)并使用了數(shù)控機(jī)床技術(shù)。

現(xiàn)在的數(shù)控技術(shù)又被稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，通過計(jì)算記中事先設(shè)置好的控制程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。因?yàn)槭怯糜?jì)算機(jī)替代了原先數(shù)控裝置，所以計(jì)算機(jī)的軟件就可以輕松完成控制程序。

2 數(shù)控技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)在我國(guó)的實(shí)際起步較晚，大約是20世紀(jì)50年代末。大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段是20世紀(jì)50年代至70年代，在這個(gè)階段，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)很差，加之國(guó)外對(duì)我們實(shí)行了技術(shù)封鎖，導(dǎo)致數(shù)控技術(shù)的發(fā)展得非常緩慢；第二階段是“六五”至“八五”階段，國(guó)產(chǎn)化體系初步建立，改革開放和國(guó)家的重視，使得研究環(huán)境得到了巨大的改善，引進(jìn)的技術(shù)得到了消化和吸收；第三階段是“八五”之后，進(jìn)入到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期，產(chǎn)業(yè)化研究轟轟烈烈的展開了，這一階段，我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。

近年來，國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，對(duì)于設(shè)備的需求和要求愈來愈高，給國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造業(yè)的技術(shù)帶來了變革，數(shù)控技術(shù)成為提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵性技術(shù)，一方面，它為社會(huì)提供了很多就業(yè)崗位，高品質(zhì)的機(jī)械制造產(chǎn)品正在為人們的工作和生活帶來越來越高的品質(zhì)，所以機(jī)械制造業(yè)是推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化發(fā)展的重要組成部分。

現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式離不開數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。很多西方的國(guó)家在進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)中都使用了數(shù)控技術(shù)，目前，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛，計(jì)算機(jī)的大力發(fā)展也讓數(shù)控機(jī)床在控制生產(chǎn)和管理方面更為便捷，產(chǎn)品的制造更加規(guī)范、質(zhì)量更加過硬。生產(chǎn)效率的提高是經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)?？陀^的說，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后，對(duì)西方發(fā)達(dá)國(guó)家的制造經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)營(yíng)理念需要大量的借鑒和吸收，才有可能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)模式向現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變。

3 數(shù)控技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛

智能化與精細(xì)化絕對(duì)是數(shù)控技術(shù)未來的發(fā)展目標(biāo)。機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)水平是一個(gè)緩慢攀升的過程，目的在于適應(yīng)進(jìn)而滿足生產(chǎn)領(lǐng)域的需求，汽車制造、航空航天等等都屬于技術(shù)集中型機(jī)械制造行業(yè)，數(shù)控技術(shù)對(duì)這些行業(yè)進(jìn)行有效地控制，可以從根本上提升綜合實(shí)力，使生產(chǎn)更加精確和規(guī)范。

3.2 五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床將會(huì)快速發(fā)展

五軸聯(lián)動(dòng)對(duì)零件的加工最大限度的保證了零件的光潔度、效率也得到了極大的提高，數(shù)據(jù)顯示，一臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于兩臺(tái)三軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床，尤其是在對(duì)硬材料進(jìn)行處理的過程中?，F(xiàn)在市場(chǎng)上之所以更多地采用三軸聯(lián)動(dòng)，是因?yàn)閮r(jià)格和實(shí)用技術(shù)難度雙高的原因。但是，電主軸的出現(xiàn)，使得五軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，制造成本降低，難度降低，數(shù)控系統(tǒng)之間的價(jià)格差距日益縮小。這也在一定程度上促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床的發(fā)展。

3.3 智能化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)已是大勢(shì)所趨

21世紀(jì)是智能的時(shí)代，數(shù)控裝備必須具有智能系統(tǒng)才能應(yīng)對(duì)日益精準(zhǔn)的機(jī)械自動(dòng)化。智能化滲透在數(shù)控系統(tǒng)的方方面面，其目的在于提高加工的效率和質(zhì)量。比如加工過程的自適應(yīng)控制、加工工藝參數(shù)的自動(dòng)生成；提高驅(qū)動(dòng)性能和使用時(shí)的連接智能化，例如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)選定模型、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載等；在編程簡(jiǎn)化和操作方面的智能化、人機(jī)界面智能化等；另外智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、智能系統(tǒng)的診斷及維修等。

開放而智能的數(shù)控系統(tǒng)可以將用戶的特殊需求和技術(shù)的核心部分集中到數(shù)控系統(tǒng)之中，便捷而又高效的實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別、不同種類的開放式數(shù)控系統(tǒng)，打造具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。

總之，數(shù)控技術(shù)業(yè)已成為目前先進(jìn)的制造技術(shù)，制造業(yè)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化必須以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)。毫不夸張的說，數(shù)控裝備的整體水平代表了一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化的水平和綜合國(guó)力的強(qiáng)弱。

4 結(jié)語

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展為傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了革命性的變化，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大，它關(guān)系到了國(guó)計(jì)民生的方方面面，它的價(jià)值滲透在各個(gè)領(lǐng)域，這就是行業(yè)也是國(guó)家發(fā)展的大勢(shì)所趨。

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