探討數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

張 尉，吳崇睿

（成都工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 611743）

目前， 數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為我國制造工業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，不僅與人民的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，還影響著國家經(jīng)濟的發(fā)展以及綜合國力的提升。由此可見，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為了一項與民生、國家地位都息息相關(guān)的技術(shù)。目前，我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展仍存在著一些問題，需要進一步加快推進數(shù)控技術(shù)的創(chuàng)新研究與推廣應(yīng)用。

1 我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用概況

數(shù)控技術(shù)是一項關(guān)系到國家綜合國力的技術(shù)。我國數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展，得到了國家與相關(guān)行業(yè)的高度重視，并且在國家有關(guān)部門的支持下取得了較大的進步。特別是在通用微機數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)走入了世界先進數(shù)控系統(tǒng)的前列。然而，我國數(shù)控技術(shù)在取得成就的同時，也存在著許多不足，比如：在技術(shù)創(chuàng)新能力、數(shù)控技術(shù)商品化的進程以及數(shù)控產(chǎn)品的市場占有率等方面，依然存在一些問題。如果這些問題得不到有效解決，將會影響我國數(shù)控技術(shù)的進步，制約數(shù)控技術(shù)未來的發(fā)展。

20世紀80年代，我國的數(shù)控技術(shù)開始迅速發(fā)展，當(dāng)時大部分的機械制造企業(yè)都引進了數(shù)控技術(shù)，實現(xiàn)了自動化或半自動化生產(chǎn)。80年代初期，由于科技創(chuàng)新能力不足、基礎(chǔ)建設(shè)不完善，再加上我國的數(shù)控技術(shù)發(fā)展處于起步階段，因此數(shù)控技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用成果不多。90年代以后，隨著我國市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及經(jīng)濟全球化的進程加快，機械制造業(yè)等行業(yè)的發(fā)展步入了快車道，為適應(yīng)新時代、新的生產(chǎn)方式開始了技術(shù)革新和轉(zhuǎn)型升級。當(dāng)前，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高。在物質(zhì)需求越來越多、越來越多樣化的背景下，數(shù)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)。在數(shù)控技術(shù)推動經(jīng)濟發(fā)展的同時，經(jīng)濟的發(fā)展也推動著數(shù)控技術(shù)進一步創(chuàng)新升級。隨著時代的進步和需求的提升，數(shù)控技術(shù)也得到了快速發(fā)展，目前我國的數(shù)控技術(shù)發(fā)展已經(jīng)取得了較為優(yōu)異的成績[1]。

2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷史

數(shù)控技術(shù)最開始由美國的帕森斯公司提出。1948年，這家公司為了研究直升飛機螺旋槳葉片輪廓檢驗樣板的加工設(shè)備，提出了數(shù)字脈沖控制機床的設(shè)想。1949年，這一設(shè)想成為了現(xiàn)實，數(shù)控技術(shù)正式面世。

1959年，第二代數(shù)控技術(shù)誕生。第二代數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板。1965年，第三代數(shù)控技術(shù)集成電路數(shù)控裝置誕生。與前兩代相比，集成電路數(shù)控裝置具有體積小、消耗少、成本和價格較低、安全穩(wěn)定等優(yōu)點。集成電路數(shù)控裝置的問世，為以后數(shù)控機床品種、產(chǎn)量的快速增長打下了基礎(chǔ)。20世紀60年代末，第四代數(shù)控技術(shù)誕生。這一時期的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)可以實現(xiàn)對多臺機床的控制。第四代數(shù)控技術(shù)的核心是通過小型計算機對機床進行控制，數(shù)控技術(shù)開始以小型計算機化為特征。1974年，數(shù)控技術(shù)發(fā)展為第五代技術(shù)。將微處理器和半導(dǎo)體應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)，推動了數(shù)控技術(shù)的進一步升級。20世紀80年代初，自動編程數(shù)控裝置的出現(xiàn)，推動制造行業(yè)的自動化進程進一步加快，使數(shù)控產(chǎn)品具有自動監(jiān)測功能。20世紀90年代后期，數(shù)控技術(shù)開始網(wǎng)絡(luò)化，伴隨著網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)逐漸發(fā)展到目前的水平[2]。

3 我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展面臨的問題

目前，我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展面臨的問題主要有缺乏自主創(chuàng)新能力、市場化進程緩慢、缺乏創(chuàng)新環(huán)境、技術(shù)不夠穩(wěn)定可靠等。

缺乏自主創(chuàng)新能力，意味著我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展將會始終慢人一步，在技術(shù)創(chuàng)新方面將始終受制于人。由于我國發(fā)展數(shù)控技術(shù)起步較晚，因此早期的大多數(shù)技術(shù)都由國外引進。長期依賴國外引進數(shù)控技術(shù)，將導(dǎo)致我國接觸不到先進新技術(shù)的核心。近年來，雖然我國大力推進科技創(chuàng)新取得了顯著成效，但仍有一些企業(yè)未能及時轉(zhuǎn)變長期以來形成的慣性思維，認為我國的數(shù)控技術(shù)依賴國外進口也能得到快速發(fā)展，沒有意識到國外的技術(shù)壟斷給我國數(shù)控企業(yè)發(fā)展帶來的巨大危害。這種慣性思維，使得相關(guān)企業(yè)在一定程度上仍然存在自主創(chuàng)新的惰性。

缺乏技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境，是影響我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重要因素，主要表現(xiàn)在：相關(guān)企業(yè)在巨大的市場競爭壓力下習(xí)慣于尋求短期利益，不太注重投入技術(shù)創(chuàng)新資金、引進科技創(chuàng)新人才，使得企業(yè)及技術(shù)人員的創(chuàng)新意識不強、創(chuàng)新能力不足，導(dǎo)致我國數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新整體發(fā)展緩慢；數(shù)控技術(shù)市場化進程緩慢，教學(xué)科研與生產(chǎn)實踐的銜接仍有待于進一步健全與完善；相關(guān)的法律法規(guī)不夠健全，企業(yè)之間沒有形成較好的競爭環(huán)境。

生產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品，對效率和精度的要求較高。相關(guān)企業(yè)在發(fā)展過程中，除了重視產(chǎn)量之外還要重視產(chǎn)品的技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量。故障發(fā)生率是檢驗主要參數(shù)，數(shù)控產(chǎn)品的質(zhì)量是檢驗數(shù)控技術(shù)是否可靠的主要依據(jù)。從數(shù)據(jù)上來看，一些國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品發(fā)生故障的時間間隔比同類國外產(chǎn)品更短，也就是說國外同類數(shù)控產(chǎn)品兩次故障之間相隔的時間要更長，這意味著國外的該項數(shù)控技術(shù)比國內(nèi)更加可靠。

4 我國數(shù)控技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

4.1 高性能化

由于機器生產(chǎn)的主要技術(shù)指標一般有生產(chǎn)速度、生產(chǎn)效率以及加工精度3個方面，因此如果未來想要朝著更加高端的方向發(fā)展數(shù)控技術(shù)，就應(yīng)圍繞提高生產(chǎn)速度、生產(chǎn)效率、加工精度3個方面進一步升級、創(chuàng)新數(shù)控技術(shù)。未來，汽車等機械制造業(yè)將會越來越離不開高精數(shù)控加工技術(shù)。目前，我國相關(guān)企業(yè)應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，大多采用芯片控制系統(tǒng)和高分辨率的絕對式檢測元件的交流伺服系統(tǒng)。應(yīng)用這兩種技術(shù)，都可以使機床的生產(chǎn)效率得到大幅提高[2]。未來，機械制造行業(yè)將由自動化向智能化發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)與人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在機械制造業(yè)中的智能化應(yīng)用將會越來越受到關(guān)注。應(yīng)用計算機與大數(shù)據(jù)，不但可以對生產(chǎn)流程進行控制，而且還可以更加快速地采集、處理信息，從而推動數(shù)控技術(shù)朝高速高效生產(chǎn)、高精度加工的方向發(fā)展。

4.2 多功能化

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民群眾生活水平的提高，消費者的需求越來越呈現(xiàn)出多樣化和個性化的特征，推動著數(shù)控產(chǎn)品向功能多樣化發(fā)展。只有不斷創(chuàng)新、完善、升級數(shù)控技術(shù)，才能滿足未來用戶多樣化、個性化、精細化的服務(wù)需求，開發(fā)出更多的多功能、高精度數(shù)控產(chǎn)品。未來，數(shù)控技術(shù)將會有更加廣泛的應(yīng)用前景。通過利用界面圖形化功能、科學(xué)計算功能以及多媒體功能，可實現(xiàn)用戶界面的個性化、專業(yè)化設(shè)計，將抽象的信息轉(zhuǎn)化為直觀的圖文，使數(shù)據(jù)的處理、信息的反饋變得更加高效、更加通俗易懂。通過及時、高效、精準的信息交流，對生產(chǎn)流程進行實時監(jiān)控，以便工作人員及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

4.3 系列化和標準化

高度集成電路，提高了數(shù)控裝置的運行速度和數(shù)控系統(tǒng)的集成度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，提高了顯示器的性能，使顯示器可以更加清晰、精準地反映信息。平板顯示器除了清晰度高之外，還具有能耗低、占用空間小、方便攜帶運輸?shù)葍?yōu)點。數(shù)控系統(tǒng)的集成化，意味著CPU、PLC、輸入輸出口、存儲器等部件的系列化、標準化。數(shù)控產(chǎn)品電子元器件的系列化、標準化，將進一步提升數(shù)控技術(shù)的推廣應(yīng)用效率，有利于數(shù)控技術(shù)向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，有利于滿足未來用戶的個性化、精細化需求。

5 結(jié)論與討論

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，對我國相關(guān)行業(yè)尤其是機械制造行業(yè)有著重要的影響。大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)，有利于提升我國的綜合國力。目前，我國雖然在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域取得了較為優(yōu)異的成績，但是在技術(shù)創(chuàng)新等方面仍然有諸多不足。未來，數(shù)控技術(shù)將朝著智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能化的方向發(fā)展，這也為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展指明了方向，是時代發(fā)展、社會進步的必然要求。要想在未來的國際競爭中取得優(yōu)勢，就必須不斷推進技術(shù)創(chuàng)新并將核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中。