鄧世凱

衡陽財經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南衡陽 421002

數(shù)控技術(shù)就是以數(shù)字量編程實現(xiàn)控制機械或其他設(shè)備自動工作的技術(shù)，由早期的NC（硬件數(shù)控）發(fā)展到現(xiàn)在使用較廣發(fā)的CNC（硬件+軟件數(shù)控）。隨著市場競爭日趨激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，大批量產(chǎn)品越來越少，小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的比重越來越大，迫切需要一種精度高、柔性好加工設(shè)備來滿足這些需求，電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展則為NC機床的進步提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)控技術(shù)正是在這種背景下誕生和發(fā)展起來的。它的產(chǎn)生給自動化技術(shù)帶來了新的概念，推動了加工自動化技術(shù)的發(fā)展。

1940年，美國的密執(zhí)安（即現(xiàn)在的密歇根州）飛機制造公司為了加工飛機葉片輪廓框架，設(shè)計了加工軌跡和進行了數(shù)據(jù)處理，由此產(chǎn)生了早期的數(shù)控思想。1952年，Parsons公司和M.I.T（麻省理工學(xué)院）合作研制了世界上第一臺三座標(biāo)數(shù)控機床，它的電子元器件是電子管，體積龐大，硬接線電路，這臺數(shù)控機床的研制具有劃時代的歷史意義，因為它采用了先進的數(shù)字控制技術(shù)，綜合應(yīng)用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密測量、新型機械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是一種新型的機床，開辟了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的新紀(jì)元。1955年，第一臺工業(yè)用數(shù)控機床由美國Bendix公司生產(chǎn)出來，在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機床。從1952年至今，NC機床按NC系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了五代，第一代：1955年NC系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大；第二代：1959年NC系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板，跨入了第二代（晶體管）；第三代：1965年NC系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路作為硬件，其特點是體積小，功耗低，可靠性進一步提高。以上三代NC系統(tǒng)，由于其數(shù)控功能均由硬件實現(xiàn)，故歷史上又稱其為“硬線NC”；第四代：1970年NC系統(tǒng)采用小型計算機取代專用計算機，其部分功能由軟件實現(xiàn)，它具有價格低，可靠性高和功能多等特點；第五代：1974年NC系統(tǒng)以微處理器為核心，不僅價格進一步降低，體積進一步縮小，使實現(xiàn)真正意義上的機電一體化成為可能。人們習(xí)慣上將第四代、第五代統(tǒng)稱為CNC——軟件數(shù)控。

進入20世紀(jì)90年代以來，隨著國際上計算機技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計算機、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著運行高速化、加工高精化、功能復(fù)合化、控制智能化、體系開放化和交互網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，最近30年，CNC性能和功能不斷發(fā)展，CNC機床向綜合自動化方向發(fā)展。所以機床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是現(xiàn)代機械自動化的基礎(chǔ)技術(shù)。

我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998年～2004年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，在我國，目前不要說系統(tǒng)，就是國內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點的數(shù)控機床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進口的，主要是買日本的，我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命等方面都有或多或少的問題，技術(shù)還不夠成熟。目前國內(nèi)的各大機床廠，數(shù)控系統(tǒng)大部分是由國外進口，各廠家一般都買日本FANUC、三菱的系統(tǒng)，占80%以上，也有德國西門子的系統(tǒng)，但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng)，我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠，西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進了不少，價格方面還是略高。德國人很不重視中國，所以他們的系統(tǒng)漢語化最近才有，而日本很早就有漢語化版的。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機床的不足，努力發(fā)展先進技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達國家之問的差距。

近年來隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使世界一些主要機床廠商引起他們的重視，在2000年，最大的日本機床制造商“馬扎克”在中國銀川建立了數(shù)控機床合資廠，制造水平相當(dāng)先進，號稱“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠并且與世界同步。日本大隈公司在北京也建立了年產(chǎn)1000臺數(shù)控機床控股公司，德國的一家企業(yè)也在我國上海建立工廠。步入21世紀(jì)的今天，隨著行業(yè)規(guī)模不斷壯大，國產(chǎn)高檔數(shù)控機床明顯進步，國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)取得重大突破，這些都充分說明，中國數(shù)控機床整體水平全面提升。在數(shù)量不斷上升的同時，數(shù)控機床質(zhì)量在追趕世界的進程中也在飛速發(fā)展。同時，作為數(shù)控機床核心技術(shù)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也在這樣的變化中取得了重大突破與進步。

由于國家把高端裝備制造業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育，在“十二五”期間加大了該項重大專項投入。我國每年重大專項有效帶動本國機床行業(yè)增加研發(fā)投入達到100億以上，使國家中央財政投入大幅提升至30億元。高檔數(shù)控機床、數(shù)控系統(tǒng)和功能部件核心技術(shù)將是本次資金投入的主要方向，有國家的重點扶持和重視，相信我國在不久的將來數(shù)控技術(shù)將會步入國際先進行列。

[1]中投顧問.2011-2015年中國數(shù)控機床市場投資分析及前景預(yù)測報告.

[2]朱曉春.數(shù)控技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[3]熊清平.數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢[M].機電工程技術(shù)，2004.