沈晟

摘 要：社會的發(fā)展，工業(yè)的進步，催生了數(shù)控技術(shù)，當(dāng)今社會，數(shù)控技術(shù)面臨怎樣的狀況，以及未來如何發(fā)展，是一直思索的問題。數(shù)控技術(shù)是一門集計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)代機械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術(shù)。目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢為高速、高精度、智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化。該文就數(shù)控技術(shù)的發(fā)展前景做了綜合的評價與概述，以求尋找數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向，縮小國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的差距。

關(guān)鍵詞：數(shù)控 數(shù)控技術(shù) 發(fā)展前景 高新技術(shù)

中圖分類號：TG5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0007-02

隨著社會生產(chǎn)力的提高，制造業(yè)蓬勃發(fā)展，從大工業(yè)革命至今，數(shù)控技術(shù)也隨之誕生。1952年美國麻省理工學(xué)院研制出世界上第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，到今天開放式現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展可謂是突飛猛進。數(shù)控加工技術(shù)一方面減輕了操作者的勞動強度、改善了工作條件，保障了安全，提高了生產(chǎn)企業(yè)的管理水平；另一方面使用數(shù)控加工技術(shù)，增加了經(jīng)濟產(chǎn)出，提升了企業(yè)競爭力。可見，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展具有廣闊的前景。

1 我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

進入21世紀，社會經(jīng)濟的發(fā)展也推動我國經(jīng)濟全面發(fā)展，數(shù)控技術(shù)面臨機遇與挑戰(zhàn)。從“六五”到“十二五”，我國獨立生產(chǎn)出了“華中1號”、“中華1號”、“航天1號”、“藍天1號”4種數(shù)控技術(shù)平臺，也預(yù)示著我國數(shù)控技術(shù)全面發(fā)展時代的開啟。到現(xiàn)如今，我國數(shù)控生產(chǎn)企業(yè)也逐步進行技術(shù)革新，生產(chǎn)出性能更為優(yōu)良，可靠性更強，價格更為低廉的數(shù)控系統(tǒng)，來滿足不同企業(yè)的生產(chǎn)需求。至此，我國在數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)上，與國外齊頭并進，也能夠進行自主研發(fā)，生產(chǎn)國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)。

2 數(shù)控技術(shù)的前景

為了更好的促進國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的交流，在全世界范圍，開展數(shù)控機床展覽會，其中，四個最具有影響力的是北京CIMT、芝加哥IMTS、東京JIMTOF、以及歐洲EMO。通過2011年歐洲EMO機床展覽會，出現(xiàn)了眾多的機床生產(chǎn)廠家，有德國的德馬吉（DMG）、斯來福臨、西門子、海德漢、HERMLE、利勃海爾、科堡、希斯等，意大利的帕瑪（PAMA）、INSSE、BW、菲迪亞公司，西班牙的達諾巴特，日本的馬扎克、牧野、豐田工機、三菱、東芝、沙迪克、安田，中國參展企業(yè)97家、中國臺灣超過60家，在這次展會上，不難看出，機床的設(shè)計與發(fā)展更加強調(diào)高效的工藝設(shè)計、制造系統(tǒng)的可持續(xù)性，以及探索改進切割和成型機床及其制造流程的能源和資源效率的技術(shù)解決方案，這就對我們接下來的數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。為了更好的適應(yīng)發(fā)展，我國數(shù)控技術(shù)需要朝著以下的方向發(fā)展。

2.1 微處理機系統(tǒng)

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，多采用微處理機系統(tǒng)，將數(shù)控系統(tǒng)朝向PC機的硬件構(gòu)成趨勢發(fā)展，在數(shù)控系統(tǒng)中，使用PC軟件、PC工具和PC硬件則成為可能。這樣的一種做法，一方面由于PC機硬件具有廣闊的市場，且價格低廉，基于PC系統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)必然將大大降低成本；另外一方面，對于軟件系統(tǒng)，PC機的軟件系統(tǒng)廣為使用，操作方便快捷，更為容易接受與推廣。例如現(xiàn)有的各種標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)（windows），圖形工具、編輯器，實時數(shù)據(jù)庫、以及TCP/IP通信協(xié)議，都能夠被數(shù)控系統(tǒng)利用，吸收，更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，工藝操作。

2.2 開放式數(shù)控系統(tǒng)

2.2.1 外部開放

在數(shù)控系統(tǒng)中，要求接口具有統(tǒng)一性和標(biāo)準(zhǔn)性。例如采用統(tǒng)一的數(shù)控編程器、統(tǒng)一的通信接口、統(tǒng)一的伺服控制接口以及通用的操作控制接口。

2.2.2 內(nèi)部開放

內(nèi)部數(shù)控核心功能軟件采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，更好的實現(xiàn)軟件集成，并被用戶所接受。采用通用的軟硬件資源，可以大大減少開發(fā)費用，操作性更強，使用更加方便快捷，系統(tǒng)性能與可靠性得到保障。

2.2.3 向特殊需求用戶開放

在統(tǒng)一化的基礎(chǔ)上，對于有特殊需求的用戶，進行訂單化生產(chǎn)，為特殊用戶，提供相應(yīng)的特殊產(chǎn)品。

2.2.4 開放數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的建立，現(xiàn)已成為現(xiàn)實，國際新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP-NC）被提出，旨在提供不依賴于具體系統(tǒng)，作為獨立部分，描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)整個制造過程乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。

2.3 基于CAD/CAM的系統(tǒng)連接

CAD/CAM（計算機輔助設(shè)計及制造）與PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）構(gòu)成了一個現(xiàn)代制造型企業(yè)計算機應(yīng)用的主干。對于制造行業(yè)，設(shè)計、制造水平和產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及生產(chǎn)周期，人工設(shè)計、單件生產(chǎn)這種傳統(tǒng)的設(shè)計與制造方式已無法適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的要求。采用CAD/CAM的技術(shù)已成為整個制造行業(yè)當(dāng)前和將來技術(shù)發(fā)展的重點。對于數(shù)控系統(tǒng)來說，諸多實際操作中，對于標(biāo)準(zhǔn)的制定，工具的尺寸，利用CAD繪圖，就能夠很快的完成，達到高效、高產(chǎn)。

2.4 智能化

隨著人工智能的出現(xiàn)，數(shù)控系統(tǒng)也相應(yīng)的發(fā)生了一些變化，加入了智能化操作，具體有以下幾點。

2.4.1 故障自診自修復(fù)

根據(jù)已發(fā)生的故障，進行信息處理記錄，再發(fā)生同樣故障時，及時定位找到故障，進行故障排除。與此相對應(yīng)的，還有故障回放與仿真技術(shù)，將數(shù)控機床在操作過程中發(fā)生的各種故障進行回放與仿真模擬，找到故障，解決問題。

2.4.2 4M數(shù)控系統(tǒng)

4M指測量（Measurement）、建模（Modeling）、加工（Manufacturing）、機器操作（Manipulator），將整個過程融為一體，實現(xiàn)快速生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

2.4.3 加工過程自適應(yīng)技術(shù)

強調(diào)加工過程的監(jiān)控，以辨識刀具受力、磨損、破損以及機床加工的穩(wěn)定性，并及時調(diào)整加工參數(shù)和加工指令，使設(shè)備處于最佳的運行狀態(tài)。endprint

2.5 高速、高精、高效

2.5.1 高精度

隨著國家各行各業(yè)的發(fā)展，在國防、航空、航天事業(yè)等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)需要大型、性能良好的數(shù)控機床，而在精密加工行業(yè)，超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)也迅速發(fā)展，微型機床的需求量也在逐漸增大，如：超精密加工精度進入納米級（0.001 mm），主軸回轉(zhuǎn)精度要求達到0.01～0.05 mm，加工圓度為 0.1 mm，加工表面粗糙度Ra=0.003 mm等。包括微切削加工（車、銑、磨）機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機。

高速高精加工機床的進給驅(qū)動，主要體現(xiàn)在“回轉(zhuǎn)伺服電機加精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅(qū)動”兩種類型。此外，新興的并聯(lián)機床也易于實現(xiàn)高速進給。

2.5.2 高速

自從進入20世紀90年代以來，歐美、日等國家相應(yīng)開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機床。在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達到5 000～8 000 m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30 000 r/min（有的高達10萬r/min）以上；工作臺的移動速度（進給速度）：在分辨率為1 mm時，在100 m/min（有的到200 m/min）以上，在分辨率為0.1 mm時，在24 m/min以上；自動換刀速度在1 s以內(nèi)；小線段插補進給速度達到12 m/min。

2.6 綠色化

現(xiàn)代社會提倡低碳、環(huán)保，環(huán)境的保護是為了人類后代的繁衍生息。在數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)過程中，也要注意環(huán)保與節(jié)能。例如：不使用切削液，以此減少環(huán)境污染以及對人體的危害。

3 結(jié)語

縱觀時代變遷，現(xiàn)代工業(yè)革命給社會帶來了巨大的財富，而制造業(yè)的發(fā)展是不可或缺的功臣?，F(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，必將推動社會的前進發(fā)展。

參考文獻

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