數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

閆俊英

摘 要 近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，隨著自動(dòng)控制技術(shù)微電子技術(shù)及機(jī)械制造技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也迅速發(fā)展為一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是通過(guò)數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)器運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種先進(jìn)技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、輔助控制裝置及檢測(cè)反饋裝置等部分組成。數(shù)控技術(shù)對(duì)現(xiàn)代制造業(yè)的影響是重大的，用數(shù)控技術(shù)控制加工的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控技術(shù)也是自動(dòng)化制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)和精密機(jī)械等高新技術(shù)。

關(guān)鍵詞 數(shù)控 趨勢(shì) 自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱，早期是由硬件電路構(gòu)成的稱為硬件數(shù)控，1970年代以后，硬件電路元件逐步由專用的計(jì)算機(jī)代替稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)數(shù)控（簡(jiǎn)稱CNC）系統(tǒng)是用計(jì)算機(jī)控制加工功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，6年后，即在1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化.我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)成為提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵性技術(shù)。客觀的說(shuō)，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。因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。

2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生不僅給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了歷史性的變化，同時(shí)也讓制造業(yè)榮升為工業(yè)化的代表。近年來(lái)我國(guó)的數(shù)控技術(shù)得到了飛速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也由原本的狹小領(lǐng)域不斷擴(kuò)充，這一系列的影響使數(shù)控技術(shù)對(duì)我國(guó)的很多重要行業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。數(shù)控技術(shù)在我國(guó)整體的發(fā)展的趨勢(shì)也變得尤為明顯。

我國(guó)的數(shù)控技術(shù)向著高精度、高效率的趨勢(shì)發(fā)展。先進(jìn)制造技術(shù)的主要體現(xiàn)就是是高效率、高質(zhì)量。因此提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期才能最終滿足高精度高效率的要求。為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能零部件也得到了飛速的發(fā)展。在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，單部汽車組裝可達(dá)到40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空領(lǐng)域，零部件材質(zhì)多為鋁或鋁合金，結(jié)構(gòu)上多為薄壁，而且剛度差，因此只有在高切削速度的加工條件下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

我國(guó)的數(shù)控技術(shù)向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向著智能化發(fā)展。近年來(lái)人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)展的尤為迅速，數(shù)控系統(tǒng)也因此引入了很多新的功能比如：自適應(yīng)控制，在數(shù)控編程領(lǐng)域也引入了自動(dòng)編程、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ埽疫€具有完善的故障診斷專家系統(tǒng)和故障監(jiān)控功能。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

我國(guó)的數(shù)控技術(shù)向著開(kāi)放化、集成化的方向發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的開(kāi)放性主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：第一，向未來(lái)技術(shù)開(kāi)放。由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重？新設(shè)計(jì)和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長(zhǎng)生命周期。第二，向用戶特殊要求開(kāi)放。更新產(chǎn)品、擴(kuò)充功能、提供硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求。

我國(guó)的數(shù)控技術(shù)的新發(fā)展。隨著電子信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著市場(chǎng)需求的個(gè)性化和多樣化，未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)向著精密化、柔性化、虛擬化、清潔化、開(kāi)放化、集成化、全球化的方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床之所以在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，主要是因?yàn)樗行У亟鉀Q了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問(wèn)題，能滿足高質(zhì)量、高效益、和多品種、小批量的柔性生產(chǎn)方式的要求，代表著當(dāng)今機(jī)械加工技術(shù)的趨勢(shì)與潮流。而數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)這些先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，是體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平、衡量國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，制造業(yè)中的數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。數(shù)控技術(shù)具有自身的顯著特點(diǎn)，受到廣泛應(yīng)用的同時(shí)也正在發(fā)生深刻的變革，對(duì)制造業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)起到十分關(guān)鍵的作用。雖然我國(guó)數(shù)控技術(shù)發(fā)展較快，在一些先進(jìn)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但同時(shí)我們也應(yīng)該看到，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在一定的差距，在發(fā)展中還存在著一定的問(wèn)題。因此我們還應(yīng)該不斷突破創(chuàng)新，努力與世界先進(jìn)國(guó)家的數(shù)控技術(shù)接軌。

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