淺談數控技術的發展趨勢

韓沖沖 侯攀登

摘 要：隨著我國的綜合國力的提升，工業生產水平的飛速發展，傳統的加工制造方法已經不能夠滿足柔性化和多樣化的生產需求。于是，數控技術憑借著精度準、效率高和可柔性化生產的特點出現在我國的工業生產當中。數控技術雖在我國獲得了較好的發展，但相比國外的的數控技術，我們還是存在著一定的差距。本文就國內外的數控技術發展過程、現狀和未來發展趨勢進行論述。

關鍵詞：數控技術；現狀；發展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.038

作為當前先進制造技術的核心，數控技術具有諸多的優點，例如可以利用軟件使信息處理的方式或過程發生改變，而不改變機械與電子裝置，也可以利用字長的差異來表示信息，還可以對數字化信息完成邏輯和數學上的計算。因此，數控技術廣泛應用于機床與機器人的控制當中。

1 數控技術的發展

1.1 數控技術的發展過程

一般認為數控系統的發展共經歷了六代：第一代是在1952年由麻省理工學院研制成功，這是以繼電器和電子管為基礎的機床數控裝置，可用于三坐標立式銑床的控制，該系統被稱為電子管數控系統，這一系統具有價格昂貴、不易推廣的缺點；第二代系統是晶體管系統，這一系統是由固定布線的晶體管元器件電路所組成，該系統，由于較高的花費等原因，無法滿足人們對系統實用性和易維修性等性能的要求；第三代系統是在集成電路技術不斷發展的前提下所誕生的，稱作集成電路控制系統，這個系統的出現使以前系統出現的問題有了改觀；第四代系統是小型計算機數控系統，該系統是將計算機作為系統的核心部件，有效的解決了實用性差、柔性差和維修難的問題；第五代是微型計算機數控技術，由于該系統的核心部件是計算機，也屬于計算機數控系統即CNC系統。第六代系統是開發式數控系統，該系統可以實現在不同的平臺上運行，還可以實現與其它系統的程序相操作的功能。

總體來說，數控技術的發展共經歷了六代的發展，這六代的發展可以分為兩個階段，即NC階段和CNC階段，前三代電子管、晶體管和集成電路所經歷階段是NC階段，以后便是CNC階段。

1.2 我國數控技術的發展過程

我國數控技術的發展，可以大致的劃分為三個階段：第一個階段，是1958年至1979年，該階段由于我國的工業生產的落后，特別是電子技術的薄弱，再加上國外技術的封鎖，我國的數控技術發展十分的緩慢。第二個階段，是國家的“六五計劃”、“七五計劃”期間和“八五計劃”前期，這一階段，國家從發達國家和地區引進先進的數控技術，并且通過與其合作，我國初步建立了國產數控體系。第三個階段，是“八五計劃”后期至今，我國通過技術上的改造與科技上的攻關，大大的增強了國產數控系統的市場競爭力。

1.3 我國數控發展狀況

如今我國的數控系統市場上，國外產品占據優勢，中高檔的數控系統是以國外產品為主，而中低檔的數控系統則以國產為主，因此，我國在2009年通過實施科研項目，圍繞數控機床系統、數字化工具系統等項目做出詳細的計劃，達到了明顯的效果和突破，我國國產高檔數控技術獲得了較快的發展。

2 數控技術的發展趨勢

2.1 高速度高精度化

所謂高速化是指數控機床進行切削和插補進給的高速，高速化的目的是在精確加工的基礎上，去提高加工的速度；而高精度是數控機床實現較高的定位精度、達到較高的分辨率等。由于質量和效率是制造的主體，高速度和高精度化不僅可以提高產品的質量，還能有效地縮短生產周期，從而提高了效率。近年來隨著高速度和高精度的發展趨勢，機床的速度明顯提高，例如車削與銑削的速度達5000～8000m/min的水平，精度方面，超精密加工精度達到了納米級的水平。

2.2 智能化

智能化是通過聚集各種智能技術，使智能設備像人一樣具有處理各種問題的能力。數控中的智能化體現在以下的幾個方面：第一，追求加工質量和加工效率的智能化，實際的生產中，由于多種未知因素，機床難以用最佳的參數來完成切削，具有智能化的數控機床能夠自身調整切削參數，達到最佳的切削；第二，提高驅動性能和連接方便的智能化，例如電機參數的自適應計算、前饋控制等；第三，診斷和監控的智能化，可以在機床出現問題的時候，立刻停機，并且報警。第四，操作和編程的智能化，例如自動編程，和人機界面的智能化。

2.3 高可靠性

對于長時間處于無人操作的數控系統，其可靠性是人們比較關注的問題，為了提高數控設備的可靠性，常常采用以下的幾種方法：第一種方法，可以提高線路的集成度，通過采用集成電路的辦法減少了外部的連線和器件的數量；第二種方法，建立一套從設計到生產的質量保障體系，如輸入輸出的光電隔離，防電源干擾，數控系統的標準化，在制造時對器件進行嚴格篩選，全面考核系統可靠性；第三種是增加故障自診斷和保護功能，使數控系統具有故障自診斷功能，能夠及時顯示故障，便于快速排除障礙，避免了機床和工件的損壞。

2.4 開放化

對于傳統的數控系統，由于具有封閉性，造成了各個廠家產品不兼容，還有通用計算機的不相容。因此，維修和升級變得困難。針對這種情況出現了開發式的數控系統，該系統可以運行于不同的平臺之間，可以和其它的系統互相操作，提供統一的用戶交互風格，具有可移植性、可伸縮性、互操作性和可互換性的特點。開發式系統具有柔性的軟件和硬件，硬件的配置可以改變，軟件在控制級別上可以改變。控制系統走入了開發性的階段。

3 總結

隨著數控技術在我國工業生產中的廣泛應用，我國的制造力和在國際市場上的競爭力明顯增強。當前我國正處于社會主義初級階段，制造業相對比較的薄弱，與發達國家有較大的差距。我們應該緊隨數控技術發展的潮流，并將數控技術的發展放在優先發展的地位，為其發展提供良好的條件，這樣才能趕上發達國家的發展速度，在國際市場競爭中占有一席之地。

參考文獻：

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作者簡介：韓沖沖（1995-），男，河北邯鄲人，本科，研究方向：機械電子工程。