關于機電一體化代表產業數控技術的相關探討

陳陽

【摘要】機電產品和相應的生產裝備種類與水平是一個國家工業基礎能力的重要標志之一。光機電一體化技術使產品或體積減小、重量減輕，降低資源消耗;或增強智能化和可靠性，使產品具備更加良好的性能價格比;或降低成本，讓更多的人有能力享用新產品～一變化的實質是使產品具有更強的市場競爭能力。機電產品生產裝備的進步往往帶來一個具體生產行業技術與產品的升級換代，工業生產與人民生活產生質的變化、甚至是革命性的飛躍。

【關鍵詞】機電 生產裝備 性能 數控

隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在

發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。

長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。

數控加工技術是一項能大幅度提高機械加工件精確度及其生產效率的先進制造技術，不僅能適應單件、各種批量生產，還能加工傳統方法難加工的形狀復雜、精確度高的零件。因此，發展現代化的數控力口工技術及其裝備、相關的加工工藝，是機械制造業實現自動化、柔性化及集成化生產的基礎，它將促進機械制造業產品結構、生產方式及管理體制發生深刻變化，更好地發揮數字技術及信息技術對提升制造水平的重大作用。本基金將重點支持：有良好市場前景的數控單元技術的創新項目、具有結構及工藝創新的高性能的數控制造設備，如圖1所示。

（1）具有市場競爭力的高可靠數控系統及驅動系統;

（2）高性能加工編程軟件及應用軟件;

（3）先進數控機床及其關鍵功能部件;

（4）先進數控加工用刀具

當今世界數控技術及裝備發展的趨勢及我國數控裝備技術發展和產業化的現狀，在我國加入WTO和對外開放進一步深化的新環境下，發展我國數控技術及裝備、提高我國制造業信息化水平和國際競爭能力的重要性，并從戰略和策略兩個層面提出了發展我國數控技術及裝備的幾點看法。

裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業（如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產”。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。

數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域。