楊建偉

[摘要]通過分析我國(guó)數(shù)控技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的狀況，介紹當(dāng)前我國(guó)當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)及人才培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)人才培養(yǎng)

中國(guó)分類號(hào)：TP-9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1 671—7597(2009)1010188--01

數(shù)控技術(shù)，就是用數(shù)字或計(jì)算機(jī)來操縱機(jī)械的技術(shù)。目前，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)用于舊機(jī)床改造的多，用于裝備新機(jī)床的少，用于全功能性機(jī)床裝各的則更少。使用國(guó)外系統(tǒng)裝各國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的尚為數(shù)不少。由此說明，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在用戶心中的地位較國(guó)外產(chǎn)品低。我國(guó)數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀可以概括為：技術(shù)含量低，產(chǎn)生的附加值少，不具備與進(jìn)口系統(tǒng)進(jìn)行全面抗衡的能力，只在低端市場(chǎng)占有一席之地，還不能為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)起到支撐的作用，與國(guó)外相比，還有較大的差距。其存在的主要問題有以下幾方面：

(一)技術(shù)創(chuàng)新成分低、消化吸收能力不足。就目前而言，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究主要還是依照國(guó)外開發(fā)的一些模式按部就班地進(jìn)行。國(guó)外數(shù)控市場(chǎng)老是跟在別人后面走，按國(guó)外已有的模式來開發(fā)我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)品，真正創(chuàng)新的成分不多，對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴度較高，對(duì)所引進(jìn)技術(shù)的消化依舊停留在掌握已有技術(shù)和提高國(guó)產(chǎn)化率上，沒有完全上升到形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高度。

(二)技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境不完善。1，我國(guó)尚未形成有利于企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的動(dòng)力來源于對(duì)經(jīng)濟(jì)利益的追求和外部市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，其技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)；2，企業(yè)還沒有建立良好的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制，絕大部分企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新組織仍處于一種分散狀態(tài)，很難取得高水平的科研成果。

(三)產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性不高。國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時(shí)間，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)卻花很多時(shí)間在故障時(shí)間上。這使得可靠性、穩(wěn)定性上就與國(guó)外技術(shù)相差很大，必然影響產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。

(四)網(wǎng)絡(luò)化程度不夠我國(guó)數(shù)控技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化程度不夠。目前主要用于程序傳送，采用紙帶閱讀器、串口通訊技術(shù)，其集成化、近程故障排除、網(wǎng)絡(luò)化水平有限。

二、我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，我國(guó)投入大量資金，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是重中之重。

(一)性能發(fā)展方向

1高速高精高效化。速度、精度和效是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采了高速CPU芯片、RISc芯片、多cPu控系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效已大大提高。

2柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求。

3工藝復(fù)合性和多軸化。以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的一種復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。

4實(shí)時(shí)智能化。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。

(二)功能發(fā)展方向

1，用戶界面圖形化。2，科學(xué)計(jì)算可視化。3，多媒體技術(shù)應(yīng)用。

(三)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

1集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、E-PLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。

2模塊化。硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

3網(wǎng)絡(luò)化。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。

4通用型開放式閉環(huán)控制模式。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。

5智能化。新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD／CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。

三、我國(guó)對(duì)數(shù)控人才的培養(yǎng)

自20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，給機(jī)電行業(yè)帶來了革命性的變化。如今，數(shù)控設(shè)備已大量進(jìn)入制造業(yè)，數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)。制造設(shè)備的大規(guī)模數(shù)控化，使企業(yè)急需一大批數(shù)控編程、數(shù)控設(shè)備操作以及維修人員。

(一)藍(lán)領(lǐng)層。藍(lán)領(lǐng)層是指在生產(chǎn)崗位上承擔(dān)數(shù)控機(jī)床的具體操作及日常簡(jiǎn)單維護(hù)工作的技術(shù)工人，在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中占絕大多數(shù)，這類數(shù)控人才企業(yè)需求量較大。藍(lán)領(lǐng)層人才所需的知識(shí)與能力結(jié)構(gòu)為：掌握數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和機(jī)械加工與數(shù)控加工的基本工藝知識(shí)；具備數(shù)控機(jī)床的操作、日常維護(hù)和手工編程的能力；掌握數(shù)控加工的自動(dòng)編程方法。

(二)灰領(lǐng)層?；翌I(lǐng)層是指在生產(chǎn)崗位上承擔(dān)數(shù)控編程的工藝人員和數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員，這兩類人員的需求比例基本相同，在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中總共占25％左右?；翌I(lǐng)層人才所需的知識(shí)與能力結(jié)構(gòu)為：

1，數(shù)控編程工藝員。要掌握數(shù)控加工工藝專業(yè)知識(shí)和一定的模具制造基礎(chǔ)知識(shí)，具備數(shù)控機(jī)床的操作、日常維護(hù)和手工編程的能力，能運(yùn)用至少一種CAD／CAM軟件進(jìn)行三維造型和自動(dòng)編程。

2，數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員。要掌握數(shù)控機(jī)床的工作原理和結(jié)構(gòu)知識(shí)，掌握主要數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、接口技術(shù)、PLC、參數(shù)設(shè)置和機(jī)電聯(lián)調(diào)知識(shí)，具備數(shù)控機(jī)床的操作、手工編程、數(shù)控機(jī)床調(diào)試和維護(hù)維修能力。

(三)金領(lǐng)層。金領(lǐng)層要具備并精通數(shù)控機(jī)床操作、數(shù)控工藝編程和數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修所需要的綜合知識(shí)，并在實(shí)際工作中積累了大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)面很廣；精通數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)控系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)，掌握數(shù)控機(jī)床的機(jī)電聯(lián)調(diào)；能自行完成數(shù)控系統(tǒng)的選型，數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試、維修和精度優(yōu)化；能獨(dú)立完成機(jī)床的數(shù)控化改造。