初少剛

摘 要：數(shù)控技術(shù)是采用數(shù)字控制的方法對某一個工作過程進(jìn)行控制的一種當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械制造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢和發(fā)展前景來看，數(shù)控系統(tǒng)正向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 機(jī)械加工 發(fā)展前景

中圖分類號：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0088-01

1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 數(shù)控技術(shù)的特點

由于輸入數(shù)據(jù)的存儲、處理等功能均可由編輯的軟件來完成，現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)大大增強(qiáng)了機(jī)械制造的靈活性，提高了設(shè)備的工作效率。[1]數(shù)控加工技術(shù)能夠高質(zhì)量的完成一般機(jī)床難以完成的復(fù)雜零件盒曲面形狀的加工；能夠方便的改變加工工藝參數(shù)，因而利于換批加工和新產(chǎn)品的研制；可實現(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序加工，從而確保高質(zhì)量的加工精度，同時又減少了輔助時間；采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)工具，既減少了換刀和安裝時間又提高了工具標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度和工具的管理水平；便于實現(xiàn)計算機(jī)輔助制造。

1.2 我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過了4個5年計劃后我國基本奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已經(jīng)具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已經(jīng)商品化產(chǎn)業(yè)化，初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地，建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。

但是我國的數(shù)控技術(shù)還存在很多不足。在技術(shù)水平上與國外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大；產(chǎn)業(yè)化水平上市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力低，外觀質(zhì)量相對差；可靠性能不高，商品化程度不足，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足；數(shù)控技術(shù)的研發(fā)工程能力較弱，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。

因此，對于今后我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，我們一定要做戰(zhàn)略考慮，從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

2.1 數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中主要用于機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上或者運用于復(fù)雜惡劣的勞動環(huán)境。在實際操作中動力部分會向執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在驅(qū)動元件的作用下完成規(guī)定操作，而控制單元有計算機(jī)系統(tǒng)組成，在完成操作的同時同步檢測執(zhí)行動作，一旦出現(xiàn)錯誤或發(fā)生故障傳感系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)會反饋到控制單元，發(fā)出報警和相應(yīng)的保護(hù)動作。數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有助于改善勞動條件，保證人員安全，能夠節(jié)省勞動力同時又能提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。

2.2 數(shù)控技術(shù)在煤礦工業(yè)中的應(yīng)用

現(xiàn)代采煤機(jī)各種機(jī)殼的毛坯制造采用焊件的越來越多傳統(tǒng)機(jī)械加工又難以實現(xiàn)單件的下料問題。用數(shù)控切割代替過去的仿型法數(shù)控技術(shù)可以對構(gòu)件的實際輪廓進(jìn)行程序控制，能夠優(yōu)化套料的選用方案。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在煤礦機(jī)飯中可以使采煤機(jī)切割速度快，提高了采煤速度而且質(zhì)量可靠，又能避免人工開采的危險性。

2.3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)車工業(yè)中的應(yīng)用

我國的汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，而汽車零部件的加工技術(shù)也在快速發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用更加快了復(fù)雜零部件快速制造的實現(xiàn)過程。數(shù)控加工技術(shù)中的快速成型制造技術(shù)在復(fù)雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實現(xiàn)。在汽車制造工業(yè)中，數(shù)控技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)、集成制造技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在的汽車加工制造業(yè)已將離不開數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用了。

2.4 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)床設(shè)備上的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)備是機(jī)械制造中的最重要因素，具備控制能力的機(jī)床設(shè)備更是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分。數(shù)控技術(shù)在機(jī)場設(shè)備上的應(yīng)用就是把計算機(jī)控制裝置運用到機(jī)床上，用計算機(jī)技術(shù)對機(jī)床的加工實時控制，這就是數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是將加工過程中所需要的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字代碼表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用或通用計算機(jī)，計算機(jī)對輸入的信息進(jìn)行處理運算，發(fā)出指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，加工出所需零件。

3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 高速度高精度加工技術(shù)趨勢

高效率和高質(zhì)量是現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵。速度和精度是數(shù)控系統(tǒng)的2個重要技術(shù)指標(biāo)，它直接關(guān)系到技工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，高速、高精度加工技術(shù)可以極大地提高現(xiàn)代制造業(yè)的效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭力。[2]

3.2 柔性化

柔性化包含兩個方面，一方面是數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶要求。另一方面是群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求使物料流和信息流自動進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度的發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。

3.3 開放化

數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，因為傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)是一種專用封閉性數(shù)控系統(tǒng)存在兼容性差、技術(shù)升級困難的弊端。開放化數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，通過改變、增加或裁剪結(jié)構(gòu)對象形成系列化，面向機(jī)床廠家和最終用戶。

3.4 多軸化

一機(jī)多能的數(shù)控系統(tǒng)可以最大限度的提高設(shè)備利用率，數(shù)控系統(tǒng)正向多軸多系統(tǒng)系列控制功能發(fā)展。多軸聯(lián)動機(jī)工，零件在一臺數(shù)控機(jī)床上一次裝夾后，可進(jìn)行自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭、旋轉(zhuǎn)工作臺等操作，完成多工序、多表面的復(fù)合加工，不僅光潔度高而且效率也大幅度提高。

3.5 集成化

數(shù)控技術(shù)的集成化主要有及噶方面。使用更新的IC器件，NC系統(tǒng)進(jìn)行高密度立體安裝，以減少占有空間和提高可靠性；使用光纜傳遞信號，減少銅纜；采用無覽連接，進(jìn)一步減小NC系統(tǒng)內(nèi)連接電纜數(shù)目。

3.6 智能化、網(wǎng)絡(luò)化

在數(shù)控技術(shù)上實時智能化正沿著自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等方面發(fā)展。而數(shù)控裝備網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式的基礎(chǔ)單元。

4 結(jié)語

數(shù)控技術(shù)是一門集計算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)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)。數(shù)控技術(shù)正在由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全封閉環(huán)模式發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用前景將更加廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主編.2008-2009儀器科學(xué)與技術(shù)科學(xué)發(fā)展報告[M].中國科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

[2]王韌，孫松林，宋麗娜.我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢分析[J].裝備制造技術(shù)，2009（5）.