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[摘 要]：简要介绍了当今世界数控技术发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术的几点看法。

[关 键词]：数控技术;发展趋势;战略思考;发展策略

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动 控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本 性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上，综合 了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断 和智能化故障处理;在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封 闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过 CAD/CAM及自动编程系统进行编制。 CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工 件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制 环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限 制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。

1.智能化、开放式、网络化成为当 代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工 质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载 自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断 及维修等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改 变、增加或剪裁结构对象(数控功能)，形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系 统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当 前研究的核心。

2.高速、高精加工技术发展的新趋势

高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于 采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施， 机床的高速高精高效化已大大提高。最大限度地发挥群控系统的效能。目前，我国的上海通用汽车公司，已经采用以告诉加工中心组成的生产线部分替代组合机床。 美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大60 m/min，快速100 m/min，加速度为2g，主轴转速高达60000r/min，加工一薄壁飞机零件只需要30min，而同样的零件在一般高速铣床上加工需要3h，在普通 铣床上加工需要8h。

在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10um提高到了5 um，精密级加工中心已从3~5 um提高到了1~1.5 um，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01 um)。

在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达 6000h以上，伺服系统的MTBF值已达到30000h以上，表现出了非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如：直线电机、电主 轴得到了快速发展，应用领域进一步扩大。

3.数控系统向开放式体系结构发展

20世纪90年代以来，由于计算机技术的飞速 发展，推动数控技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软、硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控 系统有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、网络化。近几年许多国家纷纷研究开发这种系统，如美国科学制造中心(NCMS) 与空军共同领导的”下一代工作站/机床控制器体系结构”NGC，欧共体的”自动化系统中开放式体系结构” OSACA，日本的OSEC计划等。开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。开放式体系结构的新一代 数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，数控系统制造商和用户可以根据这些开放的资源进行的系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控 系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。同时，这种数控系统可随CPU升级而升级，而结构可以保持不 变。

4.对我国数控技术和产业化发展的战略思考

我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要 掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步”空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格 局中的国际”加工中心”和”组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。我们应站在国家安全战略的高度来 重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社 会的稳定。

参考文献：

[1] 周德俭，使用PC的开放式计算机数控系统–CNC的发展方向，机电一体化，1997

[2] 黄金秋，基于开放式结构的高性能数控系统的研制，制造技术与机床，1998

[3] 梁训、王宣 、周延佑，机床技术发展的新动向[J]，世界制造技术与装备市场，2001

[4] 中国机床工具工业协会，数控系统分会，CIMT2001巡礼[J]，世界制造技术与装备市场，2001

http://www.ttzyw.com/Department/pc/jx/200806/36460.html

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