數控技術和裝備發展前景

摘要：文章論述了國內外數控技術和裝備的差別，結合國內現狀和數控技術在我國的發展情況，講述數控技術和裝備在我們國家的新的發展趨勢和前景。

關鍵詞：核心技術；數字化；智能化；營銷和管理；發展發向和途徑

一、前言

數控技術和數控裝備是現代化制造業的基礎。這個基礎直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力，也關系到整個國家的戰略地位。在我國，數控技術及其裝備的發展近年來雖然也得到了高度的重視，取得了相當大的進步，但在數控技術研究及發展方面仍然存在不少問題，尤其是在技術創新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況較為突出。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的使能技術和最基本的裝備。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\"數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，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。

二、 數控技術的發展趨勢

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。

1． 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一. 在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料\"掏空\"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

2. 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。

3. 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。

網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。

三． 對我國數控技術及其產業發展的基本估計

數控技術 是一種集機、電、液、光、計算機、自動控制技術為一體的知識密集型技術，它是制造業實現現代化、柔性化、集成化生產的基礎，同時也是提高產品質量，提高生產率必不可少的物質手段。在發達國家中，數控機床已經普遍大量使用，而我國數控技術的應用同發達國家相比差距很大，目前我國機床的數控化率僅為1.9％，而日本高達30％，美國超過了40％，國家規劃在2010年前，使數控化率達10％以上。

我國數控技術起步于1958年，近50年的發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的\"六五\"、\"七五\"期間以及\"八五\"的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的\"八五\"的后期和\"九五\"期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在\"九五\"末期，國產數控機床的國內市場占有率達50％，配國產數控系統（普及型）也達到了10％。

四． 發展策略

制定符合中國國情的總體發展戰略方針，確立與國際接軌的發展道路，對新世紀我國數控技術及產業的發展至關重要。通過對數控技術和產業發展趨勢的分析和對我國數控領域存在問題的研究，我們認為以科技創新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術支持和服務為后盾，堅持可持續發展道路將是一種符合我國國情的發展數控技術和產業的總體戰略。衷心希望國家科技界、產業界和教育界通力合作，把握好知識經濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球知識爆炸化帶來的嚴峻挑戰，為使我國數控技術及產業走在世界的前列，國民經濟持續發展而共同努力奮斗。

五、結語

數控技術和數控裝備是現代化制造業的基礎。這個基礎直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力，也關系到整個國家的戰略地位。我國數控技術的應用同發達國家相比差距很大，目前我國機床的數控化率僅為1.9％，而日本高達30％，美國超過了40％。因此制定符合中國國情的總體發展戰略方針，確立與國際接軌的發展道路，對新世紀我國數控技術及產業的發展至關重要。

（作者單位:浙江理工大學機控學院機械制造及其自動化專業)