數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

摘 要：數(shù)控技術(shù)（Numerical Contrl）是一種采用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各種控制信息進(jìn)行數(shù)字化運(yùn)算、處理，并通過(guò)高性能的驅(qū)動(dòng)單元對(duì)機(jī)械執(zhí)行構(gòu)件進(jìn)行自動(dòng)化控制的高新技術(shù)。本文對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展經(jīng)行了研究，并比較對(duì)比了國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)控未來(lái)的發(fā)展提出了建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；發(fā)展；國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)集傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和光、電技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)。它具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化和智能化起著舉足輕重的作用。數(shù)控技術(shù)是制造自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代制造裝備的靈魂核心，是國(guó)家工業(yè)和國(guó)防工業(yè)現(xiàn)代化的重要手段，關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位，體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平，其水平的高低和數(shù)控裝備擁有量的多少是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。

1.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展概述

1948年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)空軍委托，研制直升飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓檢驗(yàn)用樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機(jī)床的設(shè)想。1949年，該公司與美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）開(kāi)始共同研究，并于1952年試制成功第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件。1959年，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱(chēng)為加工中心（ MC Machining Center），使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代。60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng) DNC），又稱(chēng)群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng) CNC），使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。

1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（簡(jiǎn)稱(chēng) MNC），這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對(duì)話式自動(dòng)編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機(jī)床上；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，具有自動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測(cè)工件等功能。20世紀(jì)90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數(shù)控系統(tǒng)，即以PC機(jī)為控制系統(tǒng)的硬件部分，在PC機(jī)上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造。

2.國(guó)外數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的總體趨勢(shì)如下（1）新一代數(shù)控系統(tǒng)向OG化和開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；（2）驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；（3）增強(qiáng)通信功能，向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展；（4）數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。近年來(lái)美國(guó)、歐共體、日本等國(guó)紛紛采取措施，聯(lián)合各廠，甚至多國(guó)進(jìn)行合作，研究新一代的數(shù)控系統(tǒng)。從前述的資料看，世界的數(shù)控技術(shù)正處在向全PC開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控平臺(tái)時(shí)代轉(zhuǎn)折，這一轉(zhuǎn)折正是適應(yīng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展的必然結(jié)果。由于現(xiàn)代機(jī)械加工業(yè)逐步向柔性化、集成化、智能化方向發(fā)展，因此新代數(shù)控技術(shù)就必需強(qiáng)調(diào)具有開(kāi)放式、智能化的特征。近幾年來(lái)世界發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入大量的人力、財(cái)力組織優(yōu)勢(shì)力量進(jìn)行新一代開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)和具有智能型功能的數(shù)控技術(shù)開(kāi)發(fā)與研究，包括美國(guó)的NGC和OMAC計(jì)劃、歐共體的0SACA計(jì)劃、日本的OSEC計(jì)劃等。

3.我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于20世紀(jì)50 年代末期，經(jīng)歷，了初期的封閉式開(kāi)發(fā)階段，“六五”、“七五”期間的消化吸收、引進(jìn)技術(shù)階段，“ 八五” 期間建立國(guó)產(chǎn)化體系階段，“九五”期間產(chǎn)業(yè)化階段，現(xiàn)已基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，建立了數(shù)控開(kāi)發(fā)&生產(chǎn)基地%培養(yǎng)了一批數(shù)控專(zhuān)業(yè)人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造業(yè)中，普通機(jī)械正逐漸被高效率、高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)械所代替。目前國(guó)外機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率已達(dá)到85%以上，而我國(guó)的機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率不足20%，隨著我國(guó)機(jī)制行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，我國(guó)世界制造業(yè)加工中心地位形成，數(shù)控機(jī)床的使用、維修、維護(hù)人員在全國(guó)各工業(yè)城市都非常緊缺，在各種招聘會(huì)上，數(shù)控專(zhuān)業(yè)人才更是企業(yè)熱衷于標(biāo)注“急聘”、“高薪誠(chéng)聘”等字樣的少數(shù)職位之一，以致出現(xiàn)了“月薪6000元難聘數(shù)控技工”，“年薪16萬(wàn)元招不到數(shù)控技工”的現(xiàn)象。據(jù)報(bào)載，我國(guó)高級(jí)技工正面臨著“青黃不接”的嚴(yán)重局面，原有技工年齡已大，中年技工為數(shù)不多，青年技工尚未成熟。在制造業(yè)，能夠熟練操作現(xiàn)代化機(jī)床的人才已成稀缺， 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，我國(guó)技術(shù)工人中，高級(jí)技工占3.5%，中級(jí)工占35%，初級(jí)工占60%。而發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)工人中，高級(jí)工占35%、中級(jí)工占50%、初級(jí)工占15%。這表明，我們的高級(jí)技工在未來(lái)5—10年內(nèi)仍會(huì)有大量的人才缺口。另外開(kāi)放式&網(wǎng)絡(luò)化已成為當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。華中“ 世紀(jì)星”系列數(shù)控系統(tǒng)采用工業(yè)微機(jī)作為硬件平臺(tái)的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新技術(shù)路線，充分利用PC軟硬件的豐富資源，通過(guò)軟件技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的突破。通過(guò)工業(yè)PC的先進(jìn)技術(shù)和低成本保證數(shù)控系統(tǒng)的高性?xún)r(jià)比和可靠性，并充分利用通用微機(jī)已有軟硬件資源和分享計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的最新成果%如大容量存儲(chǔ)器、高分辨率彩色顯示器、多媒體信息交換、聯(lián)網(wǎng)通訊等技術(shù)，使數(shù)控系統(tǒng)可以伴隨PC技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，從而長(zhǎng)期保持技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。

4 總結(jié)

在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)。它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，因此大力發(fā)展以數(shù)控

技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。我國(guó)是制造大國(guó)，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們應(yīng)提高我們的數(shù)控技術(shù)，從而在新一輪的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中后來(lái)居上，保持領(lǐng)先。

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作者簡(jiǎn)介

尹燦輝（1992—），男，漢族，籍貫：湖南省湘潭縣，鄭州大學(xué)本科在讀，研究方向：機(jī)械工程及自動(dòng)化。