數控技術的現狀及發展趨勢

李襲桐+薛迪

摘 要：數控技術主要是通過計算機以及數字化技術實現機床運轉，達到加工的智能化以及自動化的目的。這種技術本身是一種集多種功能于一體的高新技術，具備高精度、柔性自動化等優勢。該技術主要應用于數控機床領域中，能夠加工出復雜的、精密的零件。因此，數控技術被視為先進制造技術的研發基礎，文章就當前數控技術的發展現狀以及其未來的發展趨勢進行綜合性分析。

關鍵詞：數控技術；現狀；發展趨勢

1 數控技術的基本發展現狀分析

上世紀80年代，我國數控機床制造業處于高速發展階段，實現了產品從傳統生產向數控化的轉型。但是從數控技術的整體發展狀況來看，技術水平還相對較低，生產的產品質量不佳。上世紀90年代，數控機床的生產經歷了最蕭條的時期，生產能力降至50%。1995年，國家擴大內需，機床市場得以啟動，數控系統以及數控設備獲得了較大的投資，一定程度上促進了數控設備的生產。1999年以后，數控設備市場的發展呈現出繁榮的景象，但是也存在一些問題，主要表現為產品的技術水平較低，在激烈的市場競爭中難以立足；其次，產品的聯網技術沒有完全推廣使用，沒有較強的自行開發能力，與高技術水平的產品相比，數控設備的生產主要依靠引進圖紙等方式進行產品的組裝。隨著近年來的發展，雖然縮小了我國同其他國家在數控機床領域發展的差距，但是我國數控機床的利用率低和開動率低等各種問題依舊存在。

2 數控技術在發展的過程中存在的問題分析

2.1 數控技術的發展缺乏創新

我國的數控技術在發展的過程中很大程度上依賴于國外的數控技術，大部分內容缺少創新，在很多方面只是一味的模仿甚至是改進國外的技術，應用中出現問題時，無法自行解決，必須邀請專家進行解決，這一缺陷在很大程度上限制了我國數控技術的發展。從總體上來看，我國的數控技術沒有形成整體的創新能力。目前我國在數控技術領域的發展主要是將引進國外的先進技術作為一條捷徑，但是如果不對國外的先進技術進行研究，無法從根本上提升我國的數控技術水平。只有對國外的數控技術進行全面詳細的研究，并且將其轉變為自己的研究知識進行補充，才可以改善我國當前數控技術方面存在的問題，提高技術含量，改變數控設備的穩定性。

2.2 沒有完善的技術創新環境

事物的發展必然和環境有一定的關聯，技術的創新自然也難以離開具體的環境。目前我國還沒有形成具體的技術創新環境。造成這一問題的主要原因在于我國的經濟發展中缺乏完善的市場機制，同時市場經濟發展中還存在深層次的矛盾，企業在發展的過程中沒有健全的法制，企業之間存在不平等的競爭等一系列問題。除此之外，與我國數控技術行業相關的企業面臨著來自同行業的競爭和壓力，很多企業為了在激烈的市場競爭中生存下去，只能選擇犧牲自身的技術創新機制，導致企業的技術創新在很長一段時間內處于停滯的狀態，也難以獲得更好的技術成果。

2.3 數控系統穩定性有待提升

一般情況下，數控技術的可靠性的衡量都會選擇無故障時間來衡量。就國外的技術無故障時間來看，平均時間超過了10000小時以上，而國內的數控技術一般在6000小時左右，相對比而言，我國的數控技術在可靠性上還有待提升。不僅如此，機床的數控化率低也是我國數控技術發展中存在的重要問題。我國目前是世界上國有機床量最多的國家，但是機床的數控化率僅僅占據1.9%，與國外的國家之間相比還存在較大的差距，國外的機床數控化率基本達到了20%。由此可見，機床的數控化率已經成為我國現階段數控技術發展中存在的重要問題。

3 數控技術的未來發展趨勢分析

3.1 向著高性能化的方向發展

精度、效率和速度是機械制造行業的關鍵性能指標。未來的數控技術將會采用高速的CPU芯片以及RISC芯片，選擇多CPU控制系統，元件采用高分辨率絕對是檢測元件，從而構成整個數字伺服系統，此外，還將采取有效的措施改善機床的動態和靜態特性，這樣一來，就能夠實現機床的高速、高精度以及高效化的發展，更好的滿足不同客戶對機床使用的需求。數控系統中的群控制系統也會向著柔性化的方向發展，能夠根據不同生產流程的需求，實現物料流和信息流的調整，促進群控制系統性能的最大化發揮，以減少加工工序，使整個數控技術朝著多軸、多系列的控制功能方向發展。不僅如此，工藝復合化也是數控技術的性能轉化結果。將同一工件在一臺機床上一次裝夾之后，可以通過自動換刀以及更換旋轉軸等方式，完成多次工序的復合加工。早期的實時系統，對環境要求不高，能夠在較短的時間內完成規定的任務。隨著科學技術的發展，實現了人工系統和實時系統的有機結合，使得整個系統向著更加智能化的方向發展。

3.2 向著多功能化的方向發展

數控系統和使用者之間的對話接口往往是用戶界面，用戶不同時對界面的要求也會有所不同，因此，用戶界面的開發需要較大的工作量。科學技術發展的今天，出現了圖形用戶界面，對非專業用戶提供了更大的便捷性，通過菜單或者是窗口等操作，就可以實現藍圖編輯和快速編程的工作，同時還可以實現視圖的模擬以及局部顯示比例的縮放功能。數控計算可視化的實現還能夠對數據進行高效處理，拓展了信息交流和表達的方式，通過圖形或者是圖像等可視信息就能夠實現信息的傳達。可視化技術和虛擬環境技術的結合，使得數控系統的應用領域得到了擴展，一定程度上可以縮短產品的生產周期，降低產品的生產成本。數控技術的發展中也應用了多媒體技術，集計算機、聲像以及通信技術于一體，使計算機具備綜合處理聲音、圖像和文字等多種能力，多媒體技術還可以做到信息處理的綜合化以及智能化，實時監控生產現場的設備狀況，對于生產過程中參數的監測也具有很大的意義。

3.3 體系結構向一體化的方向發展

數控技術在未來的發展中，可以引進先進的互連技術，同時融合半導體和表面安裝技術，利用高集成電路以減少互連的長度，降低產品的價格，改進產品的性能，最終提升系統的可靠性。硬件結構體系會向著模塊化的方向發展，通過系統的模塊化最終實現數控系統的集成化和標準化，根據功能的不同，將基本模塊和通訊模塊連接在一起，形成標準化、系列化的產品，通過增減模塊數量，最終構成不同檔次的數控系統。數控機床同互聯網的連接可以實現遠程控制和無人操作，機床聯網的情況下，任何一臺機床都可以進行編程和參數設定，并且可以將不同機床的畫面顯示在同一臺機床上，最終實現加工目標的優化。

4 結束語

隨著科學技術的發展，我國數控技術必須改變傳統的發展方向，實現技術創新，以科技創新為先導，以商品化為主干，將管理和營銷作為數控技術發展的重點，統一附加售后服務的支撐，在可持續發展的思想基礎上，堅持走發展新型數控系統的道路，以此提升我國制造行業的技術水平，改變我國的技術發展現狀，縮小同國外技術發展之間的差距，促進我國數控領域的現代化步伐。

參考文獻

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