數(shù)控技術的進展及我國數(shù)控技術發(fā)展現(xiàn)狀

唐樹群

（遼陽技師學院，遼寧 遼陽 111000）

在人類的發(fā)展歷史上，數(shù)控技術對于人類社會的進步，有著重要的數(shù)據(jù)支持作用，在世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟建設以及人民的生活范圍內(nèi)，數(shù)控技術已經(jīng)滲透到各個方面，在未來的社會中，數(shù)控技術對于社會的發(fā)展，也有著非常重要的推進作用。就我國的社會建設發(fā)展分析，數(shù)控技術的發(fā)展，極大的推進了機械加工行業(yè)的發(fā)展，同時取得了良好的經(jīng)濟效益，從批量生產(chǎn)的發(fā)展形勢，逐漸轉(zhuǎn)向與高精技術的發(fā)展形勢。

數(shù)控技術是近年來提出的一個計算機數(shù)字化程序管理生產(chǎn)的概念，其最早的雛形源自于計算機的問世，其目的是為了利用電腦的高度計算能力以及精確計算能力來代替人類進行大范圍大量的數(shù)據(jù)計算，并且協(xié)助生產(chǎn)行業(yè)提升生產(chǎn)效率節(jié)約人力，在近些年電子計算機技術的不斷進化使數(shù)字化程序的發(fā)展方向越發(fā)全面，并且在現(xiàn)代化概念下普及到絕大部分批量精確的生產(chǎn)中去，其中最為出色的就是機械制造以及生產(chǎn)加工行業(yè)。

數(shù)控技術就是以數(shù)字量編程實現(xiàn)控制機械或其他設備自動工作的技術，由早期的NC（硬件數(shù)控）發(fā)展到現(xiàn)在使用較廣發(fā)的CNC（硬件+軟件數(shù)控）。隨著市場競爭日趨激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，大批量產(chǎn)品越來越少，小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的比重越來越大，迫切需要一種精度高、柔性好加工設備來滿足這些需求，電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展則為NC機床的進步提供了堅實的技術基礎，數(shù)控技術正是在這種背景下誕生和發(fā)展起來的。它的產(chǎn)生給自動化技術帶來了新的概念，推動了加工自動化技術的發(fā)展。

1940年，美國的密執(zhí)安（即現(xiàn)在的密歇根州）飛機制造公司為了加工飛機葉片輪廓框架，設計了加工軌跡和進行了數(shù)據(jù)處理，由此產(chǎn)生了早期的數(shù)控思想。1952年，Parsons公司和M.I.T（麻省理工學院）合作研制了世界上第一臺三座標數(shù)控機床，它的電子元器件是電子管，體積龐大，硬接線電路，這臺數(shù)控機床的研制具有劃時代的歷史意義，因為它采用了先進的數(shù)字控制技術，綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密測量、新型機械結(jié)構等多方面的技術成果，是一種新型的機床，開辟了工業(yè)生產(chǎn)技術的新紀元。1955年，第一臺工業(yè)用數(shù)控機床由美國Bendix公司生產(chǎn)出來，在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機床。從1952年至今，NC機床按NC系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了五代，第一代：1955年NC系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大；第二代：1959年NC系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板，跨入了第二代（晶體管）；第三代：1965年NC系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路作為硬件，其特點是體積小，功耗低，可靠性進一步提高。以上三代NC系統(tǒng)，由于其數(shù)控功能均由硬件實現(xiàn)，故歷史上又稱其為“硬線NC”；第四代：1970年NC系統(tǒng)采用小型計算機取代專用計算機，其部分功能由軟件實現(xiàn)，它具有價格低，可靠性高和功能多等特點；第五代：1974年NC系統(tǒng)以微處理器為核心，不僅價格進一步降低，體積進一步縮小，使實現(xiàn)真正意義上的機電一體化成為可能。人們習慣上將第四代、第五代統(tǒng)稱為CNC——軟件數(shù)控。

進入20世紀90年代以來，隨著國際上計算機技術突飛猛進的發(fā)展，數(shù)控技術不斷采用計算機、控制理論等領域的最新技術成就，使其朝著運行高速化、加工高精化、功能復合化、控制智能化、體系開放化和交互網(wǎng)絡化方向發(fā)展，最近30年，CNC性能和功能不斷發(fā)展，CNC機床向綜合自動化方向發(fā)展。所以機床數(shù)控技術，被認為是現(xiàn)代機械自動化的基礎技術。

在一些高度精密的行業(yè)內(nèi)數(shù)控技術的應用更廣泛，比如航空航天這一領域內(nèi)幾乎完全是由電子計算機進行數(shù)據(jù)分析再有人工分析綜合多方面因素考慮后在進行機械加工生產(chǎn)的，數(shù)控機械機床的優(yōu)越性能在這方面就有最明顯的體現(xiàn)，重量、尺寸的高度精確要求需要電子計算機反復核對后再進行生產(chǎn)，否則就會造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)不再是農(nóng)耕時代簡單的操作，而是利用農(nóng)業(yè)數(shù)控化器械操作達到生產(chǎn)目了，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中機械的應用取代了傳統(tǒng)的耕種方式，并且以效率生產(chǎn)著稱。數(shù)控化技術的應用方面還有很多，包括畜牧業(yè)、化學、生物學、物理學等多方面，總之需要量產(chǎn)并且需要注重精確度的機械生產(chǎn)技工走向數(shù)控技術時代是不可避免的，因為數(shù)控技術的優(yōu)越性本身就是針對于這些要求而誕生的，生產(chǎn)將由電子計算機數(shù)字化程序配合機械來進行，人們生產(chǎn)的效率也會越來越高。

近年來隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使世界一些主要機床廠商引起他們的重視，在2000年，最大的日本機床制造商“馬扎克”在中國銀川建立了數(shù)控機床合資廠，制造水平相當先進，號稱“智能化、網(wǎng)絡化”工廠并且與世界同步。日本大隈公司在北京也建立了年產(chǎn)1 000臺數(shù)控機床控股公司，德國的一家企業(yè)也在我國上海建立工廠。步入21世紀的今天，隨著行業(yè)規(guī)模不斷壯大，國產(chǎn)高檔數(shù)控機床明顯進步，國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)取得重大突破，這些都充分說明，中國數(shù)控機床整體水平全面提升。在數(shù)量不斷上升的同時，數(shù)控機床質(zhì)量在追趕世界的進程中也在飛速發(fā)展。同時，作為數(shù)控機床核心技術國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也在這樣的變化中取得了重大突破與進步。

在我國數(shù)控化生產(chǎn)的現(xiàn)代生產(chǎn)線上還存在一些問題使我國生產(chǎn)的數(shù)控化機床無法與德國韓國等國家生產(chǎn)的機床相比，簡單的來說在中國大型的機床已經(jīng)在全世界占據(jù)一定的地位，但是從機床的使用壽命上就能看出我國生產(chǎn)的數(shù)控化機床還存在問題，并且在一些專業(yè)精確度要求極高的儀器生產(chǎn)機床是我國目前不能夠批量制造的，并且我國生產(chǎn)機床占地比較大，外觀并不是十分令人滿意，因此國家撥款在這些方面持續(xù)改進，預計在近十年趕超西方發(fā)達國家的數(shù)控機床生產(chǎn)技術。還需要在軟件開發(fā)商做足功夫，設計出符合不同行業(yè)特點的數(shù)控軟件，針對于不同行業(yè)的特點創(chuàng)造出屬于中國的數(shù)控機場品牌，在今后的發(fā)展中逐漸趕超西方發(fā)達國家的數(shù)控技術。

就我國當前的數(shù)控技術分析，與其他國家的數(shù)控技術還有距離，只有清楚數(shù)控技術發(fā)展過程，以及我國的數(shù)控技術現(xiàn)狀，才能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控技術上的進一步發(fā)展，從而推動社會經(jīng)濟建設的快速發(fā)展。就數(shù)控技術的發(fā)展與人類發(fā)展歷史上來分析，數(shù)控技術對于人類社會的進步，有著重要的數(shù)據(jù)支持作用，在世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟建設以及人民的生活范圍內(nèi)，數(shù)控技術已經(jīng)滲透到各個方面，在未來的社會中，數(shù)控技術對于社會的發(fā)展，也有著非常重要的推進作用。就我國的社會建設發(fā)展分析，數(shù)控技術的發(fā)展，極大的推進了機械加工行業(yè)的發(fā)展，同時取得了良好的經(jīng)濟效益。通過對于技術上的研究，必然會形成在數(shù)控技術上在社會經(jīng)濟建設中的進一步發(fā)展。