数控技术现状与发展趋势

李国巍，王　盼，孙凯旋，张志国，朱　浩

数控技术现状与发展趋势

李国巍，王盼，孙凯旋，张志国，朱浩

（黑龙江省科学院大庆分院，黑龙江 大庆 163319）

随着数控技术应用领域逐渐广阔，世界各国均在大力发展围绕着数控技术展开的先进制造技术。本文简要介绍了数控技术的发展历程，数控技术的国内发展现状和数控技术的发展趋势。

数控技术；发展历程；现状；发展趋势

数控机床是数字控制机床的简称，它的控制系统能够逻辑化处理编码及指令程序，并将其译码，指示机床加工所需零件。数控机床通常由四个系统组合而成，分别是：a.控制系统。b.伺服系统。c.检测系统。d.机械系统。目前，随着数控技术的发展，其应用领域越来越广泛，世界各国都在大力发展围绕数控技术展开的先进制造技术。

1　数控技术的发展历程

1948年，美国空军委托帕森斯公司研制用来加工飞机螺旋桨叶片轮廓样板的设备。但此样板的形状复杂且精度要求很高，普通加工设备无法实现操作，于是计算机控制机床的设想因此形成。帕森斯公司与美国麻省理工学院在1949年开始数控机床研究，第一台三坐标数控铣床于1952年试制成功，当时采用了电子管原件数控装置。1957年的投入使用标志着数控加工时代正式开始。

1959年，数控装置开始采用晶体管电路为主的硬件数控系统，这种数控机床更加灵敏，能够自动换刀，大家称之为加工中心。自此，数控装置开始迈入了第二代。

1965年，出现了体积小，功率消耗又少，而且可靠性又有所提高的第三代集成电路数控装置，价格的不断下降促进了不同品种的数控机床和其产量的发展。前三代是数控技术发展的第一阶段，主要由硬件联结构成，因此也称为硬件数控阶段。

1970年，先后出现了DNC系统和CNC系统，开始了由小型计算机领导的第四代。

1974年，研制出了微型计算机控制的数控系统（简称MNC），其使用了微处理器以及半导体存贮器，开始了微型计算机带领的第五代。

1990年，开始了采用工控PC机的通用CNC系统的第六代，此最新第六代系统是以PC机作为控制系统的硬件组成部分，并且还在PC机上面安装NC软件系统。最新一代的系统方便进行维护，将网络化制造付诸实践［1］。后三代是数控技术发展的第二阶段，主要由软件完成，因此也称为软件数控阶段。

2　我国数控技术的发展现状

从20世纪50年代末期起步后，在经历了各个阶段的发展后，我国对数控技术完成了基本掌握，在此基础上建立起了基地用来数控开发和生产，培养人才。在这些条件都具备的情况下初步形成我们自己的数控产业［2］。

近年来，随着我国经济的飞速发展，设备需求变得越来越高，这就给国内机械制造业带来了高技术要求，在提高生产效率方面，数控技术成为关键性部分。虽然我国现已拥有100多家数控机床生产厂家，生产产品也有多达几千种，但在全球机床中的比例却依然很低，还不到5%［3］。相比于发达国家，我国数控技术存在着许多不足，主要表现于以下几点。

第一，照搬照抄，创新度低。我国的数控技术依然在模仿国外的数控市场，对于已有的国外产品照搬照抄，别人做什么我们就做什么，过度依赖国外技术，没什么创新的成分。技术引进这条加速我国数控技术发展的道路我们也没有正确的应用，我们并没有对它进行充分的、彻底的消化吸收，而是仅仅停留在掌握现有技术及提高国产化率上。这样下去我们对国外数控技术的依赖性会越来越强，根本无法摆脱。

第二，不完善的技术创新环境。国内数控技术企业的技术创新意识薄弱。并不强烈的对经济利益的追求和未怎么感受到的外部市场竞争压力，使得企业并没有多少技术创新的动力，无法形成有利于我国企业技术创新的竞争环境。一种良好的技术创新机制也是一个优秀企业必不可少的，可我国绝大多数的企业技术创新组织并没有建立起这种机制，整体看来还是一盘散沙。若要取得高水平的科研成果，目前看来还是无法达到的。

第三，产品可靠性不高。平均无故障时间（MTBF）一般用来确定产品的可靠性。国外数控系统的MTBF都在10 000h以上，而国产数控系统的MTBF仅是国外数控系统的30%~60%，这会极大影响产品在市场中的占有率。

除此之外，我国还存在着网络化程度低以及体系结构比较闭塞等问题，这都导致我国数控技术与国际差距较大。我们应想办法与国际接轨，缩小这种差距。

3　数控技术的发展趋势

3.1愈加广泛的应用领域

数控技术未来的发展目标一定是智能化和精细化。数控技术水平在机械自动化领域里缓慢发展，是为了适应并且满足生产领域的各项要求。其中汽车制造和航空航天就归属于技术集中型的机械制造行业，如果数控技术能够对这些行业进行有效控制，就可以从根本上提升一个国家的综合实力，从而使生产更加精确和规范化。

3.2即将快速发展的五轴联动加工和复合加工机床

五轴联动，能够最大限度地保证零件的光洁度，同时也使效率得到极大的提高。据调查显示，两台三轴联动机床的效率仍远远不及一台五轴联动机床，尤其是在处理硬材料时。目前，市场还没有广泛采用五轴联动，是受到了价格和实用技术难度的限制。但随着电主轴的出现，简化了轴头结构，降低了制造过程中所需的成本和打造难度，使数控系统间的差价日益缩小，这就会大力推动五轴联动机床和复合加工机床的快速发展，带动一系列经济效益。

3.3大势所趋的智能化网络平台

在这个智能的时代，具有智能系统的数控装备才能自由应对日益精准的机械自动化现状。智能化的目的是提高加工的效率和质量，既开放又智能的数控系统能够将用户的特殊需求与技术的核心部分一起集中到数控系统中，这样就能既便捷又高效地实现不同级别和种类的开放式数控系统，打造出的品牌产品也极具鲜明个性。

4　结语

数控技术已经成为目前先进的制造技术，有了这个坚实基础，制造业才能实现自动化、网络化、集成化。它的整体水平甚至能够代表一个国家所处的工业现代化水平及综合国力的强弱。它关系着国计民生的各个方面，价值无处不在，这是行业同时也是国家发展的大势所趋。

［1］ 宋春华.装备制造技术［J］.装备制造技术，2011，（03）：114-117.

［2］ 吴义荣，林雨.我国数控技术与产业的现状、发展趋势及对策［J］.CMET锻压装备与制造技术，2005，（02）：22-25.

［3］ 闫梅.我国数控技术产业的现状及发展趋势［J］.机床电器，2006，（06）：5-8.

Current situation and trend of developm ent of num erical control technology

LIGuo-wei,WANGPan,SUN Kai-xuan,ZHANG Zhi-guo,ZHUHao
(Daqing Branch ofHeilongjiang Academy of Sciences,Daqing163319,China)

With the application domain of numerical control technology gradually broad,countries around the world are developingaround the NC technology ofadvancedmanufacturing technology.Thispaperbriefly introduced the development course ofnumerical control technology,the developmentpresentsituation ofnumerical control technology athome and the development trend ofnumerical control technology.

Numericalcontrol technology;Developmentcourse;Presentsituation;Development trend

TH164

A

1674-8646（2016）04-0014-02

2016-02-01