數(shù)控技術發(fā)展趨勢精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控技術發(fā)展趨勢范文

隨著計算機技術的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡化基礎上，cad/cam與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結構，cnc只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過cad/cam及自動編程系統(tǒng)進行編制。cad/cam和cnc之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中cnc只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正cad/cam中的設定量，因而影響cnc的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統(tǒng)cnc系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了cnc向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術實行變革勢在必行。

2　數(shù)控技術發(fā)展趨勢

2.1　性能發(fā)展方向

(1)高速高精高效化　速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化　包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。

(3)工藝復合性和多軸化　以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數(shù)控技術軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。

(4)實時智能化　早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規(guī)定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。科學技術發(fā)展到今天，實時系統(tǒng)和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現(xiàn)實的領域發(fā)展，而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發(fā)展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數(shù)控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發(fā)展：自適應控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設定和刀具自動管理及補償?shù)茸赃m應調節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。

2.2　功能發(fā)展方向

(1)用戶界面圖形化　用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前internet、虛擬現(xiàn)實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。

(2)科學計算可視化　科學計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g與虛擬環(huán)境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數(shù)控技術領域，可視化技術可用于cad/cam，如自動編程設計、參數(shù)自動設定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

(3)插補和補償方式多樣化　多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2d+2螺旋插補、nano插補、nurbs插補(非均勻有理b樣條插補)、樣條插補(a、b、c樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取?/p>

(4)內裝高性能plc　數(shù)控系統(tǒng)內裝高性能plc控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準plc用戶程序實例，用戶可在標準plc用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。

(5)多媒體技術應用　多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產現(xiàn)場設備的故障診斷、生產過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。

2.3　體系結構的發(fā)展

(1)集成化　采用高度集成化cpu、risc芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐穎pga、epld、cpld以及專用集成電路asic芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應用fpd平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和crt抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。

(2)模塊化　硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如cpu、存儲器、位置伺服、plc、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

(3)網(wǎng)絡化　機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

(4

)通用型開放式閉環(huán)控制模式　采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術、網(wǎng)絡技術、多媒體技術、cad/cam、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡化。

3　智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)

當前開發(fā)研究適應于復雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結構的、智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。

智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術、網(wǎng)絡技術、cad/cam、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系。

作者單位：張俊（北京市東直門外望京路4號，北京機床研究所數(shù)控工程中心，郵編：100102）

魏紅根（北京機床研究所）

參考文獻

第2篇：數(shù)控技術發(fā)展趨勢范文

【關鍵詞】我國；數(shù)控技術；發(fā)展趨勢；探討

1.數(shù)控技術的概況

數(shù)控技術是一種通過數(shù)字控制完成某項工作從而實現(xiàn)自動控制的技術。它是在數(shù)據(jù)載體和二進制數(shù)據(jù)的技術上產生的。一般情況下，數(shù)控技術控制著機械自動化的位置、速度以及機械能量等方面的流量等，使企業(yè)的管理更加高效、便捷。近年來，數(shù)控技術以其諸多優(yōu)勢在國內的應用越來越廣泛。

2.數(shù)控技術的現(xiàn)狀

目前，國內的數(shù)控技術發(fā)展已經(jīng)取得了很大的成就，數(shù)控技術也吸引了許多專業(yè)人員的關注。隨著科學技術水平的不斷提高，數(shù)控技術在多種技術領域中的發(fā)展尤為迅速。近年來，國家先關研究人員研究的國產數(shù)控系統(tǒng)以PC平臺為基礎，在國內外處于領先地位。雖然我國的數(shù)控技術發(fā)展較快，但是仍然存在這一系列的問題。特別是國內的數(shù)控技術缺乏特有的創(chuàng)新精神，在商品化進程中發(fā)展也比較緩慢，市場的占有率等方面還有一定的欠缺?？傮w來說，目前我國數(shù)控技術仍然有著極大的進步，而且從整體而言，已經(jīng)邁入了世界的先進行列。

3.數(shù)控技術的發(fā)展趨勢

3.1數(shù)控技術的性能不斷提高

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國數(shù)控技術的發(fā)展水平逐漸提高。其中的一個重要表現(xiàn)是數(shù)控技術的性能得到了很大程度的完善。數(shù)控技術性能的提高體現(xiàn)在五個方面。

3.1.1數(shù)控技術逐漸趨向高速化發(fā)展

隨著高速加工技術的普及，數(shù)控機床在運行方面的速度也在不斷提高，經(jīng)調查，車床主軸的轉速在幾年前是3000-4000r/min,近年來已經(jīng)發(fā)展到8000-10000r/min，提高了一倍之多。而且在速度提高的同時，還注重加速度的提高，重力加速度由過去的0.5G提高到了如今的1.5-2.0G，提高了三到四倍左右。

3.1.2數(shù)控技術機床的精度迅速提高

近年來，數(shù)控機床技術在精度定位方面也有了很大的提高。目前，其定位進度已經(jīng)由最出的0.01-0.02mm發(fā)展到0.008mm，有些機床甚至達到了1nm，是數(shù)控技術的一大進步。

3.1.3數(shù)控技術方面逐漸向柔性化方向發(fā)展

數(shù)控技術方面逐漸向柔性化方向發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)基于本身的柔性，通過進行模塊化設計，覆蓋面不斷擴大，剪裁性增強，對于不同用戶的需求都能一一滿足。在群控系統(tǒng)中，需要面對不同的生產流程，群控系統(tǒng)可以通過使用物料流以及信息流對于各種生產流程進行自動動態(tài)調整，是群控系統(tǒng)的功能可以發(fā)揮到最大。

3.1.4復合加工技術逐漸應用到數(shù)控生產流程

數(shù)控生產技術中要提高性能，尤其要做到的就是減少工序，減少生產工藝的輔助時間。而工藝復合技術采用多軸化生產方式，即工件在機場上面進行裝夾，然后利用自動換刀、對主軸進行旋轉，使多重工序的加工能夠更加節(jié)省時間。復合加工技術也正朝著多軸多系列的方向發(fā)展。

3.1.5數(shù)控技術的人工智能與實時系統(tǒng)逐步提高

數(shù)控技術的人工智能與實時系統(tǒng)逐步提高是任務在規(guī)定的時間內完成的保證。其中，人工智能是利用計算機模型對人類的各種行為進行模仿實現(xiàn)。隨著科學的發(fā)展，人工智能的實時響應以及現(xiàn)實性更加完善，而實時系統(tǒng)的發(fā)展也更加智能化和復雜化，而且有占據(jù)整個領域的趨勢。在數(shù)控技術專業(yè)，實時智能系統(tǒng)的發(fā)展分出了分支，分別是自適應控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊控制、學習控制、專家控制、前饋控制等等。

3.2數(shù)控技術功能趨于完善

隨著科技水平的不斷提高，我國數(shù)控技術的功能將會更加完善。數(shù)控技術性能的不斷提高，其在生產控制的應用中發(fā)揮的作用也不斷增強。

3.2.1數(shù)控技術用戶界面優(yōu)化

界面是用于連接數(shù)控系統(tǒng)和使用者，但是由于不同用戶的需求不同，對于數(shù)控界面的要求也有很大的差距，所以它的設計就顯得尤為重要，也因此，用戶界面成為了數(shù)控系統(tǒng)研制過程中比較困難的一個環(huán)節(jié)。目前，用戶界面已經(jīng)發(fā)展為圖形化形式，在很大程度上面方便了很多的專業(yè)以及非專業(yè)人士，相關人員可以通過界面窗口菜單對數(shù)控系統(tǒng)進行操作使用，還可以根據(jù)用戶界面的圖形化顯示進行藍圖的繪制以及快速編程等等，是數(shù)控技術應用方面不斷增強的主要變現(xiàn)之一。

3.2.2數(shù)控技術高速數(shù)據(jù)的處理以及數(shù)據(jù)可視化發(fā)展

在計算機快速發(fā)展的時代，數(shù)控技術的發(fā)展基于計算機專業(yè)知識也做了相當大的轉變，應用更加方便快捷。數(shù)控技術對于數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)解釋的高效性以及專業(yè)性使得信息的交流更加廣泛，而不只是局限于文字與語言，相對而言，圖形、圖像以及動畫等等是工作人員更加方便理解。它通常用于CAD/CAM，主要用作自動變成設計，對數(shù)控機床參數(shù)進行自動配置等等。其次，可視化融合與虛擬環(huán)境中，使應用領域進一步拓寬，甚至是無需設計圖紙，在虛擬環(huán)境中制作樣機等等，大大減少了生產過程中出現(xiàn)的失誤，對于數(shù)控技術的研究也有很大的影響。

3.2.3內置性能較高的PLC數(shù)控系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)主要是通過高級語言編程進行在線的調試以及在線幫助等功能。數(shù)控技術中PLC包含于編程工具中，可以在用戶程序中修改編輯，方便用戶建立自己的控制程序，對于數(shù)控系統(tǒng)的操作也更加快捷方便。

3.3數(shù)控技術自動系統(tǒng)更加完善

隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展，數(shù)控技術自動系統(tǒng)將更加完善。自動化系統(tǒng)的完善對于數(shù)控技術的發(fā)展有著極其有重要的作用。以后的數(shù)控技術對于產品與使用者和用戶之間的關系更加注重，自動化的發(fā)展也顯得尤為重要。甚至是通過模仿生物機理，研究制造各種數(shù)控技術產品。其中智能化是自動化的基礎，主要包括對于及其行為的各種研究描述。在理論知識的基礎上，它融合了人工智能、計算機科學、運籌學、生理學、模糊數(shù)學、心理學和混沌動力學等思想，使數(shù)控技術產品能夠進行基本的邏輯判斷、推理以及在一定程度上進行自主決策的能力。

在自動化發(fā)展的過程中，模塊化也是不可缺少的元素之一。模塊的制作以及研究是一項重要且復雜的工程之一，如各種標準機械接口、動力接口以及電氣接口等等。其中研制各種動力單元和具有可視化、圖形處理性能的控制單元以及機械自動化中的各種機械裝置等是模塊化主要需要處理的工程。網(wǎng)絡化是現(xiàn)代社會的主題，網(wǎng)絡的普及帶動了數(shù)控技術的進步與發(fā)展。目前，數(shù)控系統(tǒng)在生產過程中以及研究過程中都離不開網(wǎng)絡，自動化產品的生產及運行也多是依賴于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。它不僅滿足了生產線、制造商和生產企業(yè)的各種需求，也使制造模式有了進一步的改善，是現(xiàn)代數(shù)控技術中不可缺少的重要元素。

總之，數(shù)控技術是機械自動化、機械制造中的核心技術，它是多種科學技術發(fā)展融合的結晶。雖然我國的數(shù)控技術起步比較緩慢，但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國內的數(shù)控技術與世界先進水平的差距正在縮小。在未來的發(fā)展中，我國的數(shù)控技術將會有更大的發(fā)展空間。

【參考文獻】

［1］戴玲.淺析數(shù)控技術發(fā)展趨勢—智能化數(shù)控系統(tǒng)[J].科學大眾(科學教育),2011(12).

［2］王鑫秀.淺談數(shù)控技術的發(fā)展趨勢[J].哈爾濱職業(yè)技術學院學報,2011(03).

［3］李大英,吳伯柱.數(shù)控技術的發(fā)展趨勢探討[J].科學咨詢(科技·管理),2011(06).

第3篇：數(shù)控技術發(fā)展趨勢范文

關鍵詞： 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展；數(shù)控技術發(fā)展；數(shù)控系統(tǒng)

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）0220192－01

1 數(shù)控技術學科的特點

馬克思曾經(jīng)說過1 數(shù)控技術學科的特點

數(shù)控技術的問世已有40多年的歷史，它是由機械學、控制論、電子學、計算機科學四大基礎學科發(fā)展起來的一門綜合性的新型學科，是用數(shù)字化指令控制機床動作的技術，它包括計算機數(shù)字控制系統(tǒng)技術；伺服驅動技術；精密機械技術；編程技術；PLC機電接口技術。其中控制系統(tǒng)技術是核心；伺服驅動技術是關鍵；精密機械技術是基礎。數(shù)控技術是數(shù)控機床的關鍵技術，大力發(fā)展、推廣應用數(shù)控技術，用數(shù)控技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，對機械制造、航空航天事業(yè)的發(fā)展，惡劣及危險環(huán)境的作業(yè)等，都會起著關鍵性的作用。

隨著計算機技術的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。

數(shù)控技術國外發(fā)展趨勢

縱觀數(shù)控技術的發(fā)展歷史，不難看出數(shù)控技術的發(fā)展是逐步跟蹤計算機技術的發(fā)展而不斷發(fā)展的，從1956年至今，大致經(jīng)歷了如下四個階段：1956年-1974年，專用硬件NC的時代；1975年-1989年，專用計算機數(shù)控時代，即微處理器NC的時代（μ PC）；1990年-1995年，BASIC PC的CNC時代；1996年至今，開始全PC開放式智能化數(shù)控新階段。

近幾年來世界發(fā)達國家紛紛采取措施，投入大量的人力、財力組織優(yōu)勢力量進行新一代開放式體系結構和具有智能型功能的數(shù)控技術開發(fā)與研究，包括美國的NGC和OMAC計劃、歐共體的OSACA計劃、日本的OSEC計劃等。數(shù)控機床機械結構更趨向于“開放式”，為滿足現(xiàn)代機械加工的多樣化需求，新一代的數(shù)控機床具有以下特點：

1）機床結構按模塊化、系列化原則進行設計與制造，以便縮短供貨周期，最大限度滿足用戶的工藝需求。2）由于數(shù)控機床的很多部件的質量指標的不斷提高，品種規(guī)格的逐漸增加、機電一體化內容更加豐富、功能參數(shù)日趨龐雜，因此專門為數(shù)控機床配套的各種功能部件已完全商品化，為建立具有競爭能力的機床廠創(chuàng)造了條件。3）為向用戶開放，各發(fā)達國家的數(shù)控機床廠都積極建立完全開放式的產品售前、售后服務體系。建立開放式的零件試驗室，建立自助式數(shù)控機床操作、維修培訓中心。4）采用信息網(wǎng)絡技術，把社會上各種制造資源根據(jù)加工任務進行合理組合與調用，是21世紀將先進制造技術發(fā)展的必然趨勢，世界各國都在積極進行這方面的研究工作。5）人工智能化技術在數(shù)控技術中的推廣應用。隨著人工智能在計算機領域不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)向智能化發(fā)展。在新一代的數(shù)控系統(tǒng)和伺服裝置中，由于采用“進化計算（”Evolutionary

Computation），“模糊系統(tǒng)”（Fuzzy System）和“神經(jīng)網(wǎng)絡”（Neural

Network）等三個方面新的控制機理，性能大大提高。這種高性能的智能化的數(shù)控系統(tǒng)不但具有自動編程、前饋控制、自適應切削，工藝參數(shù)自生成、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ?，更具特色的是考慮到操作使用的因素而呈現(xiàn)的極為友好的人機界面。當前采用模糊控制原理的電加工數(shù)控系統(tǒng)和具有自學習、自建立數(shù)學模型、自調整參數(shù)的高性能數(shù)控機床伺服驅動裝置已有產品并在市場中具有強的競爭能力。

目前，數(shù)控技術正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡化基礎上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

3 我國數(shù)控技術開發(fā)現(xiàn)狀與差距

我國的數(shù)控技術，在“八五”攻關中，不失時機地提出了以自主版權為目標，以平臺為基礎的發(fā)展戰(zhàn)略，而且在攻關過程中，瞄準或調整到以PC機為基礎的發(fā)展路線上，并以此形成了兩種平臺，開發(fā)出了四個基本系統(tǒng)，其中華中I型和中華I型是將數(shù)控專用模板嵌入通用PC機構成的單機數(shù)控系統(tǒng)，航天I型和蘭天I型是將PC機嵌入到數(shù)控之中構成的多機數(shù)控系統(tǒng)，形成典型的前后臺型結構，國內其它單位也都先后開發(fā)開放式體系結構系統(tǒng)。然而就總體而論，還僅僅處于開始階段，雖然各個系統(tǒng)都向PC平臺方向發(fā)展，但在具體的實施開發(fā)中仍然存在一些問題。最大的問題即是開放性不夠、開發(fā)環(huán)境和支持手段不足，要作為用戶方便地進行二次開發(fā)的開放程度還遠未達到，只是具有相當技術力量的開發(fā)單位才能使用，而作為能夠普及到一般用戶的程度則還遠遠不夠。利用PC機設計數(shù)控系統(tǒng)使得CNC的重點由硬件轉向軟件，為我國的數(shù)控發(fā)展消除了硬件上的“瓶頸”制約，從而可能加快生產出實用產品。而且PC-NC畢竟使CNC向開放性體系結構邁出了一大步。在數(shù)控機床設計與制造中，我國已開始采用模塊化技術，對數(shù)控切削加工中的工藝參數(shù)、工具系統(tǒng)的優(yōu)化、智能適應控制都進行過研究，它為對智能化控制的進一步研究奠定基礎，但上述工作僅僅是一個開端，仍需在“十五”期間進行一系列開發(fā)研究工作，跟蹤世界數(shù)控技術，推動我國數(shù)控產業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

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第4篇：數(shù)控技術發(fā)展趨勢范文

關鍵詞：數(shù)控技術　現(xiàn)狀　發(fā)展趨勢

數(shù)控技術具有可以解決高精度復雜零件加工問題；可以為產品增強市場競爭力；改進產品質量、提高生產效率；可以降低成本、提高生產安全；可以自動編程、減輕工人負擔等特點而廣泛應用于裝備制造業(yè)。

1　我國數(shù)控技術的現(xiàn)狀

1.1　數(shù)控產業(yè)基地初步形成　如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產能力的數(shù)控系統(tǒng)生產廠，在攻關成果和技術商品化的基礎上，建立了一批數(shù)控廠家。這些生產廠基本形成了我國的數(shù)控產業(yè)基地，包括若干數(shù)控主機生產廠等，如州電機廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機生產等。

1.2　基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術　我國大部分技術已具備進行商品化開發(fā)的基礎，掌握了數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅動、專機及其配套件的基礎技術，部分技術已商品化、產業(yè)化。

2　存在的問題

2.1　數(shù)控系統(tǒng)和功能部件發(fā)展滯后　數(shù)控系統(tǒng)和功能部件發(fā)展滯后已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。國產中檔數(shù)控系統(tǒng)國內市場占有率只有35%，而高檔數(shù)控系統(tǒng)95%以上依靠進口。功能部件國內市場總體占有率約為30%，其中高檔功能部件市場占有率更低。臺灣地區(qū)品牌功能部件約占國內市場的50%，其余20%為歐盟、日本等品牌產品。據(jù)國家海關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2010年我國進口數(shù)控系統(tǒng)金額達18.1億美元，機床附件（含功能部件和夾具）類產品達16.2億美元。

2.2　高檔數(shù)控機床關鍵技術仍有較大差距　以高速、高精、復合、智能等為特征的高檔數(shù)控機床關鍵技術雖然已經(jīng)取得明顯進步，一批共性、基礎技術和新產品研發(fā)也有了新的進展，但與國際先進水平相比，還存在較大差距。有些關鍵技術，如：高速高精運動控制技術、動態(tài)綜合補償技術、多軸聯(lián)動和復合加工技術、智能化技術、高精度直驅技術、可靠性技術等尚需進一步突破，有些重大技術離產業(yè)化還有一段路程。以企業(yè)為主體、以市場為導向、產學研用相結合的研發(fā)體系尚未真正建立，行業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展缺乏高新技術支撐。

2.3　自主開發(fā)能力薄弱，自主品牌缺乏綜合競爭力　當前國內數(shù)控機床企業(yè)自主開發(fā)能力建設存在著研發(fā)基礎薄弱、研發(fā)資金使用效率低、持續(xù)投入能力不足、缺乏關鍵性技術儲備和重大技術突破、人才結構不均衡、零部件支撐能力弱、缺乏完整產業(yè)研究開發(fā)體系等問題。

3　我國數(shù)控技術的發(fā)展趨勢

3.1　高速、高精加工技術及裝備的新趨勢　為縮短生產周期和提高市場競爭能力，提高產品的質量和檔次，高速、高精加工技術可極大地提高效率，效率、質量是先進制造技術的主體。為此，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一，日本先端技術研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術之一。

在轎車工業(yè)領域，多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一，年產30萬輛的生產節(jié)拍是40秒/輛，在航空和宇航工業(yè)領域，加工的零部件多為薄壁和薄筋，要對這些筋、壁進行加工，必須保證高切削速度和切削力很小的情況下，這樣這樣才能使這些剛度很差，材料為鋁或鋁合金達到很好的切割效果。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高，機身等大型零件來替代多個零件聯(lián)結方式拼裝，這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年來，超精密加工精度已開始進入納米級（0.01μm），精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm。在可靠性方面，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。應用領域進一步擴大，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，主要是為了實現(xiàn)高速、高精加工。

3.2　智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢　智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面，21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)。包括：智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修；如智能化的自動編程、智能化的人機界面等，為簡化編程、簡化操作方面的智能化；如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載、自動選定模型、自整定等，主要是為提高驅動性能及使用連接方便的智能化；如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成，這樣做主要是為追求加工效率和加工質量方面的智能化。

所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，形成具有鮮明個性的名牌產品。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路，通過改變、增加或剪裁結構對象（數(shù)控功能），面向機床廠家和最終用戶，形成系列化，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，目前數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心，除此之外，還有結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫等。

數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如日本山崎馬扎克（Mazak）公司的“CyberProduction　Center”（智能生產控制中心，簡稱CPC）；日本大隈（Okuma）機床公司的“IT　plaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場）；德國西門子（Siemens）公司的Open　Manufacturing　Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。

3.3　5軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展　采用5軸聯(lián)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(lián)動機床的效率可以等于兩臺3軸聯(lián)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(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。

3.4　自動編程技術的應用　數(shù)控自動編程技術受到廣泛關注，各國的專家學者都在潛心研究自動編程系統(tǒng)。數(shù)控加工是指在數(shù)控機床上按事先編制好的程序，對零件進行自動加工的一種加工工藝方法，零件加工的最終效果直接取決于數(shù)控程序編制的效率和準確率。數(shù)控編程是目前提高加工精度、表面加工質量、加工效率以及實現(xiàn)生產自動化最重要的一環(huán)，在制造業(yè)中應用廣泛。數(shù)控編程分為手工編程和自動編程，對于那些程序量大、軌跡計算復雜的零件，根本不可能采用手工編程，即使能編制出加工程序，其低下的效率亦根本不能滿足市場的需求。受飛速發(fā)展的技術革命的巨大沖擊，傳統(tǒng)的機械設計和制造方式發(fā)生了根本性的變化，產品的設計生產周期越來越短，逐漸向小批量、多品種、高精高效加工的方向發(fā)展。特別是隨著計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）技術的推廣和計算機數(shù)控加工技術的廣泛應用，計算機輔助自動編程勢在必行。自動編程是用計算機代替編程人員完成編程工作，自動生成加工指令，解決一些人工編程難以解決的難題，充分利用計算機計算速度快而準的特點，可極大地提高編程的效率和準確率。

4　結束語

在今后的發(fā)展中，應重點攻克數(shù)控系統(tǒng)、功能部件的核心關鍵技術，增強我國高檔數(shù)控機床和基礎制造裝備的自主創(chuàng)新能力，實現(xiàn)主機與數(shù)控系統(tǒng)、功能部件協(xié)同發(fā)展，重型、超重型裝備與精細裝備統(tǒng)籌部署，打造完整產業(yè)鏈。提高國產高檔數(shù)控系統(tǒng)國內市場占有率，提高數(shù)控機床主機的可靠性，滿足我國航天、船舶、汽車、發(fā)電設備制造等重點領域所需的高端裝備。

參考文獻：

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第5篇：數(shù)控技術發(fā)展趨勢范文

數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。

1數(shù)控技術的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。

1．1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(xiàn)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(yè)領域，年產30萬輛的生產節(jié)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(yè)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(lián)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。

從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應用領域進一步擴大。

1.25軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)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(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)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(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。

當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。

在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)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(shù)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(shù)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(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。

網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“ITplaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。

1.4重視新技術標準、規(guī)范的建立

1.4.1關于數(shù)控系統(tǒng)設計開發(fā)規(guī)范

如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結構數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定，預示了數(shù)控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

1.4.2關于數(shù)控標準

數(shù)控標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領域產品信息的標準化。

STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術領域的一次革命，對于數(shù)控技術的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術開放式、網(wǎng)絡化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。

目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEPTools公司是全球范圍內制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機上進行了驗證。

2對我國數(shù)控技術及其產業(yè)發(fā)展的基本估計

我國數(shù)控技術起步于1958年，近50年的發(fā)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(fā)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(shù)控技術的發(fā)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(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術的研究、開發(fā)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(yè)化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數(shù)控裝備的產業(yè)化取得了實質性進步。在“九五”末期，國產數(shù)控機床的國內市場占有率達50％，配國產數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達到了10％。

縱觀我國數(shù)控技術近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績。

a.奠定了數(shù)控技術發(fā)展的基礎，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅動、數(shù)控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發(fā)的基礎，部分技術已商品化、產業(yè)化。

b.初步形成了數(shù)控產業(yè)基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產能力的數(shù)控系統(tǒng)生產廠。蘭州電機廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數(shù)控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數(shù)控產業(yè)基地。

c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。

雖然在數(shù)控技術的研究開發(fā)以及產業(yè)化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數(shù)控技術的研究開發(fā)，尤其是在產業(yè)化方面的技術水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數(shù)控技術水平和產業(yè)化水平估計大致如下。

a.技術水平上，與國外先進水平大約落后10～15年，在高精尖技術方面則更大。

b.產業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產；功能部件專業(yè)化生產水平及成套能力較低；外觀質量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。

c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術應用領域拓展力度不強；相關標準規(guī)范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。

a.認識方面。對國產數(shù)控產業(yè)進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術應用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術的角度關注數(shù)控產業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網(wǎng)絡等支撐體系。

c.機制方面。不良機制造成人才流失，又制約了技術及技術路線創(chuàng)新、產品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難。

d.技術方面。企業(yè)在技術方面自主創(chuàng)新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標準落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標準研究不夠。

3對我國數(shù)控技術和產業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考

3.1戰(zhàn)略考慮

我國是制造大國，在世界產業(yè)轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業(yè)結構調整中，我國制造業(yè)將進一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進程。

我們應站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術和產業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達國家把高精尖數(shù)控產品都列為國家的戰(zhàn)略物質，對我國實現(xiàn)禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。

3.2發(fā)展策略

從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產業(yè)化水平為目標，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關鍵技術以及支持產業(yè)化發(fā)展的支撐技術、配套技術作為研究開發(fā)的內容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強調市場需求為導向，即以數(shù)控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床、典型數(shù)字化機械、重點行業(yè)關鍵設備等）帶動數(shù)控產業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發(fā)方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。

在競爭前數(shù)控技術方面，強調創(chuàng)新，強調研究開發(fā)具有自主知識產權的技術和產品，為我國數(shù)控產業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。

參考文獻：

［1］中國機床工具工業(yè)協(xié)會行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術與裝備市場，2001(3)：18-20.

［2］梁訓王宣,周延佑.機床技術發(fā)展的新動向［J］.世界制造技術與裝備市場，2001(3)：21-28.

第6篇：數(shù)控技術發(fā)展趨勢范文

【關鍵詞】數(shù)控技術 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 自動化

隨著科學技術的突飛猛進的發(fā)展，工業(yè)上傳統(tǒng)的加工方法和加工工藝由于存在效率低下、質量不均的缺陷已經(jīng)不能滿足需求。為了在日益激烈的市場競爭中取得優(yōu)勢，企業(yè)急需采取一種靈活的、高效的、智能的柔性自動化技術，數(shù)控技術應運而生。數(shù)控技術的發(fā)展和應用給工業(yè)發(fā)展打開了一個新的發(fā)展局面，能適應市場多品種、大小批量、快速高質量生產的需求。同時，面對勞動力精力有限和工資上漲的現(xiàn)狀，企業(yè)也力求通過提高設備的自動化程度來降低生產成本、提高生產效率和提高企業(yè)收益。但是，目前我國的數(shù)控技術和自動化水平與世界先進水平還存在一定差距。對數(shù)控技術和自動化進行研究，討論其發(fā)展趨勢，對于把握現(xiàn)代工業(yè)的未來發(fā)展方向和促進我國經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

1數(shù)控技術概述

數(shù)控技術是綜合了計算機技術、電子技術、自動控制技術和制造技術等的柔性制造自動化技術[1]。計算機預先設定好控制程序，數(shù)控系統(tǒng)按照給定的程序對設備實施控制。

數(shù)控技術具有很多顯著的特點，簡要概括為為以下三個方面：（1）功能集成化和工藝復合化（2）數(shù)控加工的應用范圍廣（3）良好的經(jīng)濟效益。

我國在數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控主機、伺服驅動等技術的基礎上，對其中大部分技術，我國充分進行了商品化開發(fā)，同時建立了一批生產能力強的生產廠，如華中數(shù)控、航天數(shù)控等，建立了一支數(shù)控研究和應用的人才隊伍。但是，對于高端數(shù)控技術的研究開發(fā)，尤其是在產業(yè)化方面，我國的技術水平發(fā)展現(xiàn)狀還遠不能滿足實際需求，相對國外仍有較大差距。

2數(shù)控技術的發(fā)展趨勢

隨著計算機、控制理論等領域技術的成熟，為數(shù)控技術向高速、高精度、復合化、智能化及網(wǎng)絡化奠定了基礎。

2.1高速高精度

高速高精加工技術可顯著地提高生產效率，改善產品的質量，縮短生產周期和提高企業(yè)競爭力，是企業(yè)爭相發(fā)展的關鍵技術。提高數(shù)控設備的加工精度有多種方法，除了可以通過機械方面提高設備的制造和裝配精度來達到以外，還可通過減小數(shù)控系統(tǒng)的控制誤差和采用補償技術來實現(xiàn)[2]。

2.2復合化

數(shù)控技術的一個重要發(fā)展方向是復合加工。復合化加工降低了加工的整體費用和設備的維修保養(yǎng)費用，使效率和精度得到提高。復合化加工的含義包括兩方面；一是工序和工藝的集成；二是指工藝的成套。復合化加工的理念越來越得到認可，復合化加工設備的發(fā)展也呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展態(tài)勢。

2.3智能化、網(wǎng)絡化

面對人工智能技術持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)狀和生產柔性化、自動化的實際需求，數(shù)控技術的智能化程度也不斷提高，數(shù)控系統(tǒng)要具備以下功能：一、學習功能；二、自適應控制功能；三、故障診斷功能；四、自動識別和自動優(yōu)化調整參數(shù)功能。

同時，網(wǎng)絡化的發(fā)展也對柔性自動化技術的發(fā)展起到了推動作用。網(wǎng)絡化的主旨是指數(shù)控系統(tǒng)與其它控外部制系統(tǒng)進行網(wǎng)絡連接和控制，面向生產現(xiàn)場和企業(yè)內部的局域網(wǎng)，再以因特網(wǎng)為渠道，通向企業(yè)的外部[3]。通過數(shù)控技術的網(wǎng)絡化，系統(tǒng)可滿足對信息集成的需求，這也是實現(xiàn)其他新技術的基礎。

3 自動化概述

自動化技術是一門綜合性技術，它涉及了計算機、制造、控制和電子等多學科知識。通過利用設備集成和信息集成的方式，能達到從規(guī)劃設計到生產制造，最后到管理銷售等各階段的自動化控制[4]。作為一項面向整個工業(yè)領域的重要技術，自動化是連接傳統(tǒng)與現(xiàn)代工業(yè)的橋梁。作為現(xiàn)代化工業(yè)建立與發(fā)展的關鍵支撐技術，自動化技術與國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高息息相關。它把現(xiàn)代管理技術和信息技術轉化為現(xiàn)實生產力，它的地位的重要性顯露無疑。

改革開放以來，我國工業(yè)化水平日新月異，關鍵之一就是自動化技術的興起。自動化在我國的應用越來越廣泛，取得的成績也十分顯著，一些產業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了無人作業(yè)，節(jié)省人力的同時使效率和質量得到了改善，為我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展做出了重要的貢獻。同時，我國自動化與世界先進水平之間的差距也是不容忽視的。實際上，我國的自動化水平還處于初級階段，比較薄弱，在利用自動化技術對傳統(tǒng)產業(yè)進行改造和升級上還處于起步階段。

4 自動化發(fā)展趨勢

隨著自動化的逐步發(fā)展，市場對自動化的要求也越來越高，未來自動化必將沿著高效、安全、數(shù)字化和智能化的方向繼續(xù)優(yōu)化以展現(xiàn)出更大的優(yōu)勢。

自動化的應用使生產更加高效，這也是未來自動化發(fā)展的必由之路。同時，在計算機技術、網(wǎng)絡技術與現(xiàn)代管理科學相互滲透相互影響的共同作用下，數(shù)字化應用也會日益突出[5]。近年來，工業(yè)系統(tǒng)正在由最初的原來的能量驅動型變化為信息驅動型，這種轉變對系統(tǒng)提出了新的要求，系統(tǒng)既要表現(xiàn)出一定的柔性，還要體現(xiàn)出一定的智能，能自主處理復雜信息。信息化技術推動自動化，自動化技術相互滲透和進行互補，自動化系統(tǒng)更加注重功能集成和信息安全。

5 結語

數(shù)控技術和自動化綜合利用了計算機、電子、控制、信息處理和科學管理等領域知識，因而高效和高精度是其突出特點。隨著數(shù)控技術和自動化的發(fā)展，隨著現(xiàn)代科學技術的推廣應用，傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。企業(yè)通過采用數(shù)控技術，提高生產自動化水平，提高市場競爭力。國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，人們生活得到改善。未來，數(shù)控技術將朝著高效高精度、復合化加工和智能化的方向發(fā)展，自動化技術將沿著高效、安全、數(shù)字化和智能化的方向前進，通過提高生產效率和提高產品質量，使工業(yè)發(fā)展邁上更高的臺階。

參考文獻：

[1]王立新.淺談數(shù)控技術的發(fā)展趨勢[J].赤峰學院學報：自然科學版，2008， 23（5）： 119-120.

[2]郭聚東，李蘭.數(shù)控技術的發(fā)展趨勢[J].輕工機械，2005（3）：70-72.

[3]胡俊，王宇晗.數(shù)控技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].機械工程師，2000（3）：5-7.

[4]Moore S F， Byrd T E.Integrated automation development system and method： U.S. Patent 5，528，503[P]. 1996-6-18.

第7篇：數(shù)控技術發(fā)展趨勢范文

關鍵詞：暖通；空調；發(fā)展趨勢；啟示

中圖分類號：TU96+2文獻標識碼： A 文章編號：

隨著我國經(jīng)濟水平的提升，人們對生活質量的要求也逐步提升，與此同時也使得我國在建筑方面的能耗也迅速增加。在能源危機的催促下，實現(xiàn)暖通空調技術的節(jié)能至關重要。再加上人們對生活環(huán)境要求的提高，加強暖通技術的創(chuàng)新更是迫在眉睫的任務。

一、暖通空調技術的概述

暖通空調的發(fā)展原則一般要遵循節(jié)能、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展，并且在此前提下能保證建筑環(huán)境的安全與舒適。就其具體的技術來說，大致可概括為一下幾點：

（1）供暖技術。就暖通空調的供暖技術來說，包括對用戶的用熱計量、區(qū)域供熱供冷、空調供暖系統(tǒng)的升級改進以及新型散熱器的使用等技術。

（2）通風排煙技術。各種建筑都需要通風，包括日常住宅、醫(yī)院病房、商場、地鐵等，甚至工業(yè)的正常運行也需要良好的通風。另外，在劇院、商用辦公綜合樓、體育館等的通風排煙也至關重要。因此，就要在不同場合使用到不同的通風技術，如住宅空調方式、分散式個別空調、變風量系統(tǒng)以及置換通風等相關系統(tǒng)的研究和應用。

（3）蓄能技術。就暖通空調的蓄能技術來說，包括蓄熱供暖技術、低溫送風技術以及冰蓄冷空調等，另外有冰蓄冷空調技術。

（4）制冷技術。在暖通空調的制冷技術方面，首先就是對相關制冷技術的研究與應用，其具體的研究方面包括天然制冷劑與新型制冷劑，以及新型的制冷循環(huán)技術。

（5）節(jié)能環(huán)保設備和技術的開發(fā)與研究。這其中一方面要加強高能效設備的研究和使用，以及加強對低位熱能和水源的利用；另一方面還要加強對可再生能源的使用和熱回收技術的研究。

（6）室內環(huán)境質量。保證室內的環(huán)境質量也是采用暖通空調技術的根本目的，因此一定要保證室內的空氣質量（包括裝飾材料、設備等對室內環(huán)境的影響，以及設備安裝、運行、清洗等過程）和通風空調氣流的組織。

二、暖通空調技術的發(fā)展趨勢

就暖通空調技術的發(fā)展方向來看，其主要趨勢一是注重節(jié)能環(huán)保，二是更加重視供暖中地暖的使用，三是更加注重用戶的良好的生活體驗，為人們提供更高品質的服務。下面對其進行詳細分析：

1、注重節(jié)能環(huán)保

在普遍要求節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，作為一個高耗能的行業(yè)，暖通空調尤其要注重節(jié)能環(huán)保。隨著全球變暖的影響，暖通空調行業(yè)也不斷向節(jié)能低碳方向發(fā)展，在產品的格局上逐漸發(fā)生了一些變化。暖通空調行業(yè)也在不斷的研究和使用新型技術和設備，以提高暖通空調的能量利用效率，并且開發(fā)使用可再生能源，順應大趨勢，走可持續(xù)發(fā)展的道路。另外，暖通空調行業(yè)也加強了對新型健康制冷劑的研究，從多方面加強對環(huán)境的保護。所以說，暖通空調行業(yè)其中的一項發(fā)展趨勢就是節(jié)能環(huán)保。

2、地暖供暖備受重視

隨著社會的發(fā)展和科技的進步，出現(xiàn)了多種多樣的供暖方式，如電熱膜輻射供暖、暖氣片等。而近幾年來，地暖供暖憑借其溫度梯度小、溫度分布均勻等優(yōu)勢迅速發(fā)展，在供暖市場占據(jù)了重要的地位，受到了暖通空調行業(yè)的極大重視。并且，地暖供暖也是符合低碳節(jié)能的要求。所以說，加強對地暖供暖的使用也是暖通空調的發(fā)展趨勢之一。

3、注重用戶的舒適體驗

暖通空調的使用是為了讓人們能夠更好地生活，所以注重用戶的舒適度是一個必然的發(fā)展趨勢，也是一個基本的要求。就暖通空調行業(yè)怒前的發(fā)展狀態(tài)來看，其產品的設計對用戶舒適度的考慮更加嚴謹。通過對建筑內的溫度、濕度以及風險的調控改善生活環(huán)境。早在A S H R A E的1 9 9 6 年關于暖通空調技術的冬季會議上，就有一位專家預言了建筑內空氣質量的發(fā)展趨勢，其中強調了對室內空氣的清潔以及對空氣濕度的控制等。其具體內容包括：加強空調系統(tǒng)的清潔與維護；選擇健康材料作為使用設備；加強對暖通空調系統(tǒng)及其相關構造的濕度控制，以減少微生物的數(shù)量；另外就是在無人情況下的能量控制問題，以最大程度的較少無謂的能量損耗?？傊?，從各方面加強對用戶體驗是暖通空調的必然發(fā)展趨勢，也是其在此行業(yè)內獲取競爭力的必要途徑。

三、暖通空調技術的相關啟示分析

1、開發(fā)和利用低品位能源

順應暖通空調技術的發(fā)展趨勢，就要多注重低品位能源的使用，以滿足其節(jié)能環(huán)保的要求，同時也為可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻。其主要的應用展示如下：

采用熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提取低品位能源中的熱量，然后用于供給需要熱能的單位或公司。通過使用高位能源的驅動后，熱泵可以將溫度在50℃~250℃之間的煙氣和工業(yè)余熱轉化為可供使用的熱能。這樣不僅能夠充分利用了低品位能源，還大大提升了供熱效率，可謂一舉兩得。通過對壓縮式熱泵的改進，還可以形成不需電能即可正常工作的化學式熱泵。

采用太陽能供熱系統(tǒng)。太陽能是一種健康無污染的能源，并且取之不盡、源源不斷，但由于其平均有效功率太低的原因，致使無法對其直接利用。而采用太陽能供熱系統(tǒng)就可以將低品質的太陽輻射能轉換為我們生活和工業(yè)所需的熱能，這也是對建筑供熱的一大貢獻。太陽能供熱系統(tǒng)主要由太陽能集熱器組成，就其種類來說，有適用于房間供暖的平板式集熱器，安裝簡便，可直接安裝在建筑物的屋頂，同時也可以節(jié)省費用，還能夠充分利用太陽的輻射能。另外，還有適用與工業(yè)方面的太陽能供熱系統(tǒng)。利用給該系統(tǒng)加裝的蓄熱裝置，可以大大提高太陽能供熱系統(tǒng)的季節(jié)適用性。并且，該系統(tǒng)的運行費用只包含管理和維護方面，無需其他額外投入，增強了其經(jīng)濟性。

2、提高總的能源利用效率

除了開發(fā)和利用低品位能源，還可以提高對能源的利用效率來達到節(jié)能環(huán)保的目的。暖通空調技術固然可以為人們提供舒適的環(huán)境，但仍需要大量的能源作為基礎。因此，為了提高總的能源利用效率，就要加強對自然條件的利用，以減少對暖通空調運行所需能源的使用。

3、充分利用計算機信息技術

隨著計算機技術的迅速發(fā)展，計算機技術逐漸深入到了各個行業(yè)，因此在暖通空調技術中加強對計算機信息技術的使用也是必然的。通過使用計算機技術的智能特性，可以給暖通空調技術帶來極大的便利，一方面可以消除很多傳統(tǒng)的布線，另一方面，還能直接通過數(shù)字控制得到更多有用的信息，以加強對暖通空調系統(tǒng)的控制力度和準確度。另外，通過建立信息網(wǎng)絡，還可以方便信息的溝通，改善整個系統(tǒng)的性能。通過不斷地發(fā)展，還可以將計算機的智能性應用到單獨的重要元器件上，實現(xiàn)對暖通空調系統(tǒng)更好的控制。

四、結語

近年來，全球氣候變暖，自然環(huán)境也隨之逐漸惡化，世界各國都加強了對節(jié)能的重視程度。在低碳節(jié)能的要求下，最為對環(huán)境有重大影響的空調暖通技術必然要走創(chuàng)新之路，從其本身系統(tǒng)到能量管理上都要進行優(yōu)化，提高對能量利用的效率，減少對環(huán)境的影響。

參考文獻：

[1] 陸毅昌．暖通空調技術的發(fā)展趨勢—回顧ASHRAE的1996年冬季會議．

第8篇：數(shù)控技術發(fā)展趨勢范文

數(shù)控機床的身價從幾十萬元到上千萬元，一般都是企業(yè)中關鍵產品關鍵工序的關鍵設備，一旦出現(xiàn)故障導致停機，其影響和損失往往是很大的。為了保證機床長期安全平穩(wěn)地運行，降低維修費用，應及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

隨著科學技術的高速發(fā)展，機電一體化技術迅猛發(fā)展，數(shù)控機床在企業(yè)普遍應用，對生產線操作人員的知識和能力要求越來越高。

一、數(shù)控機床的優(yōu)點與缺點

數(shù)控機床對零件的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。在同一臺數(shù)控機床上，只需更換加工程序，就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復雜結構的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的便利，特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面（如螺旋表面），數(shù)控機床也能實現(xiàn)自動加工。

數(shù)控機床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產品合格率高，加工質量穩(wěn)定。

同時，由于數(shù)控機床結構剛性好，允許進行大切削用量的強力切削，從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此在加工時可選用最佳切削用量，提高了數(shù)控機床的切削效率，節(jié)省了機動時間。與普通機床相比，數(shù)控機床的生產效率可提高2—3倍。

總之，數(shù)控機床加工精度高，質量穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降，還可實現(xiàn)一機多用，大大減輕工人的勞動強度，減少操作人員的人數(shù)，同時有利于現(xiàn)代化管理，可向更高級的制造系統(tǒng)發(fā)展。

當然，數(shù)控機床也具有價格較高，設備首次投資大；對操作、維修人員的技術要求較高；加工復雜形狀的零件時手工編程工作量大等缺點。

二、數(shù)控機床常見故障檢修

數(shù)控機床的故障主要集中在主軸部分和進給伺服系統(tǒng)方面，一些輔助控制器件的故障以及控制回路斷路等問題也是常見的，下面就具體介紹一下數(shù)控機床中常見故障的檢修。

數(shù)控機床主軸驅動系統(tǒng)主要用于機床的主軸旋轉運動。一般主軸驅動系統(tǒng)應具有較寬的恒功率范圍，較短的加速和減速時間，調速范圍要寬，過載能力強，電機溫度低及噪聲小等。主軸一般常見的故障主要集中在主軸驅動系統(tǒng)的故障和主軸液壓、主軸流量檢測方面的故障。

此外，普通交流三相異步電動機缺相或接地導致電機損壞是數(shù)控機床最常見的故障。電機接地會導致電流瞬間增大使斷路器斷開。輔助回路輸入輸出點的斷路也很常見。

數(shù)控機床的維修過程主要分為三個階段。首先，到達現(xiàn)場后進行現(xiàn)場的調查和故障信息的采集。仔細詢問機床操作者故障表面的指示情況以及產生故障的背景情況，對故障現(xiàn)象做出初步的判斷。其次，根據(jù)現(xiàn)場的調查結果和故障現(xiàn)象進行具體的維修。從易到難、由外向內，逐漸縮小查找范圍，確定故障存在的位置從而采取正確的維修措施。最后，機床的故障排除后及時向操作者交代清楚本次故障的起因以及發(fā)生故障的信息和環(huán)節(jié)，告其今后操作的注意事項，避免今后再次發(fā)生同類故障。同時做好維修記錄，為以后維修做好儲備。

由于數(shù)控機床是由工作人員（操作者）來操作的，出現(xiàn)問題也是有工作人員（維修人員）來修理，所以要創(chuàng)造良好的維修條件，首先要保證工作人員的素質條件。這就要求工作人員首先要具有高度的責任心和良好的職業(yè)道德，能全身心地投入工作。其次作為維修人員知識面要廣，不僅要掌握基本數(shù)控知識，而且要學習并基本掌握有關數(shù)控機床電氣控制的各學科知識，如計算機技術、模擬與數(shù)字電路技術、自動控制與拖動理論、控制技術、加工工藝以及機械傳動技術，同時要掌握一門外語，特別是英語，起碼應做到能看懂技術資料。第三，維修人員應經(jīng)過良好的技術培訓。不僅要培訓數(shù)控技術基礎理論知識，而且要參加相關的培訓班和機床安裝現(xiàn)場的實際培訓，然后向有經(jīng)驗的維修人員學習，更重要且更長時間的是自學，在培訓過程中還要勇于實踐。

三、數(shù)控機床控制技術的發(fā)展趨勢

從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，數(shù)控系統(tǒng)正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展。

機械設備最早的控制裝置是手動控制器。20世紀60年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序，結構簡單、價格低廉的自動化裝置——順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術的發(fā)展及應用，在20世紀70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點，故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業(yè)控制。

隨著計算機技術的迅速發(fā)展，數(shù)控機床的應用日益廣泛，井進一步推動了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，產生了自動編程系統(tǒng)、計算機數(shù)控系統(tǒng)、計算機群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計算機集成制造系統(tǒng)及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現(xiàn)產品從設計到制造的全部自動化。

第9篇：數(shù)控技術發(fā)展趨勢范文

在近年的歷次局部戰(zhàn)爭和反恐任務中，無人機都發(fā)揮了重要的作用，其發(fā)展勢頭十分迅猛。但是，隨著無人機性能的提高，其操縱控制也趨于復雜化，從而導致飛行操縱員以及指揮員的壓力劇增，并嚴重影響了無人機系統(tǒng)的安全性。

1 概念及研究意義

1.1 概念

無人機的控制方式有兩種，一種是無人機飛行操縱員通過地面控制站控制/管理無人機飛行，即人工控制方式；第二種是通過使用機載計算機、通信鏈路和為保證無人機安全運行所需要的任何其他輔助設備進行自主飛行，即自主控制方式。

自主控制由于缺乏人為直接的控制決策，其含義強調“無外界控制干涉”，以及“自我控制決策”。從這個意義上講，自主控制可以看成是自動控制的高級發(fā)展階段，本質上屬于智能控制，是一多學科的交叉，涉及到自動控制、人工智能、運籌學、信息論、系統(tǒng)論、計算機科學、人類工程學等。其中自動控制實現(xiàn)過程閉環(huán)動態(tài)反饋控制，保證系統(tǒng)的運動學和動力學的優(yōu)良品質；人工智能提供信息處理、形式語言、啟發(fā)式推理、記憶、學習和優(yōu)化決策等功能；運籌學完成系統(tǒng)的規(guī)劃、管理、協(xié)調與調度等功能；信息論提供信息傳遞、信息變換、知識獲取、知識表示和人機通信等功能[1]。

自主控制是在“非常”未組織的環(huán)境結構下采用的“高度”自動控制。其中“高度”自動控制指的是無人、無外界干預的控制過程，而未組織的環(huán)境結構主要是由不確定性所引起的。一般不確定性分為如下幾種：參數(shù)不確定性；未建模動態(tài)；隨機擾動；傳感器/量測裝置噪聲；多agent及復雜的信息模式；某個附加的控制信號為敵方操縱；量測噪聲強度被我方和/或敵方干擾臺所控制；敵方在決定性的量測或控制中引入錯誤的信息等[2]。

1.2 研究意義

無人機飛行操縱員采用地面控制站或小型控制設備遠程遙控無人機實施飛行操縱、任務操縱和系統(tǒng)管理。無人機操縱控制是一項極具專業(yè)性的工作，飛行操縱員操作失誤是造成無人機飛行事故的主要因素之一。

根據(jù)統(tǒng)計，美軍無人機在2001—2011年的10年期間，共發(fā)生了95起飛行事故，同時數(shù)據(jù)還顯示，在無人機的飛行事故中，起飛與著陸過程中發(fā)生的機毀事故占的比例較高。調查發(fā)現(xiàn)，由于“人為因素”導致無人機墜機的比例達到了75%，例如“捕食者”無人機，其80%的墜毀事故都為人為差錯[3]。

隨著無人機軍事用途的不斷擴展、各軍兵種裝備無人機種類越來越多以及各兵種無人機協(xié)同作戰(zhàn)的需要，飛行操縱員將面臨著“爆炸式”的信息涌入，客觀上需要飛行操縱員根據(jù)戰(zhàn)場信息的變化，及時、準確地制定和控制無人機作戰(zhàn)，將導致飛行操縱員以及指揮員的壓力劇增，甚至無法應對。

針對人為操控原因引起的飛行安全問題，主要的解決路徑就是發(fā)展自主控制技術。無人機的自主控制可在很大程度上降低其對人工操縱的依賴程度，避免操縱人員可能出現(xiàn)的誤判斷、誤操作以及長時間飛行可能給操縱人員心理產生影響等因素對無人機的飛行安全造成影響，從而提高其在不確定環(huán)境和突發(fā)事件中的生存能力。

另一方面，在當今技術水平發(fā)展限制條件下，研究無人機自主控制與人工操縱融合控制技術，有利于發(fā)揮自主控制的智能性和人工控制的決策能力，最大限度地將無人機飛行事故降低至最小程度，提高無人機作戰(zhàn)效能。研究自主控制完全等級和人工操縱完全等級范疇以及相合點，在飛行事件突況下求解自主控制與人工操縱最優(yōu)安全等級，檢測部件和控制要素的安全性，盡可能最大限度利用這些安全要素進行自主控制機動和最少人工干預負荷來控制無人機安全飛行，甚至執(zhí)行作戰(zhàn)任務。

2 國內外現(xiàn)狀

2.1 國外現(xiàn)狀

美國的無人機技術處于世界前列，其無人機的發(fā)展方向代表了世界無人機的發(fā)展趨勢。為了指導和規(guī)劃美國無人機的發(fā)展，美國國防部在2000—2007年共公開發(fā)表了4個官方文件：《2000—2025年無人機路線圖》、《2002—2027年無人機路線圖》、《2005—2030年無人機系統(tǒng)路線圖》和《2007—2032年美國無人系統(tǒng)路線圖》。其中給出了美軍無人機自主控制等級的發(fā)展趨勢圖，把自主控制的級別劃分為十個等級，以此作為評價無人機自主程度的標準，其等級定義[4]見表1。

無人機路線圖對具有代表性的、在研的和已規(guī)劃的無人機的自主控制等級進行了較明確的定義[4]，見表2。

由表2可以看出，目前由于技術條件的限制， “捕食者”無人機僅達到2級的自主程度，而赫赫有名的“全球鷹”無人機也只有接近3級的自主程度，無人機的自主化程度還較低。

2.2 國內現(xiàn)狀

近幾年，國內一些學者對無人機自主控制等級進行了分析[5?7]， 還有一些學者相繼提出了幾種無人機自主控制能力的分級方式[8?10]。其中一種分級方式是將自主控制的能力衡量等級由低到高分為六級，見表3[8]。

由表3可看出：

（1） 自主控制應具有適應性，適應由環(huán)境、任務以及對象等帶來的各種不確定因素，使系統(tǒng)在無人參與的情況下實現(xiàn)自主控制。

（2） 自主控制應具有智能性和協(xié)同性，系統(tǒng)作為獨立的、自主的智能體，可與其他系統(tǒng)進行自主協(xié)調、協(xié)同等控制行為。

（3） 高級的自主系統(tǒng)必須具備自修復和自學習能力，及能夠根據(jù)對象、環(huán)境、任務及控制效果，通過自主的修正、優(yōu)化和學習的行為，提高控制性能。

因此，高級的自主系統(tǒng)應具有適應性、智能性、協(xié)同性、自修復、自學習等特點。能夠在不確定的環(huán)境中執(zhí)行任務，具有更好的安全性和空域飛行能力。它所面臨的挑戰(zhàn)就是在不確定性的條件下，實時或近實時地解決一系列最優(yōu)化的求解問題，本質上就是需要建立不確定性前提下處理復雜問題的自主決策能力[11]。

目前國內無人機經(jīng)過多年的發(fā)展，無人機種類繁多，但是其操縱依然是人工操縱為主，僅能夠完成基本功能的自主程序控制。自主控制的水平依然較低，要實現(xiàn)完全意義上的無人機全自主控制，目前仍存在較大的差距。

3 發(fā)展方向與趨勢

綜合國內外的研究和分析，提出無人機控制體系架構應逐步實現(xiàn)人工操作——自主控制——融合控制，研究自主控制和人工決策相結合的控制技 術，提高無人機飛行操縱過程中的自主控制能力，降低人為操縱的干預程度，且人工操縱主要以發(fā)送指揮引導指令為主，從而有效提高無人機系統(tǒng)安全性。在技術發(fā)展過程中應該按照自主分級逐步實現(xiàn)自主化，在不同等級下，重點研究人工干預與自主之間的邊界界定和決策優(yōu)先級劃分規(guī)則等問題。

根據(jù)國內無人機現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，針對無人機系統(tǒng)應用環(huán)境，提出兩級無人機飛行操控模式。

3.1 基本模式

在該模式下，以人工控制為主程序控制為輔。系統(tǒng)具備自動檢測能力，提供系統(tǒng)狀態(tài)信息，主要包括故障報警以及輔助操作信息，同時系統(tǒng)具備一定的判斷決策能力，可以按設定的程序完成控制。

系統(tǒng)分層構架設計：

第一層：系統(tǒng)BIT技術，能夠對系統(tǒng)關鍵部件進行在線檢測，具備較高的檢測覆蓋率以及實時性；

第二層：診斷與報警技術，具備較為簡單的故障定位能力以及較低的虛警率；

第三層：輔助操作技術，在最小工作負荷約束條件下提示和引導人工輔助操縱，最大限度地確保飛行安全；

第四層：人工決策控制，可根據(jù)系統(tǒng)顯示狀態(tài)信息，進行指令控制飛行。

在該模式下，對飛行操控人員要求較高，操控人員本身素質會直接影響系統(tǒng)安全性，要求操控人員掌握系統(tǒng)各相關專業(yè)知識，通過必要的技能培訓，并積累相當?shù)娘w行經(jīng)驗。

（1） 系統(tǒng)正常飛行條件下，無人機可按設定的程序以及任務規(guī)劃信息，進行程序控制飛行，操控人員可通過上行鏈路發(fā)送指揮控制指令，控制無人機系統(tǒng)狀態(tài)；

（2） 系統(tǒng)異常條件下，操控人員通過系統(tǒng)提供的故障報警信息，進行故障判定并做出決策，結合輔助操作信息，控制無人機飛行。

3.2 高級模式

在高級模式下，系統(tǒng)安全基于裝備本身自主控制能力，具備對設備以及環(huán)境的感知與決策能力，飛行過程基本不依賴人工干預。在系統(tǒng)本身無法感知外界威脅的條件下，操作人員可利用系統(tǒng)外信息進行決策與輔助控制，且具備控制最高優(yōu)先權。系統(tǒng)要求具備自主檢測、診斷、修復能力，可以自我保障系統(tǒng)飛行安全性。

系統(tǒng)分層構架設計：

第一層：自主診斷與重構，覆蓋系統(tǒng)內所有環(huán)節(jié)及單元，無人機具備健康狀態(tài)診斷與重構技術，最大限度地重組、容錯和隔離故障源，快速重構控制結構，對自身狀態(tài)具備監(jiān)控修復能力；

第二層：感知與規(guī)避，系統(tǒng)可利用自身傳感器獲取的信息以及外界提供的輔助信息，具備對系統(tǒng)外環(huán)境的自主感知能力，包括氣象、地理、電磁以及空管等，系統(tǒng)狀態(tài)能夠適應環(huán)境變化；

第三層：協(xié)同控制，系統(tǒng)可利用關聯(lián)單元狀態(tài)信息，自主與相關單元相互協(xié)同，構成應用體系形成聯(lián)合作戰(zhàn)能力，并且可智能修正與調節(jié)；

第四層：決策與指揮，系統(tǒng)對行安全超限指令、非授權指令、竊取侵入指令等具備自動屏蔽能力，人工介入僅為頂層任務分配與調度。

在該模式下，對操控人員飛行技能要求較低，系統(tǒng)自主能力直接影響系統(tǒng)安全性。

（1） 系統(tǒng)正常飛行條件下，無人機完全按頂層規(guī)劃信息并根據(jù)系統(tǒng)自身狀態(tài)自主控制飛行，操控人員僅通過下行鏈路信息監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)，原則上不參與系統(tǒng)控制；

（2） 系統(tǒng)異常條件下，無人機可自主診斷決策和控制保障系統(tǒng)飛行安全，操控人員可利用系統(tǒng)外信息，對系統(tǒng)狀態(tài)進行評估并做出決策，可為無人機提供指揮信息，引導無人機飛行。

根據(jù)上述兩級無人機飛行操控模式，建議將飛行操控能力按等級由低到高分為八級，見表4。

將上述飛行操控等級與美國無人機自主控制等級相對比，對應情況見表5。

4 結 論

無人機系統(tǒng)安全性主要取決于系統(tǒng)控制體系架構設計，無人機對自身和環(huán)境變化應具備自適應能力。系統(tǒng)的安全性、魯棒性主要依賴于系統(tǒng)自主控制技術，同時加強操作人員的技能培訓，并且建立無人機系統(tǒng)空中交通管理及電磁頻譜管理體制，以滿足在復雜作戰(zhàn)環(huán)境下無人機的飛行安全要求。

無人機系統(tǒng)的自主控制技術是一個富有挑戰(zhàn)性的課題，提高無人機系統(tǒng)的自主性是永恒的追求目標。建議通過發(fā)展下列技術提高無人機系統(tǒng)控制技術：

建立中國的自主控制能力衡量等級；建立無人機自主控制的體系結構；故障診斷、容錯與自修復重構技術；在線態(tài)勢感知與自主決策、規(guī)避技術；動態(tài)規(guī)劃技術；智能控制技術；協(xié)同與交互技術；信息安全技術。

研究人為操控原因引起的飛行安全問題，通過發(fā)展無人機系統(tǒng)控制技術、完善無人機系統(tǒng)的管理體制，對正確運行管理無人機系統(tǒng)，提高無人機飛行安全，避免飛行事故的發(fā)生，具有很大的現(xiàn)實意義。

參考文獻

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