20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与使用, 计算机及控制技术在机械制造业中的应用是本世纪内制造业发展的最重大的技术进步。1952年, 第一台数控机床问世, 成为世界机械工业史上一件划时代的事件, 推动了自动化的发展。在20世纪末的十几年中, 世界制造业经历了几次反复, 曾一度几乎快成为夕阳工业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动, 从90年代初开始已出现明显的回升, 在全世界制造业形成新的技术更新浪潮, 我国制造业也不例外。因为改革开放及相关政策的支持和国家有关部门的重视, 以及在良好的研究开发环境和国际环境下, 我国数控技术的研究、开发等方面都取得了较大的进步, 数控技术的应用越来越成熟[1]。
1 数控技术的发展历程
数控技术是指用一系列的数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术, 是一种自动控制技术。即用数字信息表示机床和刀具的运动参数, 并将这些数字信息送入计算机, 通过计算机控制机床, 使被加工零件和刀具之间产生符合要求的相对运动, 从而实现对零件的加工, 它所控制的对象通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。1938年, 美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输, 奠定了现代计算机, 包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。
目前, 数控技术是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术是用计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的控制功能。由于使用计算机代替原先用硬件逻辑电路组成的数控装置, 使输入数据的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现, 均可通过计算机软件来完成。据相关专业人员统计介绍, 我国数控技术起步于1958年, 发展的历程大致可以分为三个阶段。
第一阶段, 从1958年到1979年, 这一阶段被称为封闭式发展阶段。在这个阶段, 由于国外数控技术的封锁和我国的基础条件的局限, 数控技术的发展非常缓慢。
第二阶段, 是在我国“六五”“七五”期间以及“八五”的前期, 被称为引进技术、消化吸收、初步建立起国产化体系阶段。在这个阶段, 因为改革开放和国家的重视, 研究开发环境和国际环境的改善, 我国数控技术的研究、开发等方面都取得了长足的进步。
第三阶段, 是在“九五”期间及以后, 即实施产业化的研究, 进入市场竞争阶段。这个阶段, 我国国产数控设备的产业化取得了实质性进步。在“九五”的末期, 国产数控机床的国内市场占有率达到一半以上, 国产数控系统也达到了10%左右。我国的数控技术已由研究开发阶段向推广应用阶段过渡, 也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。现在已经出现了一批可以数百台成批量生产数控机床、数控系统的企业。在数控技术软件上, 一些单项技术已接近或超过国外的水平。我国通过引进技术、消化吸收和科技攻关、开发自主版权数控系统[2], 为数控设备的产业化奠定了良好的技术基础。
从1995年“九五”以后, 国家从扩大内需启动机床市场, 加强限制进口数控设备的审批, 投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关, 对数控设备生产起到了很大的促进作用, 尤其是在1999年以后, 国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量资金, 使数控设备制造市场一派繁荣。从在国内举办的众多的数控机床展览会上, 也可以看到多品种产品的繁荣景象。我国数控技术发展的这几十年, 数控技术的发展取得了一些较大的成就, 为以后数控技术的长远发展奠定了扎实的基础, 基本掌握了数控技术的核心, 也培养了很多从事数控技术研究、开发、管理的人才[3]。
2 数控加工技术的发展现状
近年来, 随着计算机技术的发展, 数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域, 各工业发达国家投入巨资, 对现代制造技术进行研究开发, 提出了全新的制造模式。在现代制造行业中, 数控技术是关键技术, 具有高精度、高效率、柔性自动化等特点, 对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前, 数控技术正在发生根本性的变革, 由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。由于数控技术关系到国家战略地位, 是体现国家综合国力水平的重要基础性产业, 其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志, 因此, 实现加工机床及生产过程的数字化控制, 已经成为当今制造业的发展方向。机械制造的竞争, 实质上是数控技术的竞争[4]。
现代数控加工技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体, 是现代制造技术的基础。它的发展和运用, 开创了制造业的新时代, 使世界制造业的格局发生了革命性的变化。数控技术的广泛使用给机械制造业的生产方式、产业结构、管理方式带来深刻的变化, 它的关联效益和辐射能力更是难以估计;数控技术是制造业实现自动化、柔性化、智能化、集成化生产的基础, CAD/CAM、FMS、CIMC等技术都是建立在数控技术的基础之上的, 离开了数控技术, 先进制造技术就成了无本之木;数控技术是国防现代化的重要战略物资和商业贸易的重要构成, 工业发达的国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的重要产品进行出口, 世界贸易额逐年增加。数控技术的发展离不开政府等机构的支持, 我国政府也已充分意识到发展数控技术的重要性, 正积极采取各种有效措施大力发展中国的数控产业, 把发展数控技术作为振兴机械工业的重中之重。
当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家, 但我国机床的数控化率仅达到2%左右, 数控化率低, 已有数控机床利用率、开动率低, 这是发展我国21世纪制造业必须首先解决的最主要问题。国家相关部门已投入大量资金用于机床数控化开发与改造。
我国数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等。虽然相比日本FANUC公司、德国西门子公司等国外数控生产厂家, 国产数控生产厂家规模都较小, 但在高速化、高精度化、复合加工新结构机床、高效特殊功能的刀具使用方面以及数控机床的开放性和联网管理技术领域都有较大的进步[5]。
结束语
数控加工技术是现代先进制造技术的核心, 是制造业实现自动化、网络化、智能化、复合化等的基础。随着科学技术的发展, 数控加工技术的发展也会越来越快, 这也就意味着它所需要考虑和处理的技术与非技术问题越来越多。我国数控加工技术发展应根据我国的实际情况, 制定符合国情的总体发展战略, 朝着高速度、高精度化、智能化、数字化和网络化方向发展。在数控加工技术方面, 要强调创新, 强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品, 为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
摘要：随着计算机技术在各个行业中的普遍应用, 我国制造业采用数字化控制技术进行加工制造。近年来, 数控加工技术的不断发展和应用领域的扩大, 尤其是制造能力和水平的提高, 给传统制造业带来了革命性的变化。数控加工技术引领我国制造业进入了一个数字化的时代, 成为现代加工发展的大趋势。
关键词：数控加工技术,应用,发展现状
参考文献
[1] 董笑鹏, 张立娟, 王兵然.浅谈我国数控技术的发展与前景[J].机电产品开发与创新.
[2] 吴义荣, 何超龙.我国数控技术的现状及发展趋势[J].现代制造.
[3] 梁训, 王宣, 周延佑.机床技术发展的新动向.世界制造技术与装备市场.
[4] 王成.浅谈数控加工技术在模具制造中的应用.机电信息, 2010 (18) .
[5] 彭敏新.我国数控技术发展现状分析.中国集体经济.