数控机床的发展史及其新技术的发展

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇数控机床的发展史及其新技术的发展范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

工业发达国家把提高制造业的水平作为其提高综合实力和竞争力的重要手段，数控机床是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。随着科学技术的迅猛发展，制造业正在向自动化、柔性化、集成化、智能化方向发展，CAD/CAM、FMS、CIMS、IMS等先进制造技术正日益在制造业中得到广泛而深入的应用。而这些技术和系统均是以数控技术和数控机床为基础的。因此，数控机床是先进制造技术的重要载体，数控机床的技术水平，尤其是高精尖产品的技术水平，已成为衡量一个国家综合国力的重要组成部分。从技术指标方面介绍了国内外数控机床技术的现状和发展动向。数控机床技术在我国已进入高速发展时期，国产数控机床已占有较大市场份额，但在中高档领域还主要靠进口，高精尖数控技术方面仍处于模仿阶段。

一、数控机床的发展历史

1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力的劳动的工具。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国麻省理工大学研制了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。

二、我国数控技术的发展及现状

我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为三个阶段：第一阶段从1958～1979年，即封闭式发展阶段。由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。第三阶段是在国家“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50%，配国产数控系统（普及型）也达到了10%。目我国数控机床行业所掌握的五轴联动数控技术较成熟，并已有成熟产品走向市场。同时，我国也已进人世界高速数控机床生产国和高精度精密数控机床生产国的行列。在CIMT2003上，中国内地共展出机床700多台，在600多台金属切削机床和近100台金属成形机床展品中，数控机床分别占75%和54%。这既体现了中国机床市场的需求趋势，也反映了中国在数控机床产业化方面取得了突破性进展。目前我国占据市场的产品主要集中在经济型产品上，而在中档、高档产品上市场比例仍然很小，与国外一先进产品相比，在可靠性、稳定性、速度和精度等方面均存在较大差距。

三、数控系统中的新技术

（一）网络化数控系统平台

1.网络化数控系统平台的基本结构。

（1）系统软件。机床网联可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可以在任何一台机床上对其他机床机进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。通过开放式的CNC同环球网的连接，车间能够从跟踪到收集机床生产情况等更多的信息。Pro/Engineer北航海尔CAXA等CAD/CAM软件能够依据零件CAD轮廓生成相应的加工轨迹，生成数控代码程序。这些代码通过网络发给机床进行加工。网络数控通过网络将制造单元和控制部件相连，活将制造过程所需要资源（如加工程序、机床、工具、监测监控仪器等）共享。

（2）系统硬件。系统硬件包括组成的各种物理实体。系统硬件对外部的表象和接口可以是一致的，也可以通过设备驱动程序使之与操作系统分隔。系统硬件各部分通过信息管理网络和开放设备及网络互连，传递命令和数据信息，并行完成数控任务。对于数控系统硬件来讲，开放性主要是指其计算机、网络、伺服系统及I/O逻辑控制等单元应该具有统一的标准，以实现互换性。要使其硬件具有互换性，全球所有数控系统制造商都认为应该采取现场总线技术。

2.未来数控技术网络化的发展趋势。一种基于移动通信技术的人机协同的新型数字化制造模式，它把无线移动通信技术引进来，创建一种以人为中心的能充分发挥“人的智能”和“及其智能”的分布式人机系统工作模式。车间数字助理（Shop Floor PDA）和新型数控系统构成了这种新型制造模式的两个核心环节。这种专业化的数控PDA可以通过无线局域网和上网，获得车间或单元服务器乃至CAD/CAM技术中心的支持，因而极大地增强了数控系统的功能。

车间数字化是企业制造数字化和信息化的重要基础环节，也是我们所面临的一个难点。企业排除人的参与，完全依靠计算机和自动化技术实现制造业数字化和信息化是不现实的。只有通过把当前无线与移动通信技术引入到制造业中，实现随时随地的信息获取和人机沟通，把人的智能和及其的智能无缝的结合起来，形成以一个人为中心的人机协同的制造模式，将为实现这种崭新的制造模式打下坚实的基础。

（二）数控机床智能控制技术

1.数控机床智能控制技术的必要性。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式系统结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制CNC向多变量智能控制发展，已不适应日益复杂的制造过程。因此，对数控技术实行变革势在必行。数控机床的智能控制技术有：神经网络，模糊控制，人工智能控制。

2.数控机床模糊控制的实现。模糊控制是一种对系统宏观控制的方法，它的基本思想是将操作着的经验和专家的行为过程总结成一些规则，并根据这些规则设计出控制器。模糊控制 系统就是将人的经验总结成预言控制规则，运用模糊理论模拟人的推理与决策，从而实现自动控制的控制系统。模糊控制器本质就是一个采用了模糊控制算法的计算机或芯片，由三个基本的部分构成：①将输入的确切值“模糊化”，成为可用模糊集合描述的变量；②应用语言规则进行模糊推理；③对推理结果进行决策并模糊化（也称清晰化、解模糊），使之转化为确切的控制量。

制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今现金制造技术和装备最核心的技术大力发展以数控技术为核心的先进制造技术是我国加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途经。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。我们要在未来的时期重视数控机床的发展，缩短我们与西方国家的差距。