數控技術是指利用由數字、字符和符號組成的數字指令來實現對壹個或多個機械設備的動作控制的技術。通常控制位置、角度、速度等機械量，以及與機械能流向有關的開關量。數控的出現依賴於數據載體和二進制數據運算的出現。1908，穿孔金屬箔可互換數據載體問世；19年底，發明了以紙張為數據載體，具有輔助功能的控制系統。1938期間，香農在麻省理工學院進行了快速數據計算和傳輸，為現代計算機，包括計算機數控系統奠定了基礎。數控技術是與機床控制緊密結合而發展起來的。1952年，第壹臺數控機床問世，成為世界機械工業史上劃時代的事件，推動了自動化的發展。
現在，數控技術也叫計算機數控技術。目前是利用計算機實現數字程序控制的技術。該技術使用計算機根據預先存儲的控制程序來執行設備的控制功能。由於用計算機代替硬件邏輯電路組成的數控裝置，輸入數據的存儲、處理、運算、邏輯判斷等各種控制功能的實現都可以由計算機軟件來完成。
數控機床是壹種技術密度高、自動化程度高的機電壹體化加工設備。它是計算機、自動控制、自動檢測和精密的綜合應用...加工精度高，質量容易保證，發展前景十分廣闊。因此，掌握數控車床的加工編程技術尤為重要。
數控機床的發展趨勢
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4月19日從第七屆中國國際機床展覽會獲悉，隨著科學技術的不斷發展，數控機床的發展越來越快，數控機床也在向高性能、高精度、高速、高柔性、模塊化方向發展。高性能:隨著數控系統集成度的提高，數控機床也實現了集中控制甚至遠程控制。精度高:數控機床本身的精度和加工零件的精度越來越高，精度保持性更好。高速:數控機床各軸的速度會大大加快。高柔性:數控機床的柔性將向自動化程度更高的方向發展，管理、物流和相應的輔助機器將集成到柔性制造系統中。模塊化:為了縮短周期，降低成本，數控機床必須向模塊化方向發展，這對制造商和客戶都有利。雖然近年來我國數控機床發展迅速，但與國際先進水平仍有壹定差距，主要表現在可靠性差、外觀質量差、產品開發周期長、適應性差。為縮小與世界先進水平的差距，有關專家建議機床企業重點做好以下六個方面的工作:1。加大質量工程的實施力度，提高數控機床的無故障率。2.緊跟國際水平，使數控機床向高效率、高精度方向發展。3.提高成套設計開發能力並取得突破。4.發揮服務優勢，擴大市場份額。5.多品種制造，滿足不同層次的用戶。6.模塊化設計，縮短開發周期，快速響應市場。數控機床的用途越來越廣，國內外市場容量越來越大，但競爭也會加劇。只有緊跟先進技術進步的大方向，不斷創新，才能趕上世界先進水平。中國冶金報
數控技術與裝備的發展趨勢及對策
1數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不僅給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的標誌，而且在壹些重要行業(it、汽車、輕工、醫療等)的發展中發揮著越來越重要的作用。)隨著數控技術的不斷發展和應用領域的不斷擴大，因為這些行業所需設備的數字化已經成為現代發展的大趨勢。從世界數控技術及其裝備的發展趨勢來看，其主要研究熱點有[1 ~ 4]。
1.1高速高精度加工技術與裝備的新趨勢
效率和質量是先進制造技術的主要組成部分。高速高精加工技術可以大大提高效率，提高產品質量和檔次，縮短生產周期，提高市場競爭力。因此，日本先進技術研究協會將其列為現代制造五大技術之壹，cirp將其確定為21世紀的中心研究方向之壹。
在汽車工業領域，每年30萬輛汽車的生產周期是40秒，多品種加工是汽車裝備必須解決的關鍵問題之壹。在航空航天領域，加工的零件多為薄壁薄筋，剛度差，材料為鋁或鋁合金。只有在高切削速度和小切削力的條件下，才能加工出這些筋和壁。最近采用“挖空”大型整體鋁合金毛坯的方法制造機翼、機身等大型部件，而不是通過眾多的鉚釘、螺釘等連接方式組裝多個部件，使部件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工設備提出了高速、高精度、高柔性的要求。
根據emo2001的展示，高速加工中心的進給速度可以達到80m/min甚至更高，空轉速度可以達到100m/min左右。目前，世界上許多汽車廠，包括中國的上海通用汽車公司，都用高速加工中心組成的生產線部分替代了組合機床。美國辛辛那提公司hypermach機床最大進給速度60m/min，快速度100m/min，加速度2g，主軸轉速達到了60 000r/min。加工壹個薄壁飛機零件只需要30分鐘，而在普通高速銑床上加工同樣的零件需要3個小時，在普通銑床上需要8個小時。德國dmg公司生產的雙軸車床主軸轉速和加速度分別達到12*！000轉/毫米和1克。
在加工精度方面，近10年，普通數控機床加工精度從10μm提高到5μm，精密加工中心從3 ~ 5μ m提高到1 ~ 1.5μ m，超精密加工精度開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面，國外數控裝置的mtbf值達到了6 000h以上，伺服系統的mtbf值達到了30000h以上，表現出了非常高的可靠性。
為了實現高速、高精度加工，電主軸、直線電機等配套功能部件發展迅速，應用領域進壹步擴大。
1.2五軸聯動加工和復合加工機床迅速發展。
利用五軸聯動加工三維曲面零件，刀具可以切削出最佳的幾何形狀，不僅光潔度高，而且效率大大提高。壹般來說，1五軸聯動機床的效率可以和2臺三軸聯動機床的效率相當，尤其是立方氮化硼這種超硬材料銑刀用於高速銑削淬硬鋼零件時，五軸聯動加工比三軸聯動加工能帶來更大的效益。但過去由於五軸數控系統和主機結構復雜，編程技術難度大，其價格比三軸數控機床高出數倍，制約了五軸數控機床的發展。
目前，由於電主軸的出現，用於5軸聯動加工的復合軸頭結構大大簡化，其制造難度和成本大大降低，數控系統的價格差距縮小。從而推動了復合軸頭式五軸聯動機床和復合加工機床(包括五面加工機床)的發展。
在emo2001展會上，NIKO的5面加工機床采用了復合主軸頭，可以實現4個垂直面和任意角度的加工，使5面加工和5軸加工可以在同壹臺機床上實現，還可以實現斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出的Dmuvoution系列加工中心可在壹次裝夾下進行5面加工和5軸聯動加工，並可由cnc系統或cad/cam直接或間接控制。
1.3智能化、開放性和網絡化已成為當代數控系統發展的主要趨勢。
21世紀的數控設備將是壹個智能系統，它包括數控系統中的各個方面:為了追求加工效率和加工質量的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數的自動生成；為了提高驅動性能和易於連接的智能化，如前饋控制、電機參數自適應運行、負載自動識別、自動選型、自校正等。簡化編程，簡化操作的智能化，比如智能自動編程，智能人機界面；還有智能診斷，智能監控，方便系統診斷和維護等。
為了解決封閉的傳統數控系統和工業化生產數控應用軟件存在的問題。目前，許多國家都在研究開放式數控系統，如美國的NGC(下壹代工作站/機床控制)、歐洲的OSACA(自動化系統內控制的開放式系統結構)、日本的Osec(控制器的開放式系統環境)、中國的onc(開放式數控系統)等。數控系統的開放性已經成為數控系統的未來。所謂開放式數控系統，是指數控系統的開發可以在統壹的操作平臺上面向機床制造商和最終用戶。通過改變、增加或削減結構對象(數控功能)，可以形成系列化，用戶的特殊應用和技術訣竅可以方便地集成到控制系統中，從而快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成個性鮮明的名牌產品。目前，開放式數控系統的體系結構規範、通信規範、配置規範、運行平臺、數控系統函數庫和數控系統功能軟件開發工具是當前研究的核心。
網絡化數控設備是近兩年國際知名機床博覽會上的壹個新亮點。數控設備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統和制造企業的信息集成需求，也是實現敏捷制造、虛擬企業和全球制造等新型制造模式的基本單元。國內外壹些知名數控機床和數控系統制造公司近兩年推出了相關的新概念和樣機，如mazak Yamazaki在emo2001展出的“cyberproduction center”(簡稱CPC)；日本大間機床公司展出“it廣場”(信息技術廣場，簡稱it廣場)；德國西門子公司展示的開放式制造環境(ome)反映了數控機床加工走向網絡化的趨勢。
1.4重視新技術標準和規範的建立。
1.4.1數控系統設計與開發代碼
如上所述，開放式數控系統具有更好的通用性、靈活性、適應性和可擴展性。美國、歐洲和日本相繼實施戰略發展計劃，研究制定開放式體系結構數控系統規範(omac、osaca和osec)。世界上最大的三個經濟體在短時間內制定了幾乎相同的科學計劃和規範，這預示著數控技術新的變革時期的到來。2000年，我國也開始研究制定我國onc數控系統的標準框架。
1.4.2關於數控標準
數控標準是制造業信息化發展的趨勢。在數控技術誕生後的50年裏，信息交換是基於iso6983標準，即用G和M代碼來描述如何加工，其本質特征是面向加工過程。顯然，它已經不能滿足現代數控技術快速發展的需要。因此，國際上正在研究制定新的數控系統標準ISO 14649 (Step-NC ),旨在提供壹種不依賴於特定系統、能夠描述產品全生命周期統壹數據模型的中性機制，從而實現整個制造過程乃至各個工業領域的產品信息標準化。
step-nc的出現可能是數控技術領域的壹次革命，將對數控技術乃至整個制造業的發展產生深遠的影響。首先，step-nc提出了全新的制造理念。在傳統的制造觀念中，數控加工程序都集中在單臺計算機上。在新標準下，數控程序可以在網上發布，這是數控技術開放和網絡化發展的方向。其次，step-nc系統可以大大減少加工圖紙(約75%)、編程時間(約35%)和加工時間(約50%)。
目前歐美國家對step-nc的研究非常重視，歐洲發起了step-nc的ims計劃(1999.1.1 ~ 2001.12.31)。來自歐洲和日本的20個cad/cam/capp/cnc用戶、制造商和學術機構參加了這個項目。Step tools是壹家美國公司，是制造數據交換軟件的全球開發商。他開發了數控機床信息交換的超級模型，目標是用統壹的規範描述所有的加工過程。目前，這種新的數據交換格式已經在裝有西門子、fidia和歐洲osaca-nc數控系統的樣機上得到驗證。
2.中國數控技術及其產業發展的基本估計
中國數控技術從1958開始，近50年的發展歷程大致可以分為三個階段:第壹階段是從1958到1979，即封閉發展階段。現階段，由於國外的技術封鎖和我國基礎條件的限制，數控技術的發展相對緩慢。第二階段是在六五、七五時期和八五前期，即引進技術、消化吸收、初步建立國產化體系的階段。在這壹階段，由於改革開放和國家的重視，以及研發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研發和產品的國產化取得了長足的進步。第三階段是八五、九五後期，即進行產業化研究，進入市場競爭。現階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進展。“九五”末，國產數控機床國內市場占有率達到50%，國產數控系統(普及型)也達到10%。
縱觀我國數控技術50年來的發展，特別是經過四個五年計劃，總體上取得了以下成就。
a奠定了數控技術的發展基礎，基本掌握了現代數控技術。目前，我國已基本掌握了數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其附件的基礎技術，大部分已具備商業化發展的基礎，部分技術已實現商業化和產業化。
B.數控產業基地初步形成。在攻關和部分技術商品化的基礎上，建立了華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統制造商。蘭州電機廠、華中數控等伺服系統和伺服電機廠商，以及北京第壹機床廠、濟南第壹機床廠等數控主機廠商。這些工廠基本形成了中國的數控產業基地。
建立了壹支數控研究、開發和管理人員的基本隊伍。
雖然數控技術的研發和產業化取得了很大進展，但我們也應該清醒地認識到，我國高端數控技術的研發，特別是產業化方面的技術水平，與我國的實際需求還有很大差距。雖然縱向看中國的發展速度很快，但橫向比(與國外相比)不僅在技術水平上有差距，在某些方面也有發展速度上的差距，即壹些高精尖數控設備的技術水平差距有擴大的趨勢。國際上對中國數控技術水平和產業化水平的估計大致如下。
a從技術水平來說，比國外先進水平大約落後10 ~ 15年，從高精尖技術來說就更大了。
b產業化水平，市場占有率低，品種覆蓋面小，尚未形成規模化生產；功能部件專業化生產水平和成套能力低；外觀質量比較差；可靠性不高，商業化程度不足；國產數控系統尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。
C.在可持續發展能力上，競爭前數控技術的研究、開發和工程能力薄弱；數控技術的應用領域沒有得到大力拓展；相關標準規範的研究制定相對滯後。
造成上述差距的主要原因如下。
A.認知。對國內數控產業進程的艱巨性、復雜性和長期性認識不足；對市場不規範、外國封鎖和扼殺、體制困難估計不足；對我國數控技術的應用水平和能力分析不足。
B.系統方面。多從技術角度關註數控產業化問題，少從系統和產業鏈角度關註數控產業化問題；沒有完整的高質量的配套體系，完善的培訓和服務網絡等配套體系。
C.機制。機制不好造成人才流失，制約了技術和技術路線、產品的創新，制約了規劃的有效實施，往往是理想的，難以實施的。
D.技術方面。企業在技術上的自主創新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標準落後，水平低，對數控系統新標準的研究不夠。
3中國數控技術及產業化發展的戰略思考
3.1戰略考慮
我國是制造業大國，在世界產業轉移中應盡量接受前端轉移而不是後端轉移，即掌握先進的制造業核心技術，否則在新壹輪國際產業結構調整中，我國制造業將進壹步“空心化”。以資源、環境和市場為代價，我們可能只能得到世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而不是擁有核心技術的制造業中心地位，這將嚴重影響我國現代制造業的發展進程。
我們應該從國家安全戰略的角度關註數控技術和產業問題。首先，從社會保障的角度來看，由於制造業是我國就業人口最多的行業，發展制造業不僅可以提高人民生活水平，還可以緩解我國就業壓力，保證社會穩定。其次，西方發達國家從國防安全角度出發，將高技術數控產品列為國家戰略物資，對我國實行禁運和限制。“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例子。
3.2發展戰略
從我國基本國情出發，以國家戰略需求和國民經濟市場需求為導向，以提高我國制造裝備產業綜合競爭力和產業化水平為目標，選擇21世紀初能夠引領我國制造裝備產業發展升級的關鍵技術，以及支撐產業化發展的配套技術和支撐技術作為研發內容，實現我國制造裝備產業的跨越式發展。
強調以市場需求為導向，即以數控終端產品為主，整機(如數控車床、銑床、高速高精數控機床、典型數字機械、重點行業關鍵設備等。)帶動了數控行業的發展。重點解決數控系統及相關功能部件(數字伺服系統和電機、高速電主軸系統及新型設備附件等)的可靠性和生產規模。).沒有規模，就不會有高可靠性的產品；沒有規模，就不會有低價有競爭力的產品；當然，沒有中國規模的數控設備最終也很難有光明的前途。
在高技術裝備的研發中，要強調產、學、研和最終用戶的緊密結合，以“造、用、銷”為目標，根據國家的意誌進行重點研究，解決國家的燃眉之急。
在賽前數控技術方面，強調創新和研發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。