摘要 本文阐述了我国数控专业的发展趋势，对我国数控加工存在的问题进行了综合的分析，并提出了几点改革的建议。
关键词 数控；趋势；建议
中图分类号TG5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）52-0044-02
1 数控技术的发展
世界上第一台数控机床诞生于1952年。在1946年世界上出现第一台电子计算机以后，美国一家公司，将计算机技术和刚刚发展起来的伺服技术“嫁接”到一台传统铣床上，加工用传统机床无法精确加工的军用直升机螺旋桨曲线截面的样板，取得惊人成功。从此，数控技术与机械制造业相结合，开创了装备工业的新纪元。尽管早期数控系统存在可靠性低、编程极为困难、造价高昂和占地面积数倍于机床等一系列不足之处，但是，美国、日本及其他一些西方国家，还是看到了其诱人的前景，争先恐后进行研制和开发，不断投入科研力量，并从计算机硬件、软件技术和微电子技术的发展中吸取可为数控系统所用的成果。到70年代末、80年代初，也就是经历了近30年的研究、开发和应用的漫长过程，基本解决了上述一系列问题，使数控技术逐步走向成熟。与此同时，日本及一些西方国家政府不失时机地采取各种支持措施，大规模地开始了数控机床应用于机械制造业的各个领域。
2 我国数控技术的发展与趋势
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，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。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，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。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
1）我国数控技术的发展。我国的数控技术发展过程可分为四个阶段：第一个阶段是1958到1965年，开始研究数控铣床（电子管控制、步进电动机和液力放大器拖动的开环系统），处于试制、试用阶段。第二阶段是从1965年开始，研制晶体管数控系统，直到20世纪60年代末和70年代初。这个阶段的特点是，虽然数控机床的数量和品种不多，但是在少数复杂零件的加工中，已开始从试验阶段进入生产试用阶段。第三阶段为1972年到1979年，是数控技术的生产和试用阶段，数控技术在车、铣、钻、镗、齿轮加工、电加工领域开始研究和应用；数控加工中心机床研制成功；数控线切割机床也取得了较大的发展。第四个阶段是1980年以后，是稳定发展的阶段在这个阶段中我国的数控技术水平发展的很快，研发出三轴、四轴和五轴联动的数控系统，研制了具有工艺处理能力的加工中心，数控机床的品种已超过了600多种，其中金属切屑机床的品种的数控化率已经达到20%以上；2）我国数控发展的趋势。随着科学技术的发展，尤其是计算机技术的发展，促使常规的机械制造；技术与精密检测技术、数控技术的相互结合，机械产品的结构越来越合理。其性能、精度和效率更新换代加快，这就对我们的数控加工提出了更高的要求，使数控加工不断朝着高速高精高效化、工艺复合性和多轴化和智能化的方向发展。
（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高；
（2）柔性化。包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能；
（3）工艺复合性和多轴化。以减少工序、辅助时间为主要目的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工；
（4）智能化。早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
3 我国数控发展的现状和遇到的问题
1）数控发展的现状。目前，中国机床工业厂多人众。2000年，金切机床制造厂约358家（20.6万人），成形机床制造厂191家（约6.5万人），共计549家（27.1万人）。其中生产数控金切机床的约150家，生产数控成形机床的约30家，共计约180家，占厂家总数的1/3。2001年金切机床产量19.2万台，内数控金切机床17 521台，约占9%。总的来说，数控机床产量不断增长，2001年为1991年的3.6倍；进口量增长较快，达29倍，出口量有所增加，但数目较小，为4.8倍；数控机床消费量增加较快，达7.9倍。产量满足不了社会发展的需求。从金额上看，2001年数控机床进口17 679台，计14.1亿美元，出口2 509台，计0.44亿美元，进口额为出口额之32倍。进口大、出口小；
2）我国数控机床发展遇到的问题。我国数控机床经历了多年的发展，取得了一定的成就，低档经济型数控机床基本实现自给，但中高档数控机床市场占有率不高，高档重型数控机床大部分仍然依靠进口。的发展步伐。数控机床产品与发达国家著名企业相比仍存在一定差距，产品水平的差距主要体现在：（1）技术创新开发能力薄弱，高级设计开发人才严重缺乏。自80年代初至今20余年来，由国家支持多家主机骨干厂（包括齐二机床），采取引进技术、合作生产，以市场换技术方式对我国机床产品技术水平的提高取得了一定的效果，但由于产品理论支撑不够，基础实验条件缺乏，高级科技人才匮乏，新产品研发仍然主要依靠经验及模仿等手段，尖端核心技术绝大部分还控制在“老外”手里，特别是中高档产品差距依然明显；（2）对行业总体来说，数控产品技术含量不高，产品附加值低，结构不合理，产业化能力不强；（3）机床是工作母机，是装备工业的基础，机床制造企业的装备在装备制造业中理应是最先进的。而实际是，机床企业装备陈旧落后，行业装备数控化率仅是5%，落后于许多行业如：汽车制造、轻纺机械、电站设备、重型通用、工程机械、交通车辆等机械加工制造领域企业。许多大型骨干企业设备平均使用超过20年，用生产普通机床的装备来生产数控机床难以满足要求；（4）由于产品整体质量与国际先进水多年来我国国产机床市场占有率一直不足50%，2006年进口机床的市场占有率仍达55.18%，而数控机床高达70%，特别是高档数控机床高达约90%，这也说明我国机床产业在与国外同行的竞争中仍处于劣势，机床产业的发展步伐滞后于我国国民经济总体水平存在的差距，目前尚没有一个具有国际知名度的名牌；（5）企业的服务意识不强，服务体系不健全，对于中高档数控机床售前售后的服务要求很高，与国外厂商相比，市场开发、研究用户工艺、成套服务、快速反应能力等服务水平均存在很多差距；（6）为主机配套的关键功能部件基础薄弱，质量可靠性差，影响国产数控机床的产业化。
因此，由于差距的存在，只能说明中国是机床制造大国，但不是机床制造强国。对我们机床制造企业来说，目前的发展机遇非常宝贵，但面临的挑战十分严峻，加快发展国产数控机床产业化已刻不容缓。
4 对于我国数控发展的建议
中国今后要加速发展数控机床产业，既要深入总结过往的经验教训，切实改善存在的问题，又要认真学习国外的先进经验，沿正确的道路前进。建议切实做好以下几个方面：中国厂多人众，极需正确的方针、政策对数控机床的发展进行有力的指引。应学习美、德、日经验，政府高度重视、正确决策、大力扶植。在方针政策上，应讲究科学精神、经济实效，以切实提高生产率、劳动生产率为原则。在方法上，深入用户，精通工艺，低中高档并举，学习日本，首先解决量大而广的中档数控机床，批量生产，占领市场，减少进口，扩大出口。在步骤措施上，必须使国产数控系统先进、可靠，狠抓产品质量与配套件过关，打好技术基础。近期重在打基础，建立信誉，扩大国产数控机床的国内市场份额，远期谋求赶超世界先进水平，大步走向世界市场；必须狠抓根本，坚持"以人为本"，加速提高人员素质、培养各种专家人才，从根本上改变目前低效、落后的状态。人是一切事业成败的根本，层层都要重视"培才、选才、用才"，建立学习型企业，树立企业文化，加速培育新人，培训在职人员，建立师徒相传制度，举办各种技术讲座、训练班和专题讨论会，甚至聘请外国专家、顾问等，尽力提高数控。
5 结论
当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力。此外、世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合力。
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