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浅谈数控技术的发展现状及趋势

摘要：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性

的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的

高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋

势。

数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量

技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多

学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的

一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂

零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信

息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核

心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。

关键字：数控技术现状趋势

一、国内外数控技术的发展现状

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。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，

CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据

经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手

工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。

CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程

中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及

多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、

进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参

数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调

整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定

量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，

传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，

限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂

的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造

技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地

位的重要途径。

二、数控技术的发展趋势

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。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

高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。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，不仅大力发展

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。因此大力发展以数控

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，提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是

用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，其技术

范围覆盖很多领域：①机械制造技术；②信息处理、加工、

传输技术；③自动控制技术；④伺服驱动技术；⑤传感器技

术；⑥软件技术等。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，

其主要研究热点有以下几个方面。

（一）高速、高精度化

高速切削加工不仅可以提高生产效率，而且可以改善加

工质量，所以自20世纪90年代初以来，便成为机床技术重

要的发展方向。各国相继推出了许多主轴转速10000r／min

至60000r／min以上的加工中心和数控铣床。高速切削加

工正与硬切削加工、于切削和准干切削加工以及超精密切削

加工相结合；正从铣削向车、钻、镗等其他工艺扩展；正向

较大切削负荷方向发展。

高速加工对机床和功能部件的要求是：主轴功能部件的

速度应