我國(guó)數(shù)控發(fā)展簡(jiǎn)況自改革開放以來(lái)，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的開發(fā)研究有了較快的發(fā)展，尤其是經(jīng)過(guò)“六五”（1981～1985）規(guī)劃引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、“七五”（1986～1990）規(guī)劃對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，“八五”（1991～1995）規(guī)劃由國(guó)家組織科技攻關(guān)對(duì)自主版權(quán)數(shù)控的開發(fā)及“九五”（1996～2000）規(guī)劃國(guó)家組織產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)等各個(gè)階段實(shí)施，開發(fā)了具有我國(guó)自主版權(quán)的兩個(gè)基本系統(tǒng)（即平臺(tái)），四種數(shù)控系統(tǒng)及其派生產(chǎn)品。它們是，中華Ⅰ型（中國(guó)珠峰公司）、航天Ⅰ型（航天數(shù)控集團(tuán)公司）、藍(lán)天Ⅰ型（中科院沈陽(yáng)計(jì)算所）、華中Ⅰ型（華中理工大學(xué)）。其中，中華Ⅰ型、華中Ⅰ型是基于PC+數(shù)控卡構(gòu)成硬件平臺(tái)而進(jìn)行開發(fā)的。航天Ⅰ型是利用PC機(jī)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了與通用PC兼容的微機(jī)、加上數(shù)控通用/專用模板，構(gòu)成了單機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，在這個(gè)基礎(chǔ)上，再與通用PC機(jī)互連，構(gòu)成了典型的前/后臺(tái)結(jié)構(gòu)的多機(jī)系統(tǒng)。藍(lán)天Ⅰ型是在原7500系列的高檔數(shù)控的基礎(chǔ)上，通過(guò)大規(guī)?？删幊涕T陣芯片（EPLD）二次集成的，縮小化設(shè)計(jì)后與通用PC互連，構(gòu)成了8500系列多機(jī)系統(tǒng)。這些高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)成功，使我國(guó)數(shù)控技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，也給我國(guó)數(shù)控發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，如今隨著芯片技術(shù)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的高速發(fā)展，利用通用微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開放式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，把開發(fā)工作轉(zhuǎn)到軟件及算法上，在已開發(fā)的四個(gè)基本系統(tǒng)中都有突破。
上述高檔數(shù)控系統(tǒng)，都具有多軸聯(lián)動(dòng)功能，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)可在五軸以上，這說(shuō)明在新一代數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)研制上，我們與國(guó)外已站到了同一起跑線上，徹底改變了我國(guó)數(shù)控機(jī)床裝備的數(shù)控系統(tǒng)，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)國(guó)外的依賴性，同時(shí)高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)成功，也為我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展提供了有力保障?，F(xiàn)在，我們已能夠自行開發(fā)出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床所需要的各種類型的數(shù)控系統(tǒng)。國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)不論是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控，還是普及型（中檔數(shù)控）及高級(jí)型（高檔數(shù)控），近幾年來(lái)已進(jìn)入中、小批量的生產(chǎn)并得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控仍是我國(guó)應(yīng)用面*大的系統(tǒng)，在10來(lái)年時(shí)間內(nèi)，全國(guó)約有2萬(wàn)多臺(tái)普通機(jī)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床（以車床為主）。用普及型和高檔數(shù)控系統(tǒng)對(duì)普通機(jī)床和傳統(tǒng)機(jī)床，對(duì)進(jìn)口機(jī)床及技術(shù)老化的機(jī)床或二手機(jī)床進(jìn)行改造，在近幾年來(lái)也有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，例如：藍(lán)天高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心，在批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，已向機(jī)床行業(yè)提供了200余臺(tái)高中檔為主的CNC產(chǎn)品與機(jī)床配套，不僅與國(guó)內(nèi)10多個(gè)機(jī)床廠家的加工中心、車削中心、數(shù)控車床、數(shù)控銑床等20多種數(shù)控機(jī)床配套，同時(shí)也支持與完成了國(guó)家重大數(shù)控加工設(shè)備的配套及攻關(guān)。藍(lán)天高檔數(shù)控系統(tǒng)還成功地裝備了沈陽(yáng)第三機(jī)床廠的“S3FMC01盤套類柔性制造單元”、協(xié)同沈陽(yáng)**機(jī)床廠成功裝備了我國(guó)**臺(tái)雙過(guò)程曲軸銑床，協(xié)同中科院長(zhǎng)春光機(jī)所成功裝備了我國(guó)**臺(tái)數(shù)控非球面光學(xué)鏡片加工中心等等。又如，華中數(shù)控公司，對(duì)東方電機(jī)廠（國(guó)產(chǎn)大型發(fā)電設(shè)備制造重點(diǎn)企業(yè)）的10臺(tái)重型機(jī)床和中型機(jī)床及其他企業(yè)中的幾十臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備，進(jìn)行數(shù)控化改造，使之成為普及型和高級(jí)型數(shù)控機(jī)床。
更為可喜的是，利用高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心的高檔數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與北京凱奇數(shù)控設(shè)備成套公司的伺服系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合開發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng)（NC-100系統(tǒng)），已成功地向國(guó)外出口，于1998年開始對(duì)俄羅斯出口80套，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)由進(jìn)口到出口的轉(zhuǎn)折。它標(biāo)志著我國(guó)高檔數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)水平已達(dá)到參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新階段，是我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展中的質(zhì)的飛躍。
目前，我國(guó)數(shù)控技術(shù)在基于PC的新一代開放式控制系統(tǒng)已有相當(dāng)大的轉(zhuǎn)機(jī)，研制成功的四種基型各有優(yōu)點(diǎn)。但就開放性這一點(diǎn)來(lái)看，它們還未具備開放式控制系統(tǒng)的本質(zhì)特性，各系統(tǒng)所采用的體系結(jié)構(gòu)并不一致，尚未解決開放式控制系統(tǒng)的平臺(tái)問(wèn)題，相互間缺乏兼容性和互換性。
顯然，系統(tǒng)的軟硬件還談不上可移植性和互操作性，從軟件開發(fā)上言僅處于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的水平，沒(méi)有進(jìn)一步利用面向?qū)ο?、軟件?fù)用，二次開發(fā)等軟件工程中的新技術(shù)，致使應(yīng)用系統(tǒng)的開放性與開放式控制系統(tǒng)的要求相差甚遠(yuǎn)。為此，在進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)數(shù)控技術(shù)方面，在通用PC機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，制定開放式數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的問(wèn)題尤為重要。
針對(duì)國(guó)內(nèi)外發(fā)展開放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和問(wèn)題，我國(guó)的一些高等院校對(duì)此進(jìn)行了積極的研制開發(fā)工作，上海交通大學(xué)生產(chǎn)系統(tǒng)和控制研究所，以通用微機(jī)作為數(shù)控平臺(tái)，利用自身軟件開發(fā)優(yōu)勢(shì)，建立以標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用程序接口，統(tǒng)一的實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)配置系統(tǒng)為主要內(nèi)容的系統(tǒng)平臺(tái)和以功能元為基礎(chǔ)的系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)，直接提高了數(shù)控系統(tǒng)對(duì)不同需求的適應(yīng)性，規(guī)范了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式，已很好地應(yīng)用在數(shù)控車床改造上。
數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)主要呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)：1高精、高速、高效的加工在金切加工中、數(shù)控機(jī)床已經(jīng)是半精加工和精加工的關(guān)鍵設(shè)備。為進(jìn)一步提高精度，除了保證數(shù)控機(jī)床制造的幾何精度和良好的結(jié)構(gòu)特性外，可通過(guò)減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用一定的補(bǔ)償技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)必須具備高精度的位置檢測(cè)系統(tǒng)和高性能的伺服系統(tǒng)。脈沖當(dāng)量為0.1μ（比現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)在精度上高出一個(gè)數(shù)量級(jí)）的高性能數(shù)控系統(tǒng)和全數(shù)字伺服系統(tǒng)的研制開發(fā)，將直接促進(jìn)數(shù)控機(jī)床的定位精度和加工精度的提高，也成為超精加工技術(shù)中不可缺少的控制裝置。提高生產(chǎn)率是數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展中追求的基本目標(biāo)之一，首先必須提高切削速度和進(jìn)給速度，而且還要減少輔助時(shí)間，縮短非切削時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，就是提高主軸轉(zhuǎn)速（這是提高切削速度的*直接有效的方法），提高各坐標(biāo)軸快速移動(dòng)速度（即進(jìn)給速度），縮短換刀時(shí)間（在加工中心的自動(dòng)刀具交換中）及工作臺(tái)交換（在FMC中的自動(dòng)交換工作臺(tái)）的時(shí)間。
對(duì)主軸轉(zhuǎn)速言，在80年代中期普遍為4000～6000R/min，而后期進(jìn)入到8000～12000R/min，90年代以來(lái)，相繼出現(xiàn)12000～50000R/min甚至有超高速（超過(guò)50000R/min）的加工中心機(jī)床出現(xiàn)，例如日本新瀉鐵工所的VZ40立式加工中心，主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)50000R/min，使用該機(jī)床，結(jié)合陶瓷刀具，加工NAC55鋼模具只需12～13min，而在普通機(jī)床上要9h才完成，很明顯高速切削帶來(lái)了高效的加工。
對(duì)進(jìn)給速度言，由于伺服系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，各坐標(biāo)軸快速移動(dòng)速度已由10年前的15～24m/min提高到現(xiàn)在的30～40m/min，配合高性能的數(shù)控系統(tǒng)和具有優(yōu)越的加、減速特性的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在重型或大型的數(shù)控機(jī)床上，高速的空行程可達(dá)到40m/min以上至100m/min，從而大大減少了非切削時(shí)間。
加工中心的快速換刀和FMC上的縮短工作臺(tái)交換時(shí)間，近些年來(lái)也有較大進(jìn)展。通過(guò)換刀機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，使換刀時(shí)間由5～10s減少到2～4s，有的甚至達(dá)到0.5～1s.而工作臺(tái)交換時(shí)間也由過(guò)去的12～20s，減少到6～10s，*快可達(dá)到2.5s以內(nèi)，這使輔助時(shí)間縮減到*小。
高可靠性數(shù)控系統(tǒng)的可靠性是數(shù)控機(jī)床質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)，常以MTBF（平均無(wú)故障工作時(shí)間）來(lái)衡量。隨著元器件集成度的提高，其可靠性指標(biāo)MTBF已由80年代的大于10000h，提高至90年代1的30000～50000h，基于PC的新一代數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)成功，其可靠性指標(biāo)MTBF已達(dá)10年以上。
增強(qiáng)通訊聯(lián)網(wǎng)的能力在數(shù)控系統(tǒng)上開發(fā)多個(gè)通訊接口和多級(jí)通訊功能滿足進(jìn)線和聯(lián)網(wǎng)的不同需要，使之不僅具有串行、DNC等點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊，還支持制造自動(dòng)化協(xié)議（MAP）及以太網(wǎng)等多種通用和專用的網(wǎng)絡(luò)操作，成為工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)設(shè)備。
加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化和開放性為使基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重要一翼，形成產(chǎn)業(yè)、不斷適應(yīng)制造業(yè)發(fā)展的需要，必須在通用PC機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，制定必要的技術(shù)規(guī)范，按現(xiàn)代控制系統(tǒng)要求，使硬件的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有兼容性，使軟件層次結(jié)構(gòu)、控制流程、接口及模塊結(jié)構(gòu)等規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，為機(jī)床制造廠或用戶提供一個(gè)良好的開放性和開發(fā)環(huán)境。
網(wǎng)絡(luò)數(shù)控網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控是數(shù)控向通用計(jì)算機(jī)即開放式體系結(jié)構(gòu)方向的發(fā)展。在開放式體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)下，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立一個(gè)帶有網(wǎng)絡(luò)通信功能并具有統(tǒng)一軟件、硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)的開放式系統(tǒng)。增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)制造、異地制造、遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)，加強(qiáng)了工廠對(duì)加工信息的傳輸和管理，提高了機(jī)加工自動(dòng)化程度及遠(yuǎn)程監(jiān)控，生產(chǎn)廠可通過(guò)廣域網(wǎng)或電話網(wǎng)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行診斷和維護(hù)。
智能化數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度是和人工智能技術(shù)發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的，幾乎包含在數(shù)控系統(tǒng)的各個(gè)方面：為提高加工的質(zhì)量和加工效率，利用自適應(yīng)控制技術(shù)從加工中檢測(cè)必要的信息，來(lái)自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)、改善系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到*佳的運(yùn)行。引入專家系統(tǒng)以建立工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐指導(dǎo)加工，如，目前已開發(fā)出用于電加工機(jī)床的模糊邏輯控制和帶自學(xué)習(xí)機(jī)功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。以智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置，應(yīng)用前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載、自動(dòng)調(diào)整參數(shù)等來(lái)提高伺服系統(tǒng)性能。由會(huì)話式編程到面向車間的編程及智能化自動(dòng)編程和從觸摸式屏幕操作，到“傻瓜”系統(tǒng)的推出及智能化的人機(jī)界面，均是數(shù)控系統(tǒng)在簡(jiǎn)化編程，簡(jiǎn)化操作方面的智能化進(jìn)程。*后，應(yīng)用分布式人工智能（DAI）技術(shù)，用Agent（智能體）元素開發(fā)智能檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，將會(huì)大大加強(qiáng)了數(shù)控系統(tǒng)智能化的程度。
