我國數(shù)控發(fā)展簡況自改革開放以來，我國數(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“六五”（1981～1985）規(guī)劃引進(jìn)國外技術(shù)、“七五”（1986～1990）規(guī)劃對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，“八五”（1991～1995）規(guī)劃由國家組織科技攻關(guān)對自主版權(quán)數(shù)控的開發(fā)及“九五”（1996～2000）規(guī)劃國家組織產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)等各個階段實施，開發(fā)了具有我國自主版權(quán)的兩個基本系統(tǒng)（即平臺），四種數(shù)控系統(tǒng)及其派生產(chǎn)品。它們是，中華Ⅰ型（中國珠峰公司）、航天Ⅰ型（航天數(shù)控集團公司）、藍(lán)天Ⅰ型（中科院沈陽計算所）、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)成硬件平臺而進(jìn)行開發(fā)的。航天Ⅰ型是利用PC機的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計了與通用PC兼容的微機、加上數(shù)控通用/專用模板，構(gòu)成了單機數(shù)控系統(tǒng)，在這個基礎(chǔ)上，再與通用PC機互連，構(gòu)成了典型的前/后臺結(jié)構(gòu)的多機系統(tǒng)。藍(lán)天Ⅰ型是在原7500系列的高檔數(shù)控的基礎(chǔ)上，通過大規(guī)?？删幊涕T陣芯片（EPLD）二次集成的，縮小化設(shè)計后與通用PC互連，構(gòu)成了8500系列多機系統(tǒng)。這些高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)成功，使我國數(shù)控技術(shù)有了長足的進(jìn)步，也給我國數(shù)控發(fā)展帶來了新的機遇，如今隨著芯片技術(shù)及計算機系統(tǒng)的高速發(fā)展，利用通用微機系統(tǒng)設(shè)計開放式結(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)動功能，聯(lián)動軸數(shù)可在五軸以上，這說明在新一代數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)研制上，我們與國外已站到了同一起跑線上，徹底改變了我國數(shù)控機床裝備的數(shù)控系統(tǒng)，長期以來對國外的依賴性，同時高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)成功，也為我國高檔數(shù)控機床的發(fā)展提供了有力保障?，F(xiàn)在，我們已能夠自行開發(fā)出國產(chǎn)數(shù)控機床所需要的各種類型的數(shù)控系統(tǒng)。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)不論是經(jīng)濟型數(shù)控，還是普及型（中檔數(shù)控）及高級型（高檔數(shù)控），近幾年來已進(jìn)入中、小批量的生產(chǎn)并得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然，經(jīng)濟型數(shù)控仍是我國應(yīng)用面*大的系統(tǒng)，在10來年時間內(nèi)，全國約有2萬多臺普通機床改造成經(jīng)濟型數(shù)控機床（以車床為主）。用普及型和高檔數(shù)控系統(tǒng)對普通機床和傳統(tǒng)機床，對進(jìn)口機床及技術(shù)老化的機床或二手機床進(jìn)行改造，在近幾年來也有顯著的經(jīng)濟效益，例如：藍(lán)天高檔數(shù)控國家工程研究中心，在批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，已向機床行業(yè)提供了200余臺高中檔為主的CNC產(chǎn)品與機床配套，不僅與國內(nèi)10多個機床廠家的加工中心、車削中心、數(shù)控車床、數(shù)控銑床等20多種數(shù)控機床配套，同時也支持與完成了國家重大數(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第三機床廠的“S3FMC01盤套類柔性制造單元”、協(xié)同沈陽**機床廠成功裝備了我國**臺雙過程曲軸銑床，協(xié)同中科院長春光機所成功裝備了我國**臺數(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，對東方電機廠（國產(chǎn)大型發(fā)電設(shè)備制造重點企業(yè)）的10臺重型機床和中型機床及其他企業(yè)中的幾十臺關(guān)鍵設(shè)備，進(jìn)行數(shù)控化改造，使之成為普及型和高級型數(shù)控機床。

　　更為可喜的是，利用高檔數(shù)控國家工程研究中心的高檔數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢與北京凱奇數(shù)控設(shè)備成套公司的伺服系統(tǒng)的優(yōu)勢，聯(lián)合開發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng)（NC-100系統(tǒng)），已成功地向國外出口，于1998年開始對俄羅斯出口80套，實現(xiàn)了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)由進(jìn)口到出口的轉(zhuǎn)折。它標(biāo)志著我國高檔數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)水平已達(dá)到參與國際市場競爭的新階段，是我國數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展中的質(zhì)的飛躍。

　　目前，我國數(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，研制成功的四種基型各有優(yōu)點。但就開放性這一點來看，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)的平臺問題，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)計的水平，沒有進(jìn)一步利用面向?qū)ο蟆④浖?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)展我國數(shù)控技術(shù)方面，在通用PC機體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，制定開放式數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的問題尤為重要。

　　針對國內(nèi)外發(fā)展開放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和問題，我國的一些高等院校對此進(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，以通用微機作為數(shù)控平臺，利用自身軟件開發(fā)優(yōu)勢，建立以標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用程序接口，統(tǒng)一的實時通信系統(tǒng)，動態(tài)實時配置系統(tǒng)為主要內(nèi)容的系統(tǒng)平臺和以功能元為基礎(chǔ)的系統(tǒng)參考結(jié)構(gòu)，直接提高了數(shù)控系統(tǒng)對不同需求的適應(yīng)性，規(guī)范了系統(tǒng)的實現(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)展趨勢當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)主要呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢：1高精、高速、高效的加工在金切加工中、數(shù)控機床已經(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)控機床制造的幾何精度和良好的結(jié)構(gòu)特性外，可通過減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用一定的補償技術(shù)來實現(xiàn)，同時必須具備高精度的位置檢測系統(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)在精度上高出一個數(shù)量級）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間，縮短非切削時間。具體來說，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)軸快速移動速度（即進(jìn)給速度），縮短換刀時間（在加工中心的自動刀具交換中）及工作臺交換（在FMC中的自動交換工作臺）的時間。

　　對主軸轉(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，相繼出現(xiàn)12000～50000R/min甚至有超高速（超過50000R/min）的加工中心機床出現(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，使用該機床，結(jié)合陶瓷刀具，加工NAC55鋼模具只需12～13min，而在普通機床上要9h才完成，很明顯高速切削帶來了高效的加工。

　　對進(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驅(qū)動，在重型或大型的數(shù)控機床上，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間。

　　加工中心的快速換刀和FMC上的縮短工作臺交換時間，近些年來也有較大進(jìn)展。通過換刀機構(gòu)的改進(jìn)，使換刀時間由5～10s減少到2～4s，有的甚至達(dá)到0.5～1s.而工作臺交換時間也由過去的12～20s，減少到6～10s，*快可達(dá)到2.5s以內(nèi)，這使輔助時間縮減到*小。

　　高可靠性數(shù)控系統(tǒng)的可靠性是數(shù)控機床質(zhì)量的一項關(guān)鍵性指標(biāo)，常以MTBF（平均無故障工作時間）來衡量。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。

　　增強通訊聯(lián)網(wǎng)的能力在數(shù)控系統(tǒng)上開發(fā)多個通訊接口和多級通訊功能滿足進(jìn)線和聯(lián)網(wǎng)的不同需要，使之不僅具有串行、DNC等點對點的通訊，還支持制造自動化協(xié)議（MAP）及以太網(wǎng)等多種通用和專用的網(wǎng)絡(luò)操作，成為工廠自動化的基礎(chǔ)設(shè)備。

　　加強標(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，為機床制造廠或用戶提供一個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)控向通用計算機即開放式體系結(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)，建立一個帶有網(wǎng)絡(luò)通信功能并具有統(tǒng)一軟件、硬件平臺結(jié)構(gòu)的開放式系統(tǒng)。增強網(wǎng)絡(luò)功能可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)制造、異地制造、遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)，加強了工廠對加工信息的傳輸和管理，提高了機加工自動化程度及遠(yuǎn)程監(jiān)控，生產(chǎn)廠可通過廣域網(wǎng)或電話網(wǎng)對數(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)展和計算機應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的，幾乎包含在數(shù)控系統(tǒng)的各個方面：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)從加工中檢測必要的信息，來自動調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)、改善系統(tǒng)運行狀態(tài)，達(dá)到*佳的運行。引入專家系統(tǒng)以建立工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐指導(dǎo)加工，如，目前已開發(fā)出用于電加工機床的模糊邏輯控制和帶自學(xué)習(xí)機功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。以智能化數(shù)字伺服驅(qū)動裝置，應(yīng)用前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負(fù)載、自動調(diào)整參數(shù)等來提高伺服系統(tǒng)性能。由會話式編程到面向車間的編程及智能化自動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界面，均是數(shù)控系統(tǒng)在簡化編程，簡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)智能檢測監(jiān)控系統(tǒng)，將會大大加強了數(shù)控系統(tǒng)智能化的程度。