数控技术及其后处理技术的现状

伯特利数控陈生

一、 国外数控技术发展及现状

1946 年诞生了世界上第一台电子计算机，为人类进入信息社会奠定了基础。1952 年， 计算机技术应用到了机床上， 在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。 近半个世纪以来， 数控机床经历了两个阶段和六代的发展。1.数控 （NC） 阶段 （1952 ～1970年）

当时计算机的运算速度低，不能适应机床实时控制的要求， 人们不得不采用数字逻辑电路 “搭” 成一台机床专用计算机作为数控系统， 被称为硬件连接数控， 简称为数控。随着元器件的发展， 这个阶段历经了三代， 即1952年的第一代——电子管； 1959年的第二代——晶体管； 1965年的第三代——小规模集成电路。

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2.计算机数控 （CNC） 阶段 （1970年～现在）

到1970 年， 通用小型计算机已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件， 从此进入了计算机数控（CNC） 阶段。到1971年， 美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件运算器和控制器， 采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上， 称之为微处理器， 即中央处理单元 （CPU） 。

到1974 年微处理器被应用于数控系统。 这是因为小型计算机功能太强， 控制一台机床能力有富裕。 而且当时的小型机可靠性也不理想。

到了1990年，PC机 （个人计算机） 的性能已发展到很高的阶段， 可以满足作为数控系统核心部件的要求， 数控系统从此进入了基于 PC 的阶段。

目前， 发达国家与发展中国家机床拥有量、年产量中，低（普遍机床） 、 中 （高效自动化机床） 、 高档机床 （NC机床） 之比例不同， 发达国家机床拥有量、 年产量中， 低、 中、 高档机床之比分别为 20： 7： 10 和5： 65： 30， 而发展中国家分别约为80： 17： 3 和70： 25： 5， 因此两者之间的生产率、 劳动生产率相差悬殊。

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二、 国内数控技术发展及现状

回顾我国数控的发展历史， 自1958 年我国研制出第一台电子管式数控系统样机后， 经历了三落三起的发展历程。50—70年代中期， 国内机床制造技术几经努力， 在机械部分已经能与外国进行竞争， 但控制部分却与国际先进技术相差甚远。70 年代末， 由于引进了日本先进技术， 国内数控机床才上了一个台阶。80年代， 国内外汇紧张影响了机床散件进口，再一次的走向下坡路。到 1979年为止，我国 NC 机床无法正式生产， 也无法在生产中正式使用。

我国从 1980 年起， 先后引进了日、 德、 美、 西班牙的NC系统， 各种NC机床， 各类机、 电、 液、 气基础元部件等进行合作生产。采用国外先进产品配置， 学习国外先进生产技术， 有的使用国外关键元部件， 对NC机床的有关主机， NC系统和基础部件进行生产， 由此改变了过去产品质量、 可靠性问题， NC 机床才逐步开始批量生产并正式用于生产制造。在 1980 ～ 2000年间， 我国NC机床在品种上、 技术上、 产量上提高较快， 取得了较大成绩。 1980 年我国NC 机床产量592 台， 至1999 年， 产量达9007 台， 2000年超过一万台。 在品种上， 各类NC 全切机床、 成形机床、 激光加工机床等都能生产， 也较齐全， 在设计、 制造技术上也有了很大提高。许多国产 NC 机床已在广大用户生产现场使用，有的取得了用户的好评。 但由于主机设计本领不过硬， 许多NC机床， 特别是较先进的高性能机床上仍有问题。 我国NC机床的现状， 可用下面 3 句话来描述： “进步很大，问题不少； 拥有量较多， 但利用率不高； 产量较少， 高性能产品缺乏。 ”

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三、 数控技术的发展趋势

为了适应数控机床多品种、 小批量的特点， 机床结构模块化， 数控功能专门化， 机床性能价格比显著提高并加快优化。智能化已成为未来数控技术的发展趋势。智能数控系统通过对影响加工精度和效率的物理量进行检测、 建模、 提取特征、 自动感知加工系统的内部状态及外部环境， 快速做出实现最佳目标的智能决策， 对进给速度、 切削深度、 坐标移动、 主轴转速等工艺参数进行实时控制， 使机床的加工过程处于最佳状态。 机床数控系统的网络化， 为远程监控及网络制造提供了最坚实的基础。

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四、 国内外数控后处理技术的发展现状

后处理技术是数控技术发展的关键技术， 是数控机床应用的瓶颈。它因机床的不同而不同。一般的 CAD/CAM 软件经过设计计算阶段已经得到了刀具轨迹的全部信息， 但为了适应数控机床的要求， 还要进行后置处理， 以得到与数控机床相适应的NC代码数据。

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现在世界上一些软件公司也在这一方面做了很多努力， 美国的EDS 公司、PTC 公司投入大量资金， 做了许多研究， 成功研制出的三维软件像UG、PROE的后处理系统， 应用这些后处理系统， 能生成一些典型数控系统的NC 程序。国内许多应用数控机床的公司都在后处理技术方面做了深入地研究， 像上海大众、 东风公司、 各航空公司等， 不过都是针对不同的系统自行开发研究。生成与数控机床紧密结合的后处理程序， 提高设计效率及加工程序的适用性和可靠性， 取得显著成效， 实现了真正意义上的信息化设计与制造。

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