數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，cad/cam與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，cnc只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)cad/cam及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。cad/cam和cnc之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中cnc只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正cad/cam中的設(shè)定量，因而影響cnc的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)cnc系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了cnc向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。

2　數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1　性能發(fā)展方向

(1)高速高精高效化　速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化　包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。

(3)工藝復(fù)合性和多軸化　以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。

(4)實(shí)時(shí)智能化　早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。

2.2　功能發(fā)展方向

(1)用戶界面圖形化　用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前internet、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。

(2)科學(xué)計(jì)算可視化　科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于cad/cam，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。

(3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化　多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2d+2螺旋插補(bǔ)、nano插補(bǔ)、nurbs插補(bǔ)(非均勻有理b樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(a、b、c樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?/p>

(4)內(nèi)裝高性能plc　數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能plc控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)plc用戶程序?qū)嵗?，用戶可在?biāo)準(zhǔn)plc用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。

(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用　多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。

2.3　體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

(1)集成化　采用高度集成化cpu、risc芯片和大規(guī)模可編程集成電路fpga、epld、cpld以及專用集成電路asic芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用fpd平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和crt抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過(guò)提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。

(2)模塊化　硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如cpu、存儲(chǔ)器、位置伺服、plc、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過(guò)積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

(3)網(wǎng)絡(luò)化　機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。

(4

)通用型開放式閉環(huán)控制模式　采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過(guò)程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過(guò)程變量。加工過(guò)程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、cad/cam、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

3　智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)

當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過(guò)程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。

智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、cad/cam、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系。

作者單位：張?。ū本┦袞|直門外望京路4號(hào)，北京機(jī)床研究所數(shù)控工程中心，郵編：100102）

魏紅根（北京機(jī)床研究所）

參考文獻(xiàn)

第2篇：數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

【關(guān)鍵詞】我國(guó)；數(shù)控技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；探討

1.數(shù)控技術(shù)的概況

數(shù)控技術(shù)是一種通過(guò)數(shù)字控制完成某項(xiàng)工作從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。它是在數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制數(shù)據(jù)的技術(shù)上產(chǎn)生的。一般情況下，數(shù)控技術(shù)控制著機(jī)械自動(dòng)化的位置、速度以及機(jī)械能量等方面的流量等，使企業(yè)的管理更加高效、便捷。近年來(lái)，數(shù)控技術(shù)以其諸多優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

2.數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)的數(shù)控技術(shù)發(fā)展已經(jīng)取得了很大的成就，數(shù)控技術(shù)也吸引了許多專業(yè)人員的關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，數(shù)控技術(shù)在多種技術(shù)領(lǐng)域中的發(fā)展尤為迅速。近年來(lái)，國(guó)家先關(guān)研究人員研究的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以PC平臺(tái)為基礎(chǔ)，在國(guó)內(nèi)外處于領(lǐng)先地位。雖然我國(guó)的數(shù)控技術(shù)發(fā)展較快，但是仍然存在這一系列的問(wèn)題。特別是國(guó)內(nèi)的數(shù)控技術(shù)缺乏特有的創(chuàng)新精神，在商品化進(jìn)程中發(fā)展也比較緩慢，市場(chǎng)的占有率等方面還有一定的欠缺?？傮w來(lái)說(shuō)，目前我國(guó)數(shù)控技術(shù)仍然有著極大的進(jìn)步，而且從整體而言，已經(jīng)邁入了世界的先進(jìn)行列。

3.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1數(shù)控技術(shù)的性能不斷提高

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展水平逐漸提高。其中的一個(gè)重要表現(xiàn)是數(shù)控技術(shù)的性能得到了很大程度的完善。數(shù)控技術(shù)性能的提高體現(xiàn)在五個(gè)方面。

3.1.1數(shù)控技術(shù)逐漸趨向高速化發(fā)展

隨著高速加工技術(shù)的普及，數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行方面的速度也在不斷提高，經(jīng)調(diào)查，車床主軸的轉(zhuǎn)速在幾年前是3000-4000r/min,近年來(lái)已經(jīng)發(fā)展到8000-10000r/min，提高了一倍之多。而且在速度提高的同時(shí)，還注重加速度的提高，重力加速度由過(guò)去的0.5G提高到了如今的1.5-2.0G，提高了三到四倍左右。

3.1.2數(shù)控技術(shù)機(jī)床的精度迅速提高

近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床技術(shù)在精度定位方面也有了很大的提高。目前，其定位進(jìn)度已經(jīng)由最出的0.01-0.02mm發(fā)展到0.008mm，有些機(jī)床甚至達(dá)到了1nm，是數(shù)控技術(shù)的一大進(jìn)步。

3.1.3數(shù)控技術(shù)方面逐漸向柔性化方向發(fā)展

數(shù)控技術(shù)方面逐漸向柔性化方向發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)基于本身的柔性，通過(guò)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，覆蓋面不斷擴(kuò)大，剪裁性增強(qiáng)，對(duì)于不同用戶的需求都能一一滿足。在群控系統(tǒng)中，需要面對(duì)不同的生產(chǎn)流程，群控系統(tǒng)可以通過(guò)使用物料流以及信息流對(duì)于各種生產(chǎn)流程進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整，是群控系統(tǒng)的功能可以發(fā)揮到最大。

3.1.4復(fù)合加工技術(shù)逐漸應(yīng)用到數(shù)控生產(chǎn)流程

數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)中要提高性能，尤其要做到的就是減少工序，減少生產(chǎn)工藝的輔助時(shí)間。而工藝復(fù)合技術(shù)采用多軸化生產(chǎn)方式，即工件在機(jī)場(chǎng)上面進(jìn)行裝夾，然后利用自動(dòng)換刀、對(duì)主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使多重工序的加工能夠更加節(jié)省時(shí)間。復(fù)合加工技術(shù)也正朝著多軸多系列的方向發(fā)展。

3.1.5數(shù)控技術(shù)的人工智能與實(shí)時(shí)系統(tǒng)逐步提高

數(shù)控技術(shù)的人工智能與實(shí)時(shí)系統(tǒng)逐步提高是任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成的保證。其中，人工智能是利用計(jì)算機(jī)模型對(duì)人類的各種行為進(jìn)行模仿實(shí)現(xiàn)。隨著科學(xué)的發(fā)展，人工智能的實(shí)時(shí)響應(yīng)以及現(xiàn)實(shí)性更加完善，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)的發(fā)展也更加智能化和復(fù)雜化，而且有占據(jù)整個(gè)領(lǐng)域的趨勢(shì)。在數(shù)控技術(shù)專業(yè)，實(shí)時(shí)智能系統(tǒng)的發(fā)展分出了分支，分別是自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、專家控制、前饋控制等等。

3.2數(shù)控技術(shù)功能趨于完善

隨著科技水平的不斷提高，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的功能將會(huì)更加完善。數(shù)控技術(shù)性能的不斷提高，其在生產(chǎn)控制的應(yīng)用中發(fā)揮的作用也不斷增強(qiáng)。

3.2.1數(shù)控技術(shù)用戶界面優(yōu)化

界面是用于連接數(shù)控系統(tǒng)和使用者，但是由于不同用戶的需求不同，對(duì)于數(shù)控界面的要求也有很大的差距，所以它的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要，也因此，用戶界面成為了數(shù)控系統(tǒng)研制過(guò)程中比較困難的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前，用戶界面已經(jīng)發(fā)展為圖形化形式，在很大程度上面方便了很多的專業(yè)以及非專業(yè)人士，相關(guān)人員可以通過(guò)界面窗口菜單對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行操作使用，還可以根據(jù)用戶界面的圖形化顯示進(jìn)行藍(lán)圖的繪制以及快速編程等等，是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方面不斷增強(qiáng)的主要變現(xiàn)之一。

3.2.2數(shù)控技術(shù)高速數(shù)據(jù)的處理以及數(shù)據(jù)可視化發(fā)展

在計(jì)算機(jī)快速發(fā)展的時(shí)代，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展基于計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)也做了相當(dāng)大的轉(zhuǎn)變，應(yīng)用更加方便快捷。數(shù)控技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)解釋的高效性以及專業(yè)性使得信息的交流更加廣泛，而不只是局限于文字與語(yǔ)言，相對(duì)而言，圖形、圖像以及動(dòng)畫等等是工作人員更加方便理解。它通常用于CAD/CAM，主要用作自動(dòng)變成設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)控機(jī)床參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)配置等等。其次，可視化融合與虛擬環(huán)境中，使應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬，甚至是無(wú)需設(shè)計(jì)圖紙，在虛擬環(huán)境中制作樣機(jī)等等，大大減少了生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的失誤，對(duì)于數(shù)控技術(shù)的研究也有很大的影響。

3.2.3內(nèi)置性能較高的PLC數(shù)控系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)主要是通過(guò)高級(jí)語(yǔ)言編程進(jìn)行在線的調(diào)試以及在線幫助等功能。數(shù)控技術(shù)中PLC包含于編程工具中，可以在用戶程序中修改編輯，方便用戶建立自己的控制程序，對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)的操作也更加快捷方便。

3.3數(shù)控技術(shù)自動(dòng)系統(tǒng)更加完善

隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)自動(dòng)系統(tǒng)將更加完善。自動(dòng)化系統(tǒng)的完善對(duì)于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展有著極其有重要的作用。以后的數(shù)控技術(shù)對(duì)于產(chǎn)品與使用者和用戶之間的關(guān)系更加注重，自動(dòng)化的發(fā)展也顯得尤為重要。甚至是通過(guò)模仿生物機(jī)理，研究制造各種數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品。其中智能化是自動(dòng)化的基礎(chǔ)，主要包括對(duì)于及其行為的各種研究描述。在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，它融合了人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、生理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等思想，使數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品能夠進(jìn)行基本的邏輯判斷、推理以及在一定程度上進(jìn)行自主決策的能力。

在自動(dòng)化發(fā)展的過(guò)程中，模塊化也是不可缺少的元素之一。模塊的制作以及研究是一項(xiàng)重要且復(fù)雜的工程之一，如各種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口以及電氣接口等等。其中研制各種動(dòng)力單元和具有可視化、圖形處理性能的控制單元以及機(jī)械自動(dòng)化中的各種機(jī)械裝置等是模塊化主要需要處理的工程。網(wǎng)絡(luò)化是現(xiàn)代社會(huì)的主題，網(wǎng)絡(luò)的普及帶動(dòng)了數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。目前，數(shù)控系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中以及研究過(guò)程中都離不開網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)化產(chǎn)品的生產(chǎn)及運(yùn)行也多是依賴于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。它不僅滿足了生產(chǎn)線、制造商和生產(chǎn)企業(yè)的各種需求，也使制造模式有了進(jìn)一步的改善，是現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)中不可缺少的重要元素。

總之，數(shù)控技術(shù)是機(jī)械自動(dòng)化、機(jī)械制造中的核心技術(shù)，它是多種科學(xué)技術(shù)發(fā)展融合的結(jié)晶。雖然我國(guó)的數(shù)控技術(shù)起步比較緩慢，但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的數(shù)控技術(shù)與世界先進(jìn)水平的差距正在縮小。在未來(lái)的發(fā)展中，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)將會(huì)有更大的發(fā)展空間。

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第3篇：數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞： 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展；數(shù)控技術(shù)發(fā)展；數(shù)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2012）0220192－01

1 數(shù)控技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)

馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)1 數(shù)控技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)

數(shù)控技術(shù)的問(wèn)世已有40多年的歷史，它是由機(jī)械學(xué)、控制論、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)四大基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展起來(lái)的一門綜合性的新型學(xué)科，是用數(shù)字化指令控制機(jī)床動(dòng)作的技術(shù)，它包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)技術(shù)；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；精密機(jī)械技術(shù)；編程技術(shù)；PLC機(jī)電接口技術(shù)。其中控制系統(tǒng)技術(shù)是核心；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是關(guān)鍵；精密機(jī)械技術(shù)是基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)，大力發(fā)展、推廣應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，對(duì)機(jī)械制造、航空航天事業(yè)的發(fā)展，惡劣及危險(xiǎn)環(huán)境的作業(yè)等，都會(huì)起著關(guān)鍵性的作用。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。

數(shù)控技術(shù)國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)

縱觀數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷史，不難看出數(shù)控技術(shù)的發(fā)展是逐步跟蹤計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展的，從1956年至今，大致經(jīng)歷了如下四個(gè)階段：1956年-1974年，專用硬件NC的時(shí)代；1975年-1989年，專用計(jì)算機(jī)數(shù)控時(shí)代，即微處理器NC的時(shí)代（μ PC）；1990年-1995年，BASIC PC的CNC時(shí)代；1996年至今，開始全PC開放式智能化數(shù)控新階段。

近幾年來(lái)世界發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛采取措施，投入大量的人力、財(cái)力組織優(yōu)勢(shì)力量進(jìn)行新一代開放式體系結(jié)構(gòu)和具有智能型功能的數(shù)控技術(shù)開發(fā)與研究，包括美國(guó)的NGC和OMAC計(jì)劃、歐共體的OSACA計(jì)劃、日本的OSEC計(jì)劃等。數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)更趨向于“開放式”，為滿足現(xiàn)代機(jī)械加工的多樣化需求，新一代的數(shù)控機(jī)床具有以下特點(diǎn)：

1）機(jī)床結(jié)構(gòu)按模塊化、系列化原則進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造，以便縮短供貨周期，最大限度滿足用戶的工藝需求。2）由于數(shù)控機(jī)床的很多部件的質(zhì)量指標(biāo)的不斷提高，品種規(guī)格的逐漸增加、機(jī)電一體化內(nèi)容更加豐富、功能參數(shù)日趨龐雜，因此專門為數(shù)控機(jī)床配套的各種功能部件已完全商品化，為建立具有競(jìng)爭(zhēng)能力的機(jī)床廠創(chuàng)造了條件。3）為向用戶開放，各發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)控機(jī)床廠都積極建立完全開放式的產(chǎn)品售前、售后服務(wù)體系。建立開放式的零件試驗(yàn)室，建立自助式數(shù)控機(jī)床操作、維修培訓(xùn)中心。4）采用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把社會(huì)上各種制造資源根據(jù)加工任務(wù)進(jìn)行合理組合與調(diào)用，是21世紀(jì)將先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，世界各國(guó)都在積極進(jìn)行這方面的研究工作。5）人工智能化技術(shù)在數(shù)控技術(shù)中的推廣應(yīng)用。隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)向智能化發(fā)展。在新一代的數(shù)控系統(tǒng)和伺服裝置中，由于采用“進(jìn)化計(jì)算（”Evolutionary

Computation），“模糊系統(tǒng)”（Fuzzy System）和“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”（Neural

Network）等三個(gè)方面新的控制機(jī)理，性能大大提高。這種高性能的智能化的數(shù)控系統(tǒng)不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、自適應(yīng)切削，工藝參數(shù)自生成、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ?，更具特色的是考慮到操作使用的因素而呈現(xiàn)的極為友好的人機(jī)界面。當(dāng)前采用模糊控制原理的電加工數(shù)控系統(tǒng)和具有自學(xué)習(xí)、自建立數(shù)學(xué)模型、自調(diào)整參數(shù)的高性能數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)裝置已有產(chǎn)品并在市場(chǎng)中具有強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

3 我國(guó)數(shù)控技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀與差距

我國(guó)的數(shù)控技術(shù)，在“八五”攻關(guān)中，不失時(shí)機(jī)地提出了以自主版權(quán)為目標(biāo)，以平臺(tái)為基礎(chǔ)的發(fā)展戰(zhàn)略，而且在攻關(guān)過(guò)程中，瞄準(zhǔn)或調(diào)整到以PC機(jī)為基礎(chǔ)的發(fā)展路線上，并以此形成了兩種平臺(tái)，開發(fā)出了四個(gè)基本系統(tǒng)，其中華中I型和中華I型是將數(shù)控專用模板嵌入通用PC機(jī)構(gòu)成的單機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，航天I型和蘭天I型是將PC機(jī)嵌入到數(shù)控之中構(gòu)成的多機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，形成典型的前后臺(tái)型結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)其它單位也都先后開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。然而就總體而論，還僅僅處于開始階段，雖然各個(gè)系統(tǒng)都向PC平臺(tái)方向發(fā)展，但在具體的實(shí)施開發(fā)中仍然存在一些問(wèn)題。最大的問(wèn)題即是開放性不夠、開發(fā)環(huán)境和支持手段不足，要作為用戶方便地進(jìn)行二次開發(fā)的開放程度還遠(yuǎn)未達(dá)到，只是具有相當(dāng)技術(shù)力量的開發(fā)單位才能使用，而作為能夠普及到一般用戶的程度則還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。利用PC機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)使得CNC的重點(diǎn)由硬件轉(zhuǎn)向軟件，為我國(guó)的數(shù)控發(fā)展消除了硬件上的“瓶頸”制約，從而可能加快生產(chǎn)出實(shí)用產(chǎn)品。而且PC-NC畢竟使CNC向開放性體系結(jié)構(gòu)邁出了一大步。在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)與制造中，我國(guó)已開始采用模塊化技術(shù)，對(duì)數(shù)控切削加工中的工藝參數(shù)、工具系統(tǒng)的優(yōu)化、智能適應(yīng)控制都進(jìn)行過(guò)研究，它為對(duì)智能化控制的進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)，但上述工作僅僅是一個(gè)開端，仍需在“十五”期間進(jìn)行一系列開發(fā)研究工作，跟蹤世界數(shù)控技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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第4篇：數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)　現(xiàn)狀　發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控技術(shù)具有可以解決高精度復(fù)雜零件加工問(wèn)題；可以為產(chǎn)品增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率；可以降低成本、提高生產(chǎn)安全；可以自動(dòng)編程、減輕工人負(fù)擔(dān)等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于裝備制造業(yè)。

1　我國(guó)數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1　數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地初步形成　如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠，在攻關(guān)成果和技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了一批數(shù)控廠家。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地，包括若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠等，如州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)等。

1.2　基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)　我國(guó)大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，掌握了數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

2　存在的問(wèn)題

2.1　數(shù)控系統(tǒng)和功能部件發(fā)展滯后　數(shù)控系統(tǒng)和功能部件發(fā)展滯后已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。國(guó)產(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率只有35%，而高檔數(shù)控系統(tǒng)95%以上依靠進(jìn)口。功能部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總體占有率約為30%，其中高檔功能部件市場(chǎng)占有率更低。臺(tái)灣地區(qū)品牌功能部件約占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的50%，其余20%為歐盟、日本等品牌產(chǎn)品。據(jù)國(guó)家海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2010年我國(guó)進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)金額達(dá)18.1億美元，機(jī)床附件（含功能部件和夾具）類產(chǎn)品達(dá)16.2億美元。

2.2　高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)仍有較大差距　以高速、高精、復(fù)合、智能等為特征的高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)雖然已經(jīng)取得明顯進(jìn)步，一批共性、基礎(chǔ)技術(shù)和新產(chǎn)品研發(fā)也有了新的進(jìn)展，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，還存在較大差距。有些關(guān)鍵技術(shù)，如：高速高精運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)綜合補(bǔ)償技術(shù)、多軸聯(lián)動(dòng)和復(fù)合加工技術(shù)、智能化技術(shù)、高精度直驅(qū)技術(shù)、可靠性技術(shù)等尚需進(jìn)一步突破，有些重大技術(shù)離產(chǎn)業(yè)化還有一段路程。以企業(yè)為主體、以市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的研發(fā)體系尚未真正建立，行業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展缺乏高新技術(shù)支撐。

2.3　自主開發(fā)能力薄弱，自主品牌缺乏綜合競(jìng)爭(zhēng)力　當(dāng)前國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床企業(yè)自主開發(fā)能力建設(shè)存在著研發(fā)基礎(chǔ)薄弱、研發(fā)資金使用效率低、持續(xù)投入能力不足、缺乏關(guān)鍵性技術(shù)儲(chǔ)備和重大技術(shù)突破、人才結(jié)構(gòu)不均衡、零部件支撐能力弱、缺乏完整產(chǎn)業(yè)研究開發(fā)體系等問(wèn)題。

3　我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1　高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)　為縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。為此，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一，日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一。

在轎車工業(yè)領(lǐng)域，多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，加工的零部件多為薄壁和薄筋，要對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工，必須保證高切削速度和切削力很小的情況下，這樣這樣才能使這些剛度很差，材料為鋁或鋁合金達(dá)到很好的切割效果。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高，機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件聯(lián)結(jié)方式拼裝，這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年來(lái)，超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)（0.01μm），精密級(jí)加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm。在可靠性方面，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，主要是為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工。

3.2　智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)　智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面，21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)。包括：智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修；如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等，為簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化；如前饋控制、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)選定模型、自整定等，主要是為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化；如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成，這樣做主要是為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化。

所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），面向機(jī)床廠家和最終用戶，形成系列化，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，目前數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心，除此之外，還有結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)等。

數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如日本山崎馬扎克（Mazak）公司的“CyberProduction　Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱CPC）；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司的“IT　plaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng)）；德國(guó)西門子（Siemens）公司的Open　Manufacturing　Environment（開放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

3.3　5軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展　采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于兩臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

3.4　自動(dòng)編程技術(shù)的應(yīng)用　數(shù)控自動(dòng)編程技術(shù)受到廣泛關(guān)注，各國(guó)的專家學(xué)者都在潛心研究自動(dòng)編程系統(tǒng)。數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上按事先編制好的程序，對(duì)零件進(jìn)行自動(dòng)加工的一種加工工藝方法，零件加工的最終效果直接取決于數(shù)控程序編制的效率和準(zhǔn)確率。數(shù)控編程是目前提高加工精度、表面加工質(zhì)量、加工效率以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化最重要的一環(huán)，在制造業(yè)中應(yīng)用廣泛。數(shù)控編程分為手工編程和自動(dòng)編程，對(duì)于那些程序量大、軌跡計(jì)算復(fù)雜的零件，根本不可能采用手工編程，即使能編制出加工程序，其低下的效率亦根本不能滿足市場(chǎng)的需求。受飛速發(fā)展的技術(shù)革命的巨大沖擊，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造方式發(fā)生了根本性的變化，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期越來(lái)越短，逐漸向小批量、多品種、高精高效加工的方向發(fā)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)的推廣和計(jì)算機(jī)數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)編程勢(shì)在必行。自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)代替編程人員完成編程工作，自動(dòng)生成加工指令，解決一些人工編程難以解決的難題，充分利用計(jì)算機(jī)計(jì)算速度快而準(zhǔn)的特點(diǎn)，可極大地提高編程的效率和準(zhǔn)確率。

4　結(jié)束語(yǔ)

在今后的發(fā)展中，應(yīng)重點(diǎn)攻克數(shù)控系統(tǒng)、功能部件的核心關(guān)鍵技術(shù)，增強(qiáng)我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備的自主創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)、功能部件協(xié)同發(fā)展，重型、超重型裝備與精細(xì)裝備統(tǒng)籌部署，打造完整產(chǎn)業(yè)鏈。提高國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率，提高數(shù)控機(jī)床主機(jī)的可靠性，滿足我國(guó)航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造等重點(diǎn)領(lǐng)域所需的高端裝備。

參考文獻(xiàn)：

[1]琚素英.我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略思考[J].山西焦煤科技，2007，6.

第5篇：數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面［1～4］。

1．1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。

在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從EMO2001展會(huì)情況來(lái)看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國(guó)的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國(guó)DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。

在可靠性方面，國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

在EMO2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、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)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國(guó)的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國(guó)的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng))；德國(guó)西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立

1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)規(guī)范

如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開始進(jìn)行中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

1.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過(guò)程，顯然，他已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。

STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對(duì)于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時(shí)間（約35％）和加工時(shí)間（約50％）。

目前，歐美國(guó)家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來(lái)自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國(guó)的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過(guò)程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。

2對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)

我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國(guó)家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段，我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50％，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。

縱觀我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過(guò)4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來(lái)看取得了以下成績(jī)。

a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。

c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。

雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國(guó)外對(duì)比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。從國(guó)際上來(lái)看，對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。

a.技術(shù)水平上，與國(guó)外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。

b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場(chǎng)占有率低，品種覆蓋率小，還沒(méi)有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對(duì)差；可靠性不高，商品化程度不足；國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。

c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。

a.認(rèn)識(shí)方面。對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足；對(duì)市場(chǎng)的不規(guī)范、國(guó)外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足；對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題的時(shí)候少；沒(méi)有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。

c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施，往往規(guī)劃理想，實(shí)施困難。

d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。

3對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考

3.1戰(zhàn)略考慮

我國(guó)是制造大國(guó)，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國(guó)際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來(lái)重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，首先從社會(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力，保障社會(huì)的穩(wěn)定；其次從國(guó)防安全看，西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。

3.2發(fā)展策略

從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問(wèn)題。沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品；沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒(méi)有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國(guó)家之急需。

在競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：18-20.

［2］梁訓(xùn)王宣,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：21-28.

第6篇：數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì) 自動(dòng)化

隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，工業(yè)上傳統(tǒng)的加工方法和加工工藝由于存在效率低下、質(zhì)量不均的缺陷已經(jīng)不能滿足需求。為了在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，企業(yè)急需采取一種靈活的、高效的、智能的柔性自動(dòng)化技術(shù)，數(shù)控技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給工業(yè)發(fā)展打開了一個(gè)新的發(fā)展局面，能適應(yīng)市場(chǎng)多品種、大小批量、快速高質(zhì)量生產(chǎn)的需求。同時(shí)，面對(duì)勞動(dòng)力精力有限和工資上漲的現(xiàn)狀，企業(yè)也力求通過(guò)提高設(shè)備的自動(dòng)化程度來(lái)降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和提高企業(yè)收益。但是，目前我國(guó)的數(shù)控技術(shù)和自動(dòng)化水平與世界先進(jìn)水平還存在一定差距。對(duì)數(shù)控技術(shù)和自動(dòng)化進(jìn)行研究，討論其發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于把握現(xiàn)代工業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向和促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1數(shù)控技術(shù)概述

數(shù)控技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和制造技術(shù)等的柔性制造自動(dòng)化技術(shù)[1]。計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定好控制程序，數(shù)控系統(tǒng)按照給定的程序?qū)υO(shè)備實(shí)施控制。

數(shù)控技術(shù)具有很多顯著的特點(diǎn)，簡(jiǎn)要概括為為以下三個(gè)方面：（1）功能集成化和工藝復(fù)合化（2）數(shù)控加工的應(yīng)用范圍廣（3）良好的經(jīng)濟(jì)效益。

我國(guó)在數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控主機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)等技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)其中大部分技術(shù)，我國(guó)充分進(jìn)行了商品化開發(fā)，同時(shí)建立了一批生產(chǎn)能力強(qiáng)的生產(chǎn)廠，如華中數(shù)控、航天數(shù)控等，建立了一支數(shù)控研究和應(yīng)用的人才隊(duì)伍。但是，對(duì)于高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面，我國(guó)的技術(shù)水平發(fā)展現(xiàn)狀還遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求，相對(duì)國(guó)外仍有較大差距。

2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域技術(shù)的成熟，為數(shù)控技術(shù)向高速、高精度、復(fù)合化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化奠定了基礎(chǔ)。

2.1高速高精度

高速高精加工技術(shù)可顯著地提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期和提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，是企業(yè)爭(zhēng)相發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。提高數(shù)控設(shè)備的加工精度有多種方法，除了可以通過(guò)機(jī)械方面提高設(shè)備的制造和裝配精度來(lái)達(dá)到以外，還可通過(guò)減小數(shù)控系統(tǒng)的控制誤差和采用補(bǔ)償技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)[2]。

2.2復(fù)合化

數(shù)控技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向是復(fù)合加工。復(fù)合化加工降低了加工的整體費(fèi)用和設(shè)備的維修保養(yǎng)費(fèi)用，使效率和精度得到提高。復(fù)合化加工的含義包括兩方面；一是工序和工藝的集成；二是指工藝的成套。復(fù)合化加工的理念越來(lái)越得到認(rèn)可，復(fù)合化加工設(shè)備的發(fā)展也呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

2.3智能化、網(wǎng)絡(luò)化

面對(duì)人工智能技術(shù)持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)狀和生產(chǎn)柔性化、自動(dòng)化的實(shí)際需求，數(shù)控技術(shù)的智能化程度也不斷提高，數(shù)控系統(tǒng)要具備以下功能：一、學(xué)習(xí)功能；二、自適應(yīng)控制功能；三、故障診斷功能；四、自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)功能。

同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展也對(duì)柔性自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。網(wǎng)絡(luò)化的主旨是指數(shù)控系統(tǒng)與其它控外部制系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和控制，面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，再以因特網(wǎng)為渠道，通向企業(yè)的外部[3]。通過(guò)數(shù)控技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化，系統(tǒng)可滿足對(duì)信息集成的需求，這也是實(shí)現(xiàn)其他新技術(shù)的基礎(chǔ)。

3 自動(dòng)化概述

自動(dòng)化技術(shù)是一門綜合性技術(shù)，它涉及了計(jì)算機(jī)、制造、控制和電子等多學(xué)科知識(shí)。通過(guò)利用設(shè)備集成和信息集成的方式，能達(dá)到從規(guī)劃設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造，最后到管理銷售等各階段的自動(dòng)化控制[4]。作為一項(xiàng)面向整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的重要技術(shù)，自動(dòng)化是連接傳統(tǒng)與現(xiàn)代工業(yè)的橋梁。作為現(xiàn)代化工業(yè)建立與發(fā)展的關(guān)鍵支撐技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高息息相關(guān)。它把現(xiàn)代管理技術(shù)和信息技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，它的地位的重要性顯露無(wú)疑。

改革開放以來(lái)，我國(guó)工業(yè)化水平日新月異，關(guān)鍵之一就是自動(dòng)化技術(shù)的興起。自動(dòng)化在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，取得的成績(jī)也十分顯著，一些產(chǎn)業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人作業(yè)，節(jié)省人力的同時(shí)使效率和質(zhì)量得到了改善，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。同時(shí)，我國(guó)自動(dòng)化與世界先進(jìn)水平之間的差距也是不容忽視的。實(shí)際上，我國(guó)的自動(dòng)化水平還處于初級(jí)階段，比較薄弱，在利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造和升級(jí)上還處于起步階段。

4 自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

隨著自動(dòng)化的逐步發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)自動(dòng)化的要求也越來(lái)越高，未來(lái)自動(dòng)化必將沿著高效、安全、數(shù)字化和智能化的方向繼續(xù)優(yōu)化以展現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)。

自動(dòng)化的應(yīng)用使生產(chǎn)更加高效，這也是未來(lái)自動(dòng)化發(fā)展的必由之路。同時(shí)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代管理科學(xué)相互滲透相互影響的共同作用下，數(shù)字化應(yīng)用也會(huì)日益突出[5]。近年來(lái)，工業(yè)系統(tǒng)正在由最初的原來(lái)的能量驅(qū)動(dòng)型變化為信息驅(qū)動(dòng)型，這種轉(zhuǎn)變對(duì)系統(tǒng)提出了新的要求，系統(tǒng)既要表現(xiàn)出一定的柔性，還要體現(xiàn)出一定的智能，能自主處理復(fù)雜信息。信息化技術(shù)推動(dòng)自動(dòng)化，自動(dòng)化技術(shù)相互滲透和進(jìn)行互補(bǔ)，自動(dòng)化系統(tǒng)更加注重功能集成和信息安全。

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控技術(shù)和自動(dòng)化綜合利用了計(jì)算機(jī)、電子、控制、信息處理和科學(xué)管理等領(lǐng)域知識(shí)，因而高效和高精度是其突出特點(diǎn)。隨著數(shù)控技術(shù)和自動(dòng)化的發(fā)展，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。企業(yè)通過(guò)采用數(shù)控技術(shù)，提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們生活得到改善。未來(lái)，數(shù)控技術(shù)將朝著高效高精度、復(fù)合化加工和智能化的方向發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)將沿著高效、安全、數(shù)字化和智能化的方向前進(jìn)，通過(guò)提高生產(chǎn)效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量，使工業(yè)發(fā)展邁上更高的臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)：

[1]王立新.淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008， 23（5）： 119-120.

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第7篇：數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞：暖通；空調(diào)；發(fā)展趨勢(shì)；啟示

中圖分類號(hào)：TU96+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也逐步提升，與此同時(shí)也使得我國(guó)在建筑方面的能耗也迅速增加。在能源危機(jī)的催促下，實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)技術(shù)的節(jié)能至關(guān)重要。再加上人們對(duì)生活環(huán)境要求的提高，加強(qiáng)暖通技術(shù)的創(chuàng)新更是迫在眉睫的任務(wù)。

一、暖通空調(diào)技術(shù)的概述

暖通空調(diào)的發(fā)展原則一般要遵循節(jié)能、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展，并且在此前提下能保證建筑環(huán)境的安全與舒適。就其具體的技術(shù)來(lái)說(shuō)，大致可概括為一下幾點(diǎn)：

（1）供暖技術(shù)。就暖通空調(diào)的供暖技術(shù)來(lái)說(shuō)，包括對(duì)用戶的用熱計(jì)量、區(qū)域供熱供冷、空調(diào)供暖系統(tǒng)的升級(jí)改進(jìn)以及新型散熱器的使用等技術(shù)。

（2）通風(fēng)排煙技術(shù)。各種建筑都需要通風(fēng)，包括日常住宅、醫(yī)院病房、商場(chǎng)、地鐵等，甚至工業(yè)的正常運(yùn)行也需要良好的通風(fēng)。另外，在劇院、商用辦公綜合樓、體育館等的通風(fēng)排煙也至關(guān)重要。因此，就要在不同場(chǎng)合使用到不同的通風(fēng)技術(shù)，如住宅空調(diào)方式、分散式個(gè)別空調(diào)、變風(fēng)量系統(tǒng)以及置換通風(fēng)等相關(guān)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用。

（3）蓄能技術(shù)。就暖通空調(diào)的蓄能技術(shù)來(lái)說(shuō)，包括蓄熱供暖技術(shù)、低溫送風(fēng)技術(shù)以及冰蓄冷空調(diào)等，另外有冰蓄冷空調(diào)技術(shù)。

（4）制冷技術(shù)。在暖通空調(diào)的制冷技術(shù)方面，首先就是對(duì)相關(guān)制冷技術(shù)的研究與應(yīng)用，其具體的研究方面包括天然制冷劑與新型制冷劑，以及新型的制冷循環(huán)技術(shù)。

（5）節(jié)能環(huán)保設(shè)備和技術(shù)的開發(fā)與研究。這其中一方面要加強(qiáng)高能效設(shè)備的研究和使用，以及加強(qiáng)對(duì)低位熱能和水源的利用；另一方面還要加強(qiáng)對(duì)可再生能源的使用和熱回收技術(shù)的研究。

（6）室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。保證室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量也是采用暖通空調(diào)技術(shù)的根本目的，因此一定要保證室內(nèi)的空氣質(zhì)量（包括裝飾材料、設(shè)備等對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響，以及設(shè)備安裝、運(yùn)行、清洗等過(guò)程）和通風(fēng)空調(diào)氣流的組織。

二、暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

就暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展方向來(lái)看，其主要趨勢(shì)一是注重節(jié)能環(huán)保，二是更加重視供暖中地暖的使用，三是更加注重用戶的良好的生活體驗(yàn)，為人們提供更高品質(zhì)的服務(wù)。下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析：

1、注重節(jié)能環(huán)保

在普遍要求節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，作為一個(gè)高耗能的行業(yè)，暖通空調(diào)尤其要注重節(jié)能環(huán)保。隨著全球變暖的影響，暖通空調(diào)行業(yè)也不斷向節(jié)能低碳方向發(fā)展，在產(chǎn)品的格局上逐漸發(fā)生了一些變化。暖通空調(diào)行業(yè)也在不斷的研究和使用新型技術(shù)和設(shè)備，以提高暖通空調(diào)的能量利用效率，并且開發(fā)使用可再生能源，順應(yīng)大趨勢(shì)，走可持續(xù)發(fā)展的道路。另外，暖通空調(diào)行業(yè)也加強(qiáng)了對(duì)新型健康制冷劑的研究，從多方面加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。所以說(shuō)，暖通空調(diào)行業(yè)其中的一項(xiàng)發(fā)展趨勢(shì)就是節(jié)能環(huán)保。

2、地暖供暖備受重視

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，出現(xiàn)了多種多樣的供暖方式，如電熱膜輻射供暖、暖氣片等。而近幾年來(lái)，地暖供暖憑借其溫度梯度小、溫度分布均勻等優(yōu)勢(shì)迅速發(fā)展，在供暖市場(chǎng)占據(jù)了重要的地位，受到了暖通空調(diào)行業(yè)的極大重視。并且，地暖供暖也是符合低碳節(jié)能的要求。所以說(shuō)，加強(qiáng)對(duì)地暖供暖的使用也是暖通空調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)之一。

3、注重用戶的舒適體驗(yàn)

暖通空調(diào)的使用是為了讓人們能夠更好地生活，所以注重用戶的舒適度是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)，也是一個(gè)基本的要求。就暖通空調(diào)行業(yè)怒前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)來(lái)看，其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)對(duì)用戶舒適度的考慮更加嚴(yán)謹(jǐn)。通過(guò)對(duì)建筑內(nèi)的溫度、濕度以及風(fēng)險(xiǎn)的調(diào)控改善生活環(huán)境。早在A S H R A E的1 9 9 6 年關(guān)于暖通空調(diào)技術(shù)的冬季會(huì)議上，就有一位專家預(yù)言了建筑內(nèi)空氣質(zhì)量的發(fā)展趨勢(shì)，其中強(qiáng)調(diào)了對(duì)室內(nèi)空氣的清潔以及對(duì)空氣濕度的控制等。其具體內(nèi)容包括：加強(qiáng)空調(diào)系統(tǒng)的清潔與維護(hù)；選擇健康材料作為使用設(shè)備；加強(qiáng)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)及其相關(guān)構(gòu)造的濕度控制，以減少微生物的數(shù)量；另外就是在無(wú)人情況下的能量控制問(wèn)題，以最大程度的較少無(wú)謂的能量損耗?？傊?，從各方面加強(qiáng)對(duì)用戶體驗(yàn)是暖通空調(diào)的必然發(fā)展趨勢(shì)，也是其在此行業(yè)內(nèi)獲取競(jìng)爭(zhēng)力的必要途徑。

三、暖通空調(diào)技術(shù)的相關(guān)啟示分析

1、開發(fā)和利用低品位能源

順應(yīng)暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，就要多注重低品位能源的使用，以滿足其節(jié)能環(huán)保的要求，同時(shí)也為可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。其主要的應(yīng)用展示如下：

采用熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提取低品位能源中的熱量，然后用于供給需要熱能的單位或公司。通過(guò)使用高位能源的驅(qū)動(dòng)后，熱泵可以將溫度在50℃~250℃之間的煙氣和工業(yè)余熱轉(zhuǎn)化為可供使用的熱能。這樣不僅能夠充分利用了低品位能源，還大大提升了供熱效率，可謂一舉兩得。通過(guò)對(duì)壓縮式熱泵的改進(jìn)，還可以形成不需電能即可正常工作的化學(xué)式熱泵。

采用太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)。太陽(yáng)能是一種健康無(wú)污染的能源，并且取之不盡、源源不斷，但由于其平均有效功率太低的原因，致使無(wú)法對(duì)其直接利用。而采用太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)就可以將低品質(zhì)的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為我們生活和工業(yè)所需的熱能，這也是對(duì)建筑供熱的一大貢獻(xiàn)。太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能集熱器組成，就其種類來(lái)說(shuō)，有適用于房間供暖的平板式集熱器，安裝簡(jiǎn)便，可直接安裝在建筑物的屋頂，同時(shí)也可以節(jié)省費(fèi)用，還能夠充分利用太陽(yáng)的輻射能。另外，還有適用與工業(yè)方面的太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)。利用給該系統(tǒng)加裝的蓄熱裝置，可以大大提高太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)的季節(jié)適用性。并且，該系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用只包含管理和維護(hù)方面，無(wú)需其他額外投入，增強(qiáng)了其經(jīng)濟(jì)性。

2、提高總的能源利用效率

除了開發(fā)和利用低品位能源，還可以提高對(duì)能源的利用效率來(lái)達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。暖通空調(diào)技術(shù)固然可以為人們提供舒適的環(huán)境，但仍需要大量的能源作為基礎(chǔ)。因此，為了提高總的能源利用效率，就要加強(qiáng)對(duì)自然條件的利用，以減少對(duì)暖通空調(diào)運(yùn)行所需能源的使用。

3、充分利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸深入到了各個(gè)行業(yè)，因此在暖通空調(diào)技術(shù)中加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的使用也是必然的。通過(guò)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能特性，可以給暖通空調(diào)技術(shù)帶來(lái)極大的便利，一方面可以消除很多傳統(tǒng)的布線，另一方面，還能直接通過(guò)數(shù)字控制得到更多有用的信息，以加強(qiáng)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制力度和準(zhǔn)確度。另外，通過(guò)建立信息網(wǎng)絡(luò)，還可以方便信息的溝通，改善整個(gè)系統(tǒng)的性能。通過(guò)不斷地發(fā)展，還可以將計(jì)算機(jī)的智能性應(yīng)用到單獨(dú)的重要元器件上，實(shí)現(xiàn)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)更好的控制。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，全球氣候變暖，自然環(huán)境也隨之逐漸惡化，世界各國(guó)都加強(qiáng)了對(duì)節(jié)能的重視程度。在低碳節(jié)能的要求下，最為對(duì)環(huán)境有重大影響的空調(diào)暖通技術(shù)必然要走創(chuàng)新之路，從其本身系統(tǒng)到能量管理上都要進(jìn)行優(yōu)化，提高對(duì)能量利用的效率，減少對(duì)環(huán)境的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸毅昌．暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)—回顧ASHRAE的1996年冬季會(huì)議．

第8篇：數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

數(shù)控機(jī)床的身價(jià)從幾十萬(wàn)元到上千萬(wàn)元，一般都是企業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備，一旦出現(xiàn)故障導(dǎo)致停機(jī)，其影響和損失往往是很大的。為了保證機(jī)床長(zhǎng)期安全平穩(wěn)地運(yùn)行，降低維修費(fèi)用，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除隱患，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在企業(yè)普遍應(yīng)用，對(duì)生產(chǎn)線操作人員的知識(shí)和能力要求越來(lái)越高。

一、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的適應(yīng)性強(qiáng)，可加工復(fù)雜形狀的零件表面。在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，只需更換加工程序，就可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動(dòng)加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利，特別是對(duì)那些普通機(jī)床很難加工或無(wú)法加工的精密復(fù)雜表面（如螺旋表面），數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。

數(shù)控機(jī)床的制造精度高，其自動(dòng)加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

同時(shí)，由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好，允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削，從主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大，因此在加工時(shí)可選用最佳切削用量，提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率，節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率可提高2—3倍。

總之，數(shù)控機(jī)床加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降，還可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員的人數(shù)，同時(shí)有利于現(xiàn)代化管理，可向更高級(jí)的制造系統(tǒng)發(fā)展。

當(dāng)然，數(shù)控機(jī)床也具有價(jià)格較高，設(shè)備首次投資大；對(duì)操作、維修人員的技術(shù)要求較高；加工復(fù)雜形狀的零件時(shí)手工編程工作量大等缺點(diǎn)。

二、數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障檢修

數(shù)控機(jī)床的故障主要集中在主軸部分和進(jìn)給伺服系統(tǒng)方面，一些輔助控制器件的故障以及控制回路斷路等問(wèn)題也是常見(jiàn)的，下面就具體介紹一下數(shù)控機(jī)床中常見(jiàn)故障的檢修。

數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要用于機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一般主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有較寬的恒功率范圍，較短的加速和減速時(shí)間，調(diào)速范圍要寬，過(guò)載能力強(qiáng)，電機(jī)溫度低及噪聲小等。主軸一般常見(jiàn)的故障主要集中在主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障和主軸液壓、主軸流量檢測(cè)方面的故障。

此外，普通交流三相異步電動(dòng)機(jī)缺相或接地導(dǎo)致電機(jī)損壞是數(shù)控機(jī)床最常見(jiàn)的故障。電機(jī)接地會(huì)導(dǎo)致電流瞬間增大使斷路器斷開。輔助回路輸入輸出點(diǎn)的斷路也很常見(jiàn)。

數(shù)控機(jī)床的維修過(guò)程主要分為三個(gè)階段。首先，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查和故障信息的采集。仔細(xì)詢問(wèn)機(jī)床操作者故障表面的指示情況以及產(chǎn)生故障的背景情況，對(duì)故障現(xiàn)象做出初步的判斷。其次，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查結(jié)果和故障現(xiàn)象進(jìn)行具體的維修。從易到難、由外向內(nèi)，逐漸縮小查找范圍，確定故障存在的位置從而采取正確的維修措施。最后，機(jī)床的故障排除后及時(shí)向操作者交代清楚本次故障的起因以及發(fā)生故障的信息和環(huán)節(jié)，告其今后操作的注意事項(xiàng)，避免今后再次發(fā)生同類故障。同時(shí)做好維修記錄，為以后維修做好儲(chǔ)備。

由于數(shù)控機(jī)床是由工作人員（操作者）來(lái)操作的，出現(xiàn)問(wèn)題也是有工作人員（維修人員）來(lái)修理，所以要?jiǎng)?chuàng)造良好的維修條件，首先要保證工作人員的素質(zhì)條件。這就要求工作人員首先要具有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德，能全身心地投入工作。其次作為維修人員知識(shí)面要廣，不僅要掌握基本數(shù)控知識(shí)，而且要學(xué)習(xí)并基本掌握有關(guān)數(shù)控機(jī)床電氣控制的各學(xué)科知識(shí)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、模擬與數(shù)字電路技術(shù)、自動(dòng)控制與拖動(dòng)理論、控制技術(shù)、加工工藝以及機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)，同時(shí)要掌握一門外語(yǔ)，特別是英語(yǔ)，起碼應(yīng)做到能看懂技術(shù)資料。第三，維修人員應(yīng)經(jīng)過(guò)良好的技術(shù)培訓(xùn)。不僅要培訓(xùn)數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)，而且要參加相關(guān)的培訓(xùn)班和機(jī)床安裝現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際培訓(xùn)，然后向有經(jīng)驗(yàn)的維修人員學(xué)習(xí)，更重要且更長(zhǎng)時(shí)間的是自學(xué)，在培訓(xùn)過(guò)程中還要勇于實(shí)踐。

三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，數(shù)控系統(tǒng)正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展。

機(jī)械設(shè)備最早的控制裝置是手動(dòng)控制器。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的自動(dòng)化裝置——順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它具備了計(jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，故目前已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益廣泛，井進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了自動(dòng)編程系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造一體化是機(jī)械制造一體化的高級(jí)階段，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全部自動(dòng)化。

第9篇：數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)范文

在近年的歷次局部戰(zhàn)爭(zhēng)和反恐任務(wù)中，無(wú)人機(jī)都發(fā)揮了重要的作用，其發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛。但是，隨著無(wú)人機(jī)性能的提高，其操縱控制也趨于復(fù)雜化，從而導(dǎo)致飛行操縱員以及指揮員的壓力劇增，并嚴(yán)重影響了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的安全性。

1 概念及研究意義

1.1 概念

無(wú)人機(jī)的控制方式有兩種，一種是無(wú)人機(jī)飛行操縱員通過(guò)地面控制站控制/管理無(wú)人機(jī)飛行，即人工控制方式；第二種是通過(guò)使用機(jī)載計(jì)算機(jī)、通信鏈路和為保證無(wú)人機(jī)安全運(yùn)行所需要的任何其他輔助設(shè)備進(jìn)行自主飛行，即自主控制方式。

自主控制由于缺乏人為直接的控制決策，其含義強(qiáng)調(diào)“無(wú)外界控制干涉”，以及“自我控制決策”。從這個(gè)意義上講，自主控制可以看成是自動(dòng)控制的高級(jí)發(fā)展階段，本質(zhì)上屬于智能控制，是一多學(xué)科的交叉，涉及到自動(dòng)控制、人工智能、運(yùn)籌學(xué)、信息論、系統(tǒng)論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人類工程學(xué)等。其中自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)過(guò)程閉環(huán)動(dòng)態(tài)反饋控制，保證系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的優(yōu)良品質(zhì)；人工智能提供信息處理、形式語(yǔ)言、啟發(fā)式推理、記憶、學(xué)習(xí)和優(yōu)化決策等功能；運(yùn)籌學(xué)完成系統(tǒng)的規(guī)劃、管理、協(xié)調(diào)與調(diào)度等功能；信息論提供信息傳遞、信息變換、知識(shí)獲取、知識(shí)表示和人機(jī)通信等功能[1]。

自主控制是在“非常”未組織的環(huán)境結(jié)構(gòu)下采用的“高度”自動(dòng)控制。其中“高度”自動(dòng)控制指的是無(wú)人、無(wú)外界干預(yù)的控制過(guò)程，而未組織的環(huán)境結(jié)構(gòu)主要是由不確定性所引起的。一般不確定性分為如下幾種：參數(shù)不確定性；未建模動(dòng)態(tài)；隨機(jī)擾動(dòng)；傳感器/量測(cè)裝置噪聲；多agent及復(fù)雜的信息模式；某個(gè)附加的控制信號(hào)為敵方操縱；量測(cè)噪聲強(qiáng)度被我方和/或敵方干擾臺(tái)所控制；敵方在決定性的量測(cè)或控制中引入錯(cuò)誤的信息等[2]。

1.2 研究意義

無(wú)人機(jī)飛行操縱員采用地面控制站或小型控制設(shè)備遠(yuǎn)程遙控?zé)o人機(jī)實(shí)施飛行操縱、任務(wù)操縱和系統(tǒng)管理。無(wú)人機(jī)操縱控制是一項(xiàng)極具專業(yè)性的工作，飛行操縱員操作失誤是造成無(wú)人機(jī)飛行事故的主要因素之一。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，美軍無(wú)人機(jī)在2001—2011年的10年期間，共發(fā)生了95起飛行事故，同時(shí)數(shù)據(jù)還顯示，在無(wú)人機(jī)的飛行事故中，起飛與著陸過(guò)程中發(fā)生的機(jī)毀事故占的比例較高。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于“人為因素”導(dǎo)致無(wú)人機(jī)墜機(jī)的比例達(dá)到了75%，例如“捕食者”無(wú)人機(jī)，其80%的墜毀事故都為人為差錯(cuò)[3]。

隨著無(wú)人機(jī)軍事用途的不斷擴(kuò)展、各軍兵種裝備無(wú)人機(jī)種類越來(lái)越多以及各兵種無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的需要，飛行操縱員將面臨著“爆炸式”的信息涌入，客觀上需要飛行操縱員根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)信息的變化，及時(shí)、準(zhǔn)確地制定和控制無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)，將導(dǎo)致飛行操縱員以及指揮員的壓力劇增，甚至無(wú)法應(yīng)對(duì)。

針對(duì)人為操控原因引起的飛行安全問(wèn)題，主要的解決路徑就是發(fā)展自主控制技術(shù)。無(wú)人機(jī)的自主控制可在很大程度上降低其對(duì)人工操縱的依賴程度，避免操縱人員可能出現(xiàn)的誤判斷、誤操作以及長(zhǎng)時(shí)間飛行可能給操縱人員心理產(chǎn)生影響等因素對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行安全造成影響，從而提高其在不確定環(huán)境和突發(fā)事件中的生存能力。

另一方面，在當(dāng)今技術(shù)水平發(fā)展限制條件下，研究無(wú)人機(jī)自主控制與人工操縱融合控制技術(shù)，有利于發(fā)揮自主控制的智能性和人工控制的決策能力，最大限度地將無(wú)人機(jī)飛行事故降低至最小程度，提高無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能。研究自主控制完全等級(jí)和人工操縱完全等級(jí)范疇以及相合點(diǎn)，在飛行事件突況下求解自主控制與人工操縱最優(yōu)安全等級(jí)，檢測(cè)部件和控制要素的安全性，盡可能最大限度利用這些安全要素進(jìn)行自主控制機(jī)動(dòng)和最少人工干預(yù)負(fù)荷來(lái)控制無(wú)人機(jī)安全飛行，甚至執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。

2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外現(xiàn)狀

美國(guó)的無(wú)人機(jī)技術(shù)處于世界前列，其無(wú)人機(jī)的發(fā)展方向代表了世界無(wú)人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。為了指導(dǎo)和規(guī)劃美國(guó)無(wú)人機(jī)的發(fā)展，美國(guó)國(guó)防部在2000—2007年共公開發(fā)表了4個(gè)官方文件：《2000—2025年無(wú)人機(jī)路線圖》、《2002—2027年無(wú)人機(jī)路線圖》、《2005—2030年無(wú)人機(jī)系統(tǒng)路線圖》和《2007—2032年美國(guó)無(wú)人系統(tǒng)路線圖》。其中給出了美軍無(wú)人機(jī)自主控制等級(jí)的發(fā)展趨勢(shì)圖，把自主控制的級(jí)別劃分為十個(gè)等級(jí)，以此作為評(píng)價(jià)無(wú)人機(jī)自主程度的標(biāo)準(zhǔn)，其等級(jí)定義[4]見(jiàn)表1。

無(wú)人機(jī)路線圖對(duì)具有代表性的、在研的和已規(guī)劃的無(wú)人機(jī)的自主控制等級(jí)進(jìn)行了較明確的定義[4]，見(jiàn)表2。

由表2可以看出，目前由于技術(shù)條件的限制， “捕食者”無(wú)人機(jī)僅達(dá)到2級(jí)的自主程度，而赫赫有名的“全球鷹”無(wú)人機(jī)也只有接近3級(jí)的自主程度，無(wú)人機(jī)的自主化程度還較低。

2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

近幾年，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者對(duì)無(wú)人機(jī)自主控制等級(jí)進(jìn)行了分析[5?7]， 還有一些學(xué)者相繼提出了幾種無(wú)人機(jī)自主控制能力的分級(jí)方式[8?10]。其中一種分級(jí)方式是將自主控制的能力衡量等級(jí)由低到高分為六級(jí)，見(jiàn)表3[8]。

由表3可看出：

（1） 自主控制應(yīng)具有適應(yīng)性，適應(yīng)由環(huán)境、任務(wù)以及對(duì)象等帶來(lái)的各種不確定因素，使系統(tǒng)在無(wú)人參與的情況下實(shí)現(xiàn)自主控制。

（2） 自主控制應(yīng)具有智能性和協(xié)同性，系統(tǒng)作為獨(dú)立的、自主的智能體，可與其他系統(tǒng)進(jìn)行自主協(xié)調(diào)、協(xié)同等控制行為。

（3） 高級(jí)的自主系統(tǒng)必須具備自修復(fù)和自學(xué)習(xí)能力，及能夠根據(jù)對(duì)象、環(huán)境、任務(wù)及控制效果，通過(guò)自主的修正、優(yōu)化和學(xué)習(xí)的行為，提高控制性能。

因此，高級(jí)的自主系統(tǒng)應(yīng)具有適應(yīng)性、智能性、協(xié)同性、自修復(fù)、自學(xué)習(xí)等特點(diǎn)。能夠在不確定的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，具有更好的安全性和空域飛行能力。它所面臨的挑戰(zhàn)就是在不確定性的條件下，實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)地解決一系列最優(yōu)化的求解問(wèn)題，本質(zhì)上就是需要建立不確定性前提下處理復(fù)雜問(wèn)題的自主決策能力[11]。

目前國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，無(wú)人機(jī)種類繁多，但是其操縱依然是人工操縱為主，僅能夠完成基本功能的自主程序控制。自主控制的水平依然較低，要實(shí)現(xiàn)完全意義上的無(wú)人機(jī)全自主控制，目前仍存在較大的差距。

3 發(fā)展方向與趨勢(shì)

綜合國(guó)內(nèi)外的研究和分析，提出無(wú)人機(jī)控制體系架構(gòu)應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)人工操作——自主控制——融合控制，研究自主控制和人工決策相結(jié)合的控制技 術(shù)，提高無(wú)人機(jī)飛行操縱過(guò)程中的自主控制能力，降低人為操縱的干預(yù)程度，且人工操縱主要以發(fā)送指揮引導(dǎo)指令為主，從而有效提高無(wú)人機(jī)系統(tǒng)安全性。在技術(shù)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)該按照自主分級(jí)逐步實(shí)現(xiàn)自主化，在不同等級(jí)下，重點(diǎn)研究人工干預(yù)與自主之間的邊界界定和決策優(yōu)先級(jí)劃分規(guī)則等問(wèn)題。

根據(jù)國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境，提出兩級(jí)無(wú)人機(jī)飛行操控模式。

3.1 基本模式

在該模式下，以人工控制為主程序控制為輔。系統(tǒng)具備自動(dòng)檢測(cè)能力，提供系統(tǒng)狀態(tài)信息，主要包括故障報(bào)警以及輔助操作信息，同時(shí)系統(tǒng)具備一定的判斷決策能力，可以按設(shè)定的程序完成控制。

系統(tǒng)分層構(gòu)架設(shè)計(jì)：

第一層：系統(tǒng)BIT技術(shù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)關(guān)鍵部件進(jìn)行在線檢測(cè)，具備較高的檢測(cè)覆蓋率以及實(shí)時(shí)性；

第二層：診斷與報(bào)警技術(shù)，具備較為簡(jiǎn)單的故障定位能力以及較低的虛警率；

第三層：輔助操作技術(shù)，在最小工作負(fù)荷約束條件下提示和引導(dǎo)人工輔助操縱，最大限度地確保飛行安全；

第四層：人工決策控制，可根據(jù)系統(tǒng)顯示狀態(tài)信息，進(jìn)行指令控制飛行。

在該模式下，對(duì)飛行操控人員要求較高，操控人員本身素質(zhì)會(huì)直接影響系統(tǒng)安全性，要求操控人員掌握系統(tǒng)各相關(guān)專業(yè)知識(shí)，通過(guò)必要的技能培訓(xùn)，并積累相當(dāng)?shù)娘w行經(jīng)驗(yàn)。

（1） 系統(tǒng)正常飛行條件下，無(wú)人機(jī)可按設(shè)定的程序以及任務(wù)規(guī)劃信息，進(jìn)行程序控制飛行，操控人員可通過(guò)上行鏈路發(fā)送指揮控制指令，控制無(wú)人機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)；

（2） 系統(tǒng)異常條件下，操控人員通過(guò)系統(tǒng)提供的故障報(bào)警信息，進(jìn)行故障判定并做出決策，結(jié)合輔助操作信息，控制無(wú)人機(jī)飛行。

3.2 高級(jí)模式

在高級(jí)模式下，系統(tǒng)安全基于裝備本身自主控制能力，具備對(duì)設(shè)備以及環(huán)境的感知與決策能力，飛行過(guò)程基本不依賴人工干預(yù)。在系統(tǒng)本身無(wú)法感知外界威脅的條件下，操作人員可利用系統(tǒng)外信息進(jìn)行決策與輔助控制，且具備控制最高優(yōu)先權(quán)。系統(tǒng)要求具備自主檢測(cè)、診斷、修復(fù)能力，可以自我保障系統(tǒng)飛行安全性。

系統(tǒng)分層構(gòu)架設(shè)計(jì)：

第一層：自主診斷與重構(gòu)，覆蓋系統(tǒng)內(nèi)所有環(huán)節(jié)及單元，無(wú)人機(jī)具備健康狀態(tài)診斷與重構(gòu)技術(shù)，最大限度地重組、容錯(cuò)和隔離故障源，快速重構(gòu)控制結(jié)構(gòu)，對(duì)自身狀態(tài)具備監(jiān)控修復(fù)能力；

第二層：感知與規(guī)避，系統(tǒng)可利用自身傳感器獲取的信息以及外界提供的輔助信息，具備對(duì)系統(tǒng)外環(huán)境的自主感知能力，包括氣象、地理、電磁以及空管等，系統(tǒng)狀態(tài)能夠適應(yīng)環(huán)境變化；

第三層：協(xié)同控制，系統(tǒng)可利用關(guān)聯(lián)單元狀態(tài)信息，自主與相關(guān)單元相互協(xié)同，構(gòu)成應(yīng)用體系形成聯(lián)合作戰(zhàn)能力，并且可智能修正與調(diào)節(jié)；

第四層：決策與指揮，系統(tǒng)對(duì)行安全超限指令、非授權(quán)指令、竊取侵入指令等具備自動(dòng)屏蔽能力，人工介入僅為頂層任務(wù)分配與調(diào)度。

在該模式下，對(duì)操控人員飛行技能要求較低，系統(tǒng)自主能力直接影響系統(tǒng)安全性。

（1） 系統(tǒng)正常飛行條件下，無(wú)人機(jī)完全按頂層規(guī)劃信息并根據(jù)系統(tǒng)自身狀態(tài)自主控制飛行，操控人員僅通過(guò)下行鏈路信息監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)，原則上不參與系統(tǒng)控制；

（2） 系統(tǒng)異常條件下，無(wú)人機(jī)可自主診斷決策和控制保障系統(tǒng)飛行安全，操控人員可利用系統(tǒng)外信息，對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并做出決策，可為無(wú)人機(jī)提供指揮信息，引導(dǎo)無(wú)人機(jī)飛行。

根據(jù)上述兩級(jí)無(wú)人機(jī)飛行操控模式，建議將飛行操控能力按等級(jí)由低到高分為八級(jí)，見(jiàn)表4。

將上述飛行操控等級(jí)與美國(guó)無(wú)人機(jī)自主控制等級(jí)相對(duì)比，對(duì)應(yīng)情況見(jiàn)表5。

4 結(jié) 論

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)安全性主要取決于系統(tǒng)控制體系架構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)人機(jī)對(duì)自身和環(huán)境變化應(yīng)具備自適應(yīng)能力。系統(tǒng)的安全性、魯棒性主要依賴于系統(tǒng)自主控制技術(shù)，同時(shí)加強(qiáng)操作人員的技能培訓(xùn)，并且建立無(wú)人機(jī)系統(tǒng)空中交通管理及電磁頻譜管理體制，以滿足在復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下無(wú)人機(jī)的飛行安全要求。

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的自主控制技術(shù)是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題，提高無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的自主性是永恒的追求目標(biāo)。建議通過(guò)發(fā)展下列技術(shù)提高無(wú)人機(jī)系統(tǒng)控制技術(shù)：

建立中國(guó)的自主控制能力衡量等級(jí)；建立無(wú)人機(jī)自主控制的體系結(jié)構(gòu)；故障診斷、容錯(cuò)與自修復(fù)重構(gòu)技術(shù)；在線態(tài)勢(shì)感知與自主決策、規(guī)避技術(shù)；動(dòng)態(tài)規(guī)劃技術(shù)；智能控制技術(shù)；協(xié)同與交互技術(shù)；信息安全技術(shù)。

研究人為操控原因引起的飛行安全問(wèn)題，通過(guò)發(fā)展無(wú)人機(jī)系統(tǒng)控制技術(shù)、完善無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的管理體制，對(duì)正確運(yùn)行管理無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，提高無(wú)人機(jī)飛行安全，避免飛行事故的發(fā)生，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

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