基于发展装备制造业的PC数控系统发展思路探讨

引言

    装备制造业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术是发展新兴高新技术产业和尖端工业，加速经济发展，提高综合国力和国家地位的重要途径。制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今制造技术和装备最核心的技术。在我国，数控技术与装备取得了相当大的进步。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。

1 我国数控技术的发展历程

    我国数控技术起步于1985年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从:1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步(第三阶段是在国家的“八五“后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段(在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50%，配国产数控系统）普及型）也达到了10%。我国数控技术近年来取得了相当大的进步，特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。

2 我国数控技术发展的要求和出路

    我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。近几年我国数控产品虽然发展很快，但真正在市场上站住脚的却不多。就数控系统而言，“中国制造”仍未真正被广大机床厂所接受，因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多，而装备新机床的却很少，机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。这当然不是说旧机床的数控化改造不重要，而是说明从商品的角度看，我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。

    我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

    2.1我国数控技术的发展应该考虑诸多因素

    2.1.1数控技术的发展应以市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件&数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等(的可靠性和生产规模问题。

    2.1.2数控技术的发展要以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容"实现制造装备业的跨跃式发展。

    2.1.3数控技术的发展要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关"以解决国家之急需。

    2.1.4数控技术的发展要强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。

    2.2我国数控产业要有大的发展必须坚持走可持续发展的道路

    大力提倡节约型数控产品的开发，加速促进数控产品、控产业以及整个制造业的绿色化是实现可持续发展的重要途径。

    2.2.1加强用数控技术改造传统机床。这既符合运用信息技术和自动化技术改造传统产业，使传统产业生产技术和装备现代化这一产业可持续发展的目标得以实现，又可取得巨大的经济效益。我国拥有普通机床数百万台，加强用数控技术改造成为我国数控领域的重要发展方向。

    2.2.2大幅度降低资源消耗和能源消耗。以软件代替硬件，从而减少硬件制造的资源和能源消耗及污染，减少产品寿命结束后硬件装置的拆卸回收问题，以永磁驱动代替感应驱动，提高效率和功率因数，节约能源“以电传动代替机械传动，提高效率，减少能源消耗。

    2.2.3有效减少产品制造及使用过程中的环境污染

    如减少数控机床的铸件结构，消除铸造对环境的污染，将数控机床主轴的润滑以油气润滑、喷油润滑等取代油雾润滑，减少对生产环境的污染，在精密数控机床及其运行环境的温度控制中取消氟利昂制冷的恒温技术，以电传动代替机械传动，减少噪声污染。

    2.2.4大力发展新型数控机床"使材料消耗少、能耗低、无污染。寿命长且便于拆卸回收。例如，以并联结构代替串联结构就是开发绿色数控机床的一条途径，这是因为并联结构机床消耗的金属材料仅为常规串联结构机床的几分之一，其加工量也比常规机床大幅度减少，特别是消除了大型结构件的铸造，这将显著降低机床制造过程中的能源消耗和对环境的污染。此外，并联结构机床有利于采用电传动"效率高"可有效降低使用中的能源消耗。

3 发展PC数控系统的可行性及思路

    3.1 PC数控系统是实现我国目前制造装备业发展的有效选择

    可靠性好坏是国产数控系统能否发展的关键，实践证明，10年来我们所走的PC数控道路是完全正确的。PC机（包括工业PC）产量大、价格便宜、技术进步和性能提高很快，且可靠性高（工业PC主机的MTBF已达30年)。因此，以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比，而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果，如大容量存储器、高分辨率彩色显示器，多媒体信息交换，联网通讯等。此外，以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步，当PC机升级换代时，数控系统也可相应升级换代，从而长期保持技术上的优势，在竞争中立于不败之地。