摘要：簡要介紹了當(dāng)今世界數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢及我國數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上討論了在我國加入WTO和對外開放進(jìn)一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力的重要性，并從戰(zhàn)略和策略兩個層面提出了發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備的幾點(diǎn)看法。

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊罅Πl(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(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)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(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

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，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，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個方面［1～4］。

1．1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢

1國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況

隨著計算機(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)國家投入巨資，對現(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、計算機(jī)、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點(diǎn)，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、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時動態(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)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機(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)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項參數(shù)，實現(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)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

長期以來，我國的數(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)動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(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、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(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，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)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。

2數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢

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式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機(jī)床動態(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。

數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。

在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀(jì)到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。

為完成此任務(wù)，首先必須確立符合中國國情的發(fā)展道路。為此，本文從總體戰(zhàn)略和技術(shù)路線兩個層次及數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、數(shù)控整機(jī)等幾個具體方面探討了新世紀(jì)的發(fā)展途徑。

1總體戰(zhàn)略

制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，對21世紀(jì)我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。通過對數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的分析和對我國數(shù)控領(lǐng)域存在問題的研究，我們認(rèn)為以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以管理和營銷為重點(diǎn)，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅持可持續(xù)發(fā)展道路將是一種符合我國國情的發(fā)展數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的總體戰(zhàn)略。

1.1以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)

一、數(shù)控技術(shù)專業(yè)“雙證”質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建

構(gòu)建質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是實施“雙證融通”的基礎(chǔ)。按照現(xiàn)代職業(yè)教育思想,高職教育應(yīng)把適應(yīng)與滿足社會需要和人的發(fā)展作為人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新的核心內(nèi)容,并貫穿始終;要在突出人才培養(yǎng)的針對性和應(yīng)用性的同時,讓學(xué)生具備一定的可持續(xù)發(fā)展能力,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。勞動和社會保障部職業(yè)技能鑒定中心最新提出的分層化的國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系由職業(yè)特定技能標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)通用技能標(biāo)準(zhǔn)、跨行業(yè)職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)和核心技能標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成。而按照我國現(xiàn)行的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,工種標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)僅僅是某一職業(yè)特定技能標(biāo)準(zhǔn)。從適用范圍看,工種標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相對較窄,所涉及的知識與技能大都是一個職業(yè)或工種特有的。取得其資格證書,只反映能力的一個方面。為了體現(xiàn)“高等性”與“職業(yè)性”的融合,我們在制定數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)計劃時,努力體現(xiàn)分層化國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的四種能力,圍繞四種能力來設(shè)置課程,使畢業(yè)生既具有特定的數(shù)控機(jī)床操作能力,又具有一定的理論基礎(chǔ)和適應(yīng)不同工作崗位的能力,滿足學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的需要。

二、課程體系重組與數(shù)控技術(shù)專業(yè)“雙證課程”開發(fā)

重組課程體系是實施“雙證融通”的關(guān)鍵。高職教育必須在教學(xué)中能體現(xiàn)兩個證書的水平,真正把國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入課程體系,形成高職課程對國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在教學(xué)內(nèi)涵上的涵蓋關(guān)系或?qū)I(yè)核心課程與國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之間的對應(yīng)關(guān)系,形成符合國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的“雙證”課程,使專業(yè)課程內(nèi)容與企業(yè)的崗位技能需求緊密結(jié)合。我院以培養(yǎng)高技能人才為目標(biāo),開發(fā)與國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求相符合的專業(yè)教學(xué)內(nèi)容,努力使課程設(shè)置體現(xiàn)職業(yè)化和實踐化的特點(diǎn)。我院對“加工中心操作工”國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了認(rèn)真的分析,根據(jù)職業(yè)崗位或?qū)I(yè)技術(shù)領(lǐng)域?qū)χR和能力的要求,設(shè)置相應(yīng)的課程和實訓(xùn)項目,并按照國家職業(yè)技能鑒定機(jī)構(gòu)對培訓(xùn)人員職業(yè)技能鑒定的具體要求,設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。例如,在數(shù)控加工編程與操作課程教學(xué)中,我們根據(jù)國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加工中心操作工中級和高級的要求,講解孔加工、面銑、外周銑、內(nèi)槽銑、攻絲加工指令和加工方法,宏程序加工等內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容與國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完全銜接。這樣即完成了教學(xué)任務(wù),又滿足了技能鑒定對理論知識和操作技能的需求。為保證“雙證”課程開發(fā)的有效性,我們通過“產(chǎn)學(xué)合作”,吸收現(xiàn)場專家參與課程開發(fā)與培養(yǎng)方案的制訂,按職業(yè)的要求對課程內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新整合,將職業(yè)要求的基本知識與技能以及行業(yè)科技發(fā)展前沿的新知識與新技術(shù)整合為課程內(nèi)容,從而保證了課程分析的準(zhǔn)確性與課程結(jié)構(gòu)組建的科學(xué)性,保證了課程開發(fā)具有鮮明的技術(shù)特征和較高的技術(shù)含量,保證了培養(yǎng)方案的可行性及其與培養(yǎng)目標(biāo)的一致性。

三、建立以專業(yè)為主線、項目為結(jié)點(diǎn)、工作任務(wù)驅(qū)動的“雙證”教學(xué)模式

改革教學(xué)模式是實施“雙證融通”的突破口。我們在機(jī)床維護(hù)模塊中,把數(shù)控機(jī)床電氣控制內(nèi)容分成機(jī)床低壓電氣控制、可編程控制器、數(shù)控系統(tǒng)原理與接口、伺服驅(qū)動技術(shù)和位置檢測裝置等項目,整個教學(xué)過程均安排在數(shù)控綜合實驗室的現(xiàn)場進(jìn)行,講、練、做結(jié)合,理論與實踐融于一體。又如,在加工中心職業(yè)資格認(rèn)證環(huán)節(jié),我們通過一系列項目式的綜合實踐訓(xùn)練,強(qiáng)化崗位技能與綜合職業(yè)能力。專門安排了加工中心基本操作、換刀、對刀、工件坐標(biāo)系設(shè)定、設(shè)置刀具補(bǔ)償、平面銑削、外輪廓銑削、內(nèi)輪廓銑削、孔加工、攻絲和三維加工等項目。在整個綜合實訓(xùn)環(huán)節(jié)中,我們將學(xué)生的職業(yè)訓(xùn)導(dǎo)貫穿于全部過程,培養(yǎng)學(xué)生對職業(yè)的熱愛、敬業(yè)、執(zhí)著、投入以及堅定的職業(yè)信念,培養(yǎng)學(xué)生高尚的職業(yè)道德、創(chuàng)新的職業(yè)精神。

一、數(shù)控技術(shù)的相關(guān)原理

1.1數(shù)控技術(shù)簡介

數(shù)控技術(shù)主要是通過現(xiàn)代計算機(jī)編程的方式來對加工機(jī)械制定相應(yīng)的加工順序，對整個機(jī)械加工過程進(jìn)行智能化控制。數(shù)控技術(shù)由于其具有較高的精度和較快的工作效率而深受機(jī)械生產(chǎn)制造廠家的喜愛，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于我國的各行各業(yè)當(dāng)中。

1.2數(shù)控技術(shù)的核心原理

數(shù)控技術(shù)的整個控制過程是通過計算機(jī)、自動控制系統(tǒng)、電氣傳動裝置以及精密傳感測量裝置完成的，這是一種高新的技術(shù)工藝。目前比較流行的數(shù)控技術(shù)中主要使用的是CNC系統(tǒng)，這種系統(tǒng)由于其高靈活性而深受各種機(jī)床生產(chǎn)廠家的喜愛，被普遍使用來對機(jī)床進(jìn)行控制。

1.3數(shù)控技術(shù)設(shè)備