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1、数控技术与产业发展途径探探讨文数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否坚固干脆影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均实行重大措施来发展自己的数控技术与其产业。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特殊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.但是，我国在数控技术探讨和产业发展方面亦存在不少问题，特殊是在技术创新实力、商品化进程、市场占有率等方面状况尤为突出。在新世纪到来时，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，使
2、我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控探讨开发部门和生产厂家所面临的重要任务。为完成此任务，首先必需确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路途两个层次与数控系统、功能部件、数控整机等几个详细方面探讨了新世纪的发展途径。1总体战略制定符合中国国情的总体发展战略，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的探讨，我们认为以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。1.1 以科技创新为先导中国数控技术和产业经过40多年
3、的发展，从无到有，从引进消化到神有白己独立的白主版权，取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不多。这种局面在发展初期的起步阶段，是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今日和学问经济即将登上舞台的新世纪，这一常规途径就很难行通了。例如，在国外模拟伺服快过时时，我们起先搞模拟伺服，还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模：近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，我们乂跟着发展此类系统，前途仍
4、不乐观。这种老是跟在别人后面走，按国外已有限制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在我国境内设立探讨所和生产,实行就地开发、就地生产和就地销售，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因此要进一步扩大市场占有率，难度白然就很大了。为变更这种现状，我们必需深刻理解和仔细落实“科学技术是第生产力”的宏大论断，大力加强数控领域的科技创新，努力探讨具有中国特色的好用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。这样，才不会被国外牵着外子，恒久受别人
5、的制约，才有可能用先进、好用的数控产品去收更国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。1.2 在商品化上狠下工夫近几年我国数控产品虽然发展很快，但其IE在市场上站住脚的却不多。就数控系统而言，国产货仍未真正被广袤机床厂所接受，因此出现国产数控系统用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。影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外，更重要的就是牢靠性、稳定性和好用性。以往，些数控技术和产品的
6、探讨、开发部门，所追求的往往是一些体现技术水平的指标（如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等），而对影响好用性的些指标和一些小问题却不太重视，在产品的超定性、鲁棒性、牢靠性、好用性方面花的精力相对较少。从而出现某些产品鉴定时的水平都很高，磐至也作为数控产业的主干来抓，贯穿于技术探讨、产品开发、试制、生产等的全过程中，从而将我们已有的技术水平较高的数控产品变成真正有市场的好商品。1.3 将管理和营带作为产业发展重点经过20来年市场风雨的冲击，国人已越来越相识到，技术当然重要，但在市场经济的环境下，要在激烈的全球竞争中获胜，管理和营错就显得更为重要。例如，我国台湾生产的数控机床不但占据
7、了大陆市场的相当大的份额，而且还打进了美国市场。是台湾数控机床的技术和质量超过美国了吗？明显不是。那他们靠的是什么？重要的一条就是在企业管理和产品营销上下了工夫。而我们长期以来把主要精力放在开发技术和提高水平上，忽视了经营管理、市场开拓、产品营销等方面的工作，结果在新技术、新产品开发出来以后，在产品质量提高以后，企业仍旧处于产品销售不畅的逆境I.国内外的阅历说明，数控产品的竞争力不仅取决于技术，更取决于经营管理实力和营销实力。因此，从现在起我们应将管理和营销作为产业发展重点，真正探脱安排经济时代所遗留卜来的思维方式和工作习惯的束缚，建立适应市场的高效、灵敏的运行机制和有效的激励机制。通过这种机
8、制，一方面切实加强企业管理，激发企业负责人和广袤职工的负责精神、创建精神和献身精神，努力提高产品的竞争实力：另一方面充分调动企业内外、行业内外一切主动因素，大力加强市场开拓力度，奋力打通营销渠道。可以坚信，有过硬竞争力的产品,再加上北京开关厂那样的“找、挣、钻、抢”精神,我们就肯定能在市场竞争中取得成功。1.4 大力加强技术支持和服务数控系统和数控机床作为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务是相当重要的。以前国产数控产品丢失信誉的缘由，除牢旅性问题外,另一大问题就是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统，一旦出现问题却叫每天不应，叫地地不灵，以后谁还敢买我们的产品。
9、因此，应将对用户的技术支持和服务当成重要的日常工作来抓，使我们在市场上向纵深挺进时，有一个强大后方。因此，为了取得数控产品市场竞争的全面成功，必需建立以技术支持和服务为核心的强大后方。当然，为赢得主动，后方也须主动出击。I前，利用先进的信息技术手段（如网络和多媒体），将为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开拓新的途径。1.5 坚持可持续发展道路可持续发展是卜.世纪企业发展的重要战略，我国数控产业要有大的发展也必需坚持走可持续发展的道路。绿色是实现可持续发展的重要途径，其主要思想是清洁和节约。为此应大力加强绿色数控产品的开发，加速促进数控产品、数控产业以与整个制造业的绿色化，主要战略措施应考虑
10、以卜.几方面：有效削减产品制造与运用过程中的环境污染。如削减数控机床的铸件结构，消退铸造对环境的污染：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，削球对生产环境的污染：在精密数控机床与其运行环境的温度限制中取消氟利昂制冷的恒温技术：以电传动代替机械传动，削减噪声污染。大幅度降低资源消耗和能源消耗。如以软件代替硬件，从而削减硬件制造的资源和能源消耗与污染，并削减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，削减能源消耗。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
11、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。我国拥有般机床数百万台，加强用数控技术改造传统机床将成为下世纪我国数控领域的重要发展方向。大力发展绿色数控机床。绿色数控机床应是材料消耗少、能耗低、无污染，寿命长且便于拆卸回收的新型机床。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削减，特殊是消退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纳电传动，效率高，可有效降低运用中的能源消耗。国际标准化组织制定了ISo
12、MOoO环境管理标准，全球环境问题“法律化”的趋势正在进一步发展，可持续发展将成为企业通向国际市场的通行证2。因此，我们的数控产品要在下一世纪走向国际市场，我们的企业就必需“从我做起，从现在做起”。2技术途径2.1 发展具有中国特色的新一代PC数控系统数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展具有中国特色的新型数控系统，将是推动数控产业化进程的有效技术途径。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，且牢靠性高（工业PC主机的MTBF已达30年3）。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
13、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共享计算机领域的最新成果，如大容量存储器、高辨别率彩色显示器、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，在竞争中立不败之地。目前，PC数控系统的体系结构有2种主要形式：（1）专用数控加PC前端的曳合式结构：（2）通用PC加位控卡的递阶式结构。另外还有一种正在发展的数字化分布式结构。其方案是将由DSP等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来，组成一完整的数控系统。这种系统虽然性能很好，但由于开发和生产成本太高，近期难
14、以被国内广袤用户所接受。我们认为，上述结构并不是符合中国国情的最好方案，适合中国国情的应是将全部数控功能全软件化的集成式结构，因为这种结构的硬件规模最小，不但有利于降低系统成本，而且更重要的是可以有效提高系统的牢靠性。几十年的阅历表明，牢鸵性好坏是国产数控系统能否发展的关说。虽然影响数控系统牢轮性的因素很多，但过大的硬件规模和较低的硬件制造工艺水平往往对牢匏性造成最大的威逼。以往，国产数控系统在总体设计时由种种缘由的限制，不得不选用技术指标不太高的一股CPk这样,为完成数控的困难功能往往须要由多个CPU来组成系统，有时还需另加一些专用或通用硬件电路来实现数控系统的一些高实（转载白中国教化文摘：
15、/edU,请保留此标记0）时性功能（如细插补、位苴何服限制等），从而造成系统硬件规模浩大。对广数控系统这种批量不大的产品，在国内现有工艺条件下，很难从硬件制造的角度保证系统的牢靠性,因而使得国产数控系统在生产现场的表现不佳，对国产数控系统的形象和声誉造成严峻影响，使得不少用户现在还心有余悸。因此，我们在开发新型数控系统时，应优先选用新型高性能CPU（如高主频的PentiUmII,PentiumIn等）作为系统的运算和限制核心，并尽量用软件来实现数控的全部功能。这样，可大幅度减小系统硬件的规模。此外，还应在软件设计电源设计、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计和施I：等方面采纳强抗扰高牢靠性设计与制
16、造技术，从而全面提高系统的牢靠性。由于一个新型高性能CPf可以代替数十个一般CPf（如80286、80386等），因此，在基广高性能CPU的PC平台上不仅可以完成数控系统的基本功能（如信息处理、刀补计算、插补计算、加减速限制等）和开关量限制功能（内装P1.C）,而且还可以完成伺服限制功能。这样，以前由DSP完成的数字化伺服限制功能（如位置限制、速度限制、矢量变换限制等）均可由PC中的CPU完成，从而实现内装式伺服限制，这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模，而且还大幅度缩小了伺服限制部分硬件规模。这种具有内装P1.C和内装伺服限制的全软件化集成式数控系统，其硬件规模将达到最小化，整个数控系统除一个PC平台外，剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。这既有效提高了系统牢靠性，乂消退了信息传递瓶颈，提高了系统性能，同时还可显著降低系统成本，使系统（包括电机）售价将可降至现有数控系统的一半左右。明显，这种高性能、
