1 發(fā)展綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的基本戰(zhàn)略

　　近年來(lái)，數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展在我國(guó)已得到高度重視。特別是在通過(guò)微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以Pc平臺(tái)為基礎(chǔ)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界先進(jìn)行列。但是，我國(guó)在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場(chǎng)占有率等方面存在的問(wèn)題尤為突出。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，對(duì)這些問(wèn)題的解決已經(jīng)初顯成效，如何使我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)道路發(fā)展，以綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)為重要發(fā)展途徑，使我國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有舉足輕重的地位，將是我國(guó)數(shù)控研發(fā)部門(mén)和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。

　　1.1 以科技創(chuàng)新為基礎(chǔ)

　　我國(guó)數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段(如表1所示)，取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。

　　但在世界數(shù)控強(qiáng)手如林的今天，那種按國(guó)外模式，按部就班地發(fā)展這一常規(guī)途徑已經(jīng)行不通，目前，我國(guó)真正自主科技創(chuàng)新的成分并不多。為了改變這種現(xiàn)狀，要大力加強(qiáng)數(shù)控領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，努力研究具有中國(guó)特色的實(shí)用先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路，以綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)為重要發(fā)展途徑，逐步建立起自己獨(dú)立的、先進(jìn)的技術(shù)體系，從而擺脫老是跟在別人后面走，按國(guó)外已有控制和驅(qū)動(dòng)模式來(lái)開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的局面。

　　1.2 加大技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)的力度

　　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，對(duì)一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床作為典型的高技術(shù)產(chǎn)品，對(duì)用戶的技術(shù)支持和服務(wù)相當(dāng)重要。以前國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品喪失信譽(yù)的原因，除可靠性問(wèn)題外，另一大問(wèn)題就是缺乏有力的技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)。今后，我國(guó)的數(shù)控生產(chǎn)廠家應(yīng)對(duì)用戶的技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)作為重要工作來(lái)抓，使其在市場(chǎng)上向縱深挺進(jìn)時(shí)，有一個(gè)以技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)為核心的強(qiáng)大后方；利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，建立新一代立體化的技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)體系，為綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造良好的發(fā)展空間，為取得數(shù)控產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的勝利贏得主動(dòng)。

2 發(fā)展綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的技術(shù)途徑

　　2.1 發(fā)展新一代具有中國(guó)特色的PC數(shù)控系統(tǒng)

　　目前，PC數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)有兩種主要形式：①專用數(shù)控加PC前端的復(fù)合式結(jié)構(gòu)；②通用PC加位控卡的遞階式結(jié)構(gòu)。除這兩種形式外，還有一種正在發(fā)展的數(shù)字化分布式結(jié)構(gòu)。這種正在發(fā)展的數(shù)字化分布式結(jié)構(gòu)的方案是將由DSP(位置控制、速度控制、矢量變換控制)等組成的數(shù)字式伺服通過(guò)以光纜等為介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)與數(shù)控裝置連接起來(lái)，組成一個(gè)完整的數(shù)控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)雖然性能很好，但由于開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本太高，只被國(guó)內(nèi)少數(shù)用戶所接受，上述結(jié)構(gòu)并不是符合中國(guó)國(guó)情的最好方案。適合中國(guó)國(guó)情的應(yīng)是將所有數(shù)控功能全軟件化的集成式結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的硬件規(guī)模最小，有利于降低系統(tǒng)成本，更重要的是可有效提高系統(tǒng)的可靠性。

 　　可靠性的好壞是國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)能否發(fā)展的關(guān)鍵。國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在總體設(shè)計(jì)時(shí)由于種種原因的限制，不得不選用技術(shù)指標(biāo)不太高的普通CPU，為完成復(fù)雜的數(shù)控功能需要由多個(gè)CPU來(lái)組成系統(tǒng)，有時(shí)還需要另加一些專用或通用硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的一些高實(shí)時(shí)性功能，從而造成系統(tǒng)硬件規(guī)模龐大。過(guò)大的硬件規(guī)模和較低的硬件制造工藝水平往往對(duì)可靠性造成很大威脅。

　　在開(kāi)發(fā)新型數(shù)控系統(tǒng)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用新型高性能CPU作為系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，并且盡量用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控的所有功能。這樣可大幅度減小系統(tǒng)硬件的規(guī)模。具有內(nèi)裝PLC和內(nèi)裝伺服控制的全軟件化集成式數(shù)控系統(tǒng)，其硬件規(guī)模將達(dá)到最小化，整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)除一個(gè)PC平臺(tái)外，剩下的只有驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的功率接口和反饋接口。這樣既有效提高了系統(tǒng)可靠性，又消除了信息傳遞瓶頸，提高了系統(tǒng)性能，同時(shí)還可顯著降低系統(tǒng)成本。這種高性能、高可靠性、低成本的新型數(shù)控系統(tǒng)將具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，有望為開(kāi)創(chuàng)中國(guó)數(shù)控的新局面而作出貢獻(xiàn)。

　　2.2 綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展措施

　　我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)要有大的發(fā)展必須堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的道路，綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，其主要特點(diǎn)是清潔和節(jié)約。

　　大力加強(qiáng)綠色數(shù)控產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，加速促進(jìn)數(shù)控產(chǎn)品、數(shù)控產(chǎn)業(yè)及整個(gè)制造業(yè)的綠色化，主要戰(zhàn)略措施應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：①有效減少產(chǎn)品制造及使用過(guò)程中的環(huán)境污染。如減少數(shù)控機(jī)床的鑄件結(jié)構(gòu)，消除鑄造對(duì)環(huán)境的污染；將數(shù)控機(jī)床主軸的潤(rùn)滑以油氣潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑等取代油霧潤(rùn)滑，減少對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的污染；在精密數(shù)控機(jī)床及其運(yùn)行環(huán)境的溫度控制中采用非氟利昂制冷的恒溫技術(shù)；以電傳動(dòng)代替機(jī)械傳動(dòng)，減少噪聲污染。②大幅度降低資源消耗和能源消耗。如用軟件代替硬件，從而減少硬件制造的資源和能源消耗及污染，并減少產(chǎn)品壽命結(jié)束后硬件裝置的拆卸回收問(wèn)題；以永磁驅(qū)動(dòng)代替感應(yīng)驅(qū)動(dòng)，提高效率和功率因數(shù)，節(jié)約能源；以電傳動(dòng)代替機(jī)械傳動(dòng)，提高效率，減少能源消耗。③加強(qiáng)用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機(jī)床。這即符合運(yùn)用信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和裝備現(xiàn)代化這一產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，又可取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)擁有普通機(jī)床數(shù)百萬(wàn)臺(tái)，加強(qiáng)用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機(jī)床將成為我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。④大力發(fā)展綠色數(shù)控機(jī)床，綠色數(shù)控機(jī)床應(yīng)是材料消耗少，能耗低，無(wú)污染，壽命長(zhǎng)且便于拆卸回收的新型機(jī)床。以并聯(lián)結(jié)構(gòu)代替串聯(lián)結(jié)構(gòu)就是開(kāi)發(fā)綠色數(shù)控機(jī)床的一條途徑，這是因?yàn)椴⒙?lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床消耗的金屬材料僅為常規(guī)串聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床的幾分之一，其加工量也比常規(guī)機(jī)床大幅度減少，特別是消除了大型結(jié)構(gòu)件的鑄造，這將顯著降低機(jī)床鑄造過(guò)程中的能源消耗和對(duì)環(huán)境的污染。此外，并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床有利于采用電傳動(dòng)，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。

　　全球環(huán)境問(wèn)題“法律化”的趨勢(shì)正在進(jìn)一步發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展將成為企業(yè)通向國(guó)際市場(chǎng)的通行證。我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)品要占有國(guó)際市場(chǎng)，必須堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路，以綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)為重要發(fā)展途徑。

3 促進(jìn)綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)商品化進(jìn)程

　　從商品角度看，我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)品與國(guó)外相比還存在很大的差距。近些年我國(guó)數(shù)控產(chǎn)品顯然發(fā)展很快，但在市場(chǎng)的占有率卻不高。影響系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床商品化的主要因素除技術(shù)性能和功能外，更重要的就是可靠性，穩(wěn)定性和實(shí)用性。以往，我國(guó)一些數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)部門(mén)，所追求的往往是一些體現(xiàn)技術(shù)水平的指標(biāo)，而對(duì)影響實(shí)用性的一些指標(biāo)和一些小問(wèn)題卻不太重視，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、魯棒性、可靠性，實(shí)用性方面花費(fèi)的精力相對(duì)較少。數(shù)控產(chǎn)品的某些問(wèn)題在開(kāi)發(fā)，試用，甚至鑒定時(shí)都難以實(shí)現(xiàn)。這就造成同樣型號(hào)的數(shù)控機(jī)床在有的用戶那運(yùn)行得很好，而在別的用戶那卻表現(xiàn)欠佳。或者同樣型號(hào)的數(shù)控機(jī)床用于加工某些零件時(shí)工作得很好，但用于加工其它零件時(shí)卻不盡人意。國(guó)外一些公司設(shè)立了專門(mén)機(jī)構(gòu)來(lái)測(cè)試考驗(yàn)自己的產(chǎn)品，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，立即反饋給開(kāi)發(fā)部門(mén)予以解決。經(jīng)過(guò)這樣的測(cè)試考驗(yàn)過(guò)程后，數(shù)控系統(tǒng)的潛在問(wèn)題就大為減少。

　　促進(jìn)我國(guó)綠色數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的商品化：①設(shè)立專門(mén)的機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格全面的測(cè)試，盡量減少數(shù)控系統(tǒng)的潛在問(wèn)題，將高指標(biāo)、高性能的產(chǎn)品變成具有市場(chǎng)前景的商品，進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品的聲譽(yù)。②促進(jìn)我國(guó)綠色數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品的商品化，將其作為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的主干來(lái)抓，貫穿于技術(shù)研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、試制、生產(chǎn)等的全過(guò)程中，從而使我國(guó)的綠色數(shù)控產(chǎn)品變成真正有市場(chǎng)的好商品。

4 結(jié)束語(yǔ)

　　大力加強(qiáng)數(shù)控領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，努力研究具有中國(guó)特色的實(shí)用先進(jìn)數(shù)控技術(shù)。堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路，以綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)為重要發(fā)展途徑，逐步建立起自己獨(dú)立的、先進(jìn)的技術(shù)體系。進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的商品化進(jìn)程，加大綠色數(shù)控產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率，使我國(guó)的綠色數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)在21世紀(jì)走在世界前列，讓我國(guó)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。