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数控系统与数控机床技术发展趋势

作者:dingrun 发布时间:2017-11-25

 从1952年美国麻理工学院研制出第一台试验一性数控系统 ,到现在已走过了46年历程。数控系统由当初的电子管式起步 ,经历了以下几个发展阶段 ,请看本文详解。

1 数控系统发展趋势

分立式晶体管式;小规模集成电路式;大规模集成电路式;小型计算机式;;超大规模集成电路;微机式的数控系统。到80年代 ,总体发展趋势是:数控装置由NC向CNC发展;广泛采用32位CPU组成多微处理器系统;提高系统的集成度 ,缩小体积 ,采用模块化结构 ,便于裁剪、扩展和功能升级 ,满足不同类型数控机床的需要;驱动装置向交流、数字化方向发展;CNC装置向人工智能化方向发展;采用新型的自动编程系统;增强通信功能;数控系统可靠性不断提高。总之 ,数控机床技术不断发展 ,功能越来越完善 ,使用越来越方便 ,可靠性越来越高 ,性能价格比也越来越高。到1990年 ,全世界数控系统专业生产厂家年产数控系统约13万台套。国外数控系统技术发展的总体发展趋势是:

● 新一代数控系统采用开放式体系结构

进入90年代以来 ,由于计算机技术的飞速发展 ,推动数控机床技术更快的更新换代。世界上  许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性 ,并向智能化、网络化方向大大发展。近几年许多国家纷纷研究开发这种系统 ,如美国科学制造中心(NCMS)与空军共同领导的“下一代工作站/机床控制器体系结构”NGC ,欧共体的“自动化系统中开放式体系结构”OSACA ,日本的OSEC计划等。开发研究成果已得到应用 ,如Cincinnati-Milacron公司从1995年开始在其生产的加工中心、数控铣床、数控车床等产品中采用了开放式体系结构的A2100系统。开放式体系结构可以大量采用通用微机的先进技术 ,如多媒体技术 ,实现声控自动编程、图形扫描自动编程等。数控系统继续向高集成度方向发展 ,每个芯片上  可以集成更多个晶体管 ,使系统体积更小 ,更加小型化、微型化。可靠性大大提高。利用多CPU的优势 ,实现故障自动排除;增强通信功能 ,提高进线、联网能力。开放式体系结构的新一代数控系统 ,其硬件、软件和总线规范都是对外开放的 ,由于有充足的软、硬件资源可供利用 ,不仅使数控系统制造商和用户进行的系统集成得到有力的支持 ,而且也为用户的二次开发带来极大方便 ,促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用 ,既可通过升档或剪裁构成各种档次的数控系统 ,又可通过扩展构成不同类型数控机床的数控系统 ,开发生产周期大大缩短。这种数控系统可随CPU升级而升级 ,结构上  不必变动。

● 新一代数控系统控制性能大大提高

数控系统在控制性能上  向智能化发展。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展 ,数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理 ,不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能 ,而且人机界面极为友好 ,并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置 ,能自动识别负载并自动优化调整参数。直线电机驱动系统已实用化。

总之 ,新一代数控系统技术水平大大提高 ,促进了数控机床性能向高精度、高速度、高柔性化方向发展 ,使柔性自动化加工技术水平不断提高。