數(shù)控系統(tǒng)的應用越來越廣泛，需求越來越大，其技術(shù)研究與發(fā)展越來越深入。這將提高社會生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量，為社會創(chuàng)造巨大的財富！  關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng) 功能應用 研究進展 發(fā)展趨勢 

 Abstrect: The application of NCS has been more and more widely used and the require is bigger and bigger ． Its research and development becomes deeper and deeper ． This will improve the effective of society and the quality of production．Also it will   

make great poverty for the society．

一、引言    

 從1952年數(shù)控機床的誕生到現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)隨著計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了飛速的發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)集微電子、計算機、信息處理、自動檢測和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，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。近10年來，由于國外很多知名公司的潛心研究和大力開發(fā)，各種不同層次的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設備快速產(chǎn)生并迅速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)正在發(fā)生著日新月異的變化。

二、 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史

2.1 數(shù)控系統(tǒng)的概念 

數(shù)控系統(tǒng)是計算機技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的一種典型應用，它集計算機、機械加工、微電子和自動 控制多項技術(shù)于一體，是近年來應用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項高新技術(shù)。從20世紀70年代以來， 以數(shù)控機床為代表的現(xiàn)代基礎機械已成為制造工業(yè)最重要的技術(shù)特征，數(shù)控機床水平的高低和機床數(shù)控化率的高低已成為衡量國家工業(yè)化水平高低的重要標志。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和在生產(chǎn)過程中的廣泛應用，傳統(tǒng)的機械工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的革命性的變化，加工精度和速度提高，生產(chǎn)效率大幅度增長，加工品質(zhì)得到了極大完善，并實現(xiàn)了人工很難做到的對各種復雜工件的自動加工。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的同時也奠定了柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的基礎。 

2.2 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

 隨著計算機技術(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)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(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、信息處理、自動檢測和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，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。在集成化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術(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)絡化基礎上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成一體和機床聯(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床運動控制器。 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)進行編制。CAD／CAM和CNC6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)行機構(gòu)。在復雜環(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、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長和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)隨機修正CAD／CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工品質(zhì)。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，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。

 三、國內(nèi)的主要數(shù)控系統(tǒng)

3.1 華中數(shù)控系統(tǒng)

武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)立于1994年，是我國數(shù)控系統(tǒng)的龍頭企業(yè)。公司開發(fā)了具有自主版權(quán)的華中I型和“世紀星”系列數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，七軸五聯(lián)動數(shù)控產(chǎn)品打破了國外技術(shù)封鎖，成為我國大型國有裝備制造企業(yè)選用的首臺全國產(chǎn)化高檔數(shù)控設備。

(1)  華中“世紀星”HNC一21／22數(shù)控系統(tǒng)：華中“世紀星”HNC 一21／22數(shù)控系統(tǒng)具有低價格、高性能、簡單、可靠、結(jié)構(gòu)牢靠，造型美觀，體積小巧等特點。采用彩色液晶顯示器，具有高亮度、高對比度，色彩明亮，視角寬廣等優(yōu)點。支持6軸聯(lián)動和全閉環(huán)控制，適用于各種車、銑床加工中心等機床的控制，采用國際標準G代碼編程，與各種流行的CAD／CAM自動編程系統(tǒng)兼容。具有極高的性能價格比。  

 HNC一21i／22i五代數(shù)控系統(tǒng)采用新的結(jié)構(gòu)設計，SMT電路，CPU主板散熱外露設計，支持U盤，采用CAN總線支持I／0擴展，最多支持8軸控制，采用新的面板塑料件模具外觀更美觀。

(2)世紀星HNC一18i／t9iXP系統(tǒng)：世紀星HNC—18i／19iXP是世紀星HNC一21／22的一種“精簡”機型，基本保留了世紀星HNC一21／22的全部指令和功能，主要區(qū)另4是顯示屏的尺寸和控制軸數(shù)。采用CPU主板一體化設計，支持U盤，采用新的面板塑料件模具外觀更美觀，安裝波段開關(guān)和三位控制開關(guān)方便操作。世紀星HNC一18i／19iXP控制電路采用32位微處理器，超大規(guī)模集成電路芯片，專用門陣列器件完成數(shù)控系統(tǒng)硬件插補，實現(xiàn)高速、離精控制。整個工藝采用表面貼裝元器件，整體結(jié)構(gòu)簡單，外部接口專用化，減化了數(shù)控單元與外部單元的聯(lián)接。數(shù)控單元采取全密封結(jié)構(gòu)，機箱上無散熱風扇，適應復雜、惡劣的工業(yè)環(huán)境使用；數(shù)控單元內(nèi)部連接電纜極少。這些工藝使整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊，可靠性進一步提高。華中世紀星HNC一18i／19iXP數(shù)控系統(tǒng)以工業(yè)PC硬件平臺+軟件完成全部NC功能，可以控制三個進給軸和一個主軸，最大聯(lián)動軸數(shù)為3軸。可應用于數(shù)控車、銑、 磨、以及專用數(shù)控機床。                                                 

 (3)新一代基于以太網(wǎng)技術(shù)的高性能數(shù)控系統(tǒng)HNC一21／22Me：華中數(shù)控“世紀星”系列的HNC一21／22Me型數(shù)控系統(tǒng)，是基于以太網(wǎng)技術(shù)，采用先進的開放式體系結(jié)構(gòu)，在Linux實時操作系統(tǒng)下實現(xiàn)的高性能數(shù)控系統(tǒng)。實現(xiàn)了系統(tǒng)與伺服驅(qū)動、主軸、I／O的全數(shù)字通信，滿足高性能數(shù)控系統(tǒng)的實時、同步、多軸和可靠的要求。可以在工廠級、車間級、現(xiàn)場級使用以太網(wǎng)，一網(wǎng)到底。開放性好、擴展性好、可裁減、配置靈活，可實現(xiàn)半閉環(huán)、全閉環(huán)控制、高速、高精加工能力。最大節(jié)點個數(shù)可擴展到128個。 

3.2 廣州數(shù)控系統(tǒng)

 廣州數(shù)控(GSK)始建于1991年，十多年來致力于專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)機床數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動裝置與伺服電機，推廣機床數(shù)控化普及的大型高新技術(shù)企業(yè)。數(shù)控系統(tǒng)方面主要產(chǎn)品有：CSK系列車床、鉆銑床、加工中心數(shù)控系統(tǒng)。 

(1)  GSK普及型車床控制系統(tǒng)GSK218TB、GSK218T、GSK980TB、GSK980TBl采用32位高性能CPU和超大規(guī)模可編程器件FPGA，運用實時多任務控制技術(shù)和硬件插補技術(shù)，實現(xiàn)斗m級精度運動控制。GSK 980TD為新一代的普及型車床數(shù)控系統(tǒng)，采用32位高性能CPU和超大規(guī)模可編程器件FPGA，運用實時多任務控制技術(shù)和硬件插補技術(shù)，實現(xiàn)斗m級精度運動控制和PLC邏輯控制。CSK980TDa又是在GSK980TD基礎上改進設計的新產(chǎn)品，顯示器升級為7英寸彩色寬屏LCD，并增加了PLC軸控、Y軸控制、拋物線／橢圓插補、語句式宏指令、自動倒角、刀具壽命管理和刀具磨損補償?shù)裙δ堋?/SPAN> 

(2)  GSK 928TE、CSK 928TC、CSK 928TC一2、GSK 928TA、GSK 928TB為經(jīng)濟型肛m級車床數(shù)控系統(tǒng)。采用大規(guī)模門陣列進行硬件插補，最高速度15米／分，在自動循環(huán)加工指令方面各有特點。 

(3)  GSK 980TDl、GSK25T是中檔車床數(shù)控系統(tǒng)。具備PLC梯形圖顯示、實時監(jiān)控功能，提供操作面板I．／O接口，可由用戶設計、選配獨立的操作面板。 

(4)  銑床數(shù)控系統(tǒng)CSK 990MA、GSK 928MA。GSK990MA為普及型銑床數(shù)控系統(tǒng)，采用32位高性能的CPU和超大規(guī)模可編程器件FPGA，實時控制和硬件插補技術(shù)保證了系統(tǒng)“m級精度下的高效率，可編輯的PLC使邏輯控制功能更加靈活強大。GSK 928MA可控四個坐標軸，四軸直線插補、二軸圓弧插補，二十二種銑、鉆、攻牙循環(huán)加工指令和參數(shù)編程功能。

(5)  鉆、銑床數(shù)控系統(tǒng)GSK 980MD。廣州數(shù)控研制的新一代普及型銑床CNCC—SK980MD是CSK9801VlC的升級產(chǎn)品，采用了32位高性能CPU和超大規(guī)模可編程器件FPCA，運用實時多任務控制技術(shù)和硬件插補技術(shù)，實現(xiàn)“m級”精度運動控制和PLC邏輯控制。 

3.3 航天數(shù)控系統(tǒng) 

北京航天數(shù)控隸屬于航天長峰股份有限公司，是國家定點機床數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)中心和產(chǎn)業(yè)化基地，主要從事機床數(shù)控系統(tǒng)及其配套產(chǎn)品的設計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務，機床數(shù)控化改造工程。近期成功開發(fā)的開放式2l系列數(shù)控系統(tǒng)和DSSU02系列全數(shù)字交流伺服，達到國CIMS提供技術(shù)支持。其典型應用有車床、銑床、鉆床、磨床、加工中心、螺桿銑、凸輪磨、火焰切割、玻璃雕刻、

4軸機器人控制，4軸激光表面處理控制等。這種開放式的平臺結(jié)構(gòu)系統(tǒng)既可以為用戶提供最終產(chǎn)品，也可為其他數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家和工業(yè)過程控制用戶提供OEM的軟、硬件產(chǎn)品。  航天CASNUC2100E數(shù)控系統(tǒng)是一個將PCI04板嵌入到控制系統(tǒng)中的一體化的車／銑床閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將控制系統(tǒng)、顯示面板、操作面板集于一體，結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝；彩色LCD顯示，具有功能全面、性能可靠、連接簡單、性價比高等優(yōu)點。CASNUC 2100E數(shù)控系統(tǒng)適用于車床、銑床、鉆床、磨床等4軸以下的機械設備控制。  四、國外主要的數(shù)控系統(tǒng)

4.1 西門子數(shù)控系統(tǒng)  西門子數(shù)控系統(tǒng)是西門子集團旗下自動化與驅(qū)動子集團的產(chǎn)品，西門子憑借在數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動產(chǎn)品方面的專業(yè)思考與深厚積累，不斷制造出機床產(chǎn)品的典范之作，為自動化應用提供了日趨完美的技術(shù)支持。三十多年來西門子數(shù)控系統(tǒng)SINUMERIK發(fā)展了很多代。目前在廣泛使用的主要有802、810、840等幾種類型。

(1)  SINUMERIK802D具有免維護性能的SINUMERIK802D，其核心部件 PCU(面板控制單元)將CNC、PLC、人機界面和通訊等功能集成于一體。可靠性高、易于安裝。SNUMERIK802D可控制4個進給軸和一個數(shù)字或模擬主軸。通過生產(chǎn)現(xiàn)場總線PROFIBUS將驅(qū)動器、輸入輸出模塊連接起來。模塊化的驅(qū)動裝置SIMODRIVE611ue配套1FK6系列伺服電機，為機床提供了全數(shù)字化的動力。通過視窗化的調(diào)試工具軟件，可以便捷地設置驅(qū)動參數(shù)，并對驅(qū)動器的控制參數(shù)進行動態(tài)優(yōu)化。          

(2)  SINUMERIK 810D在數(shù)字化控制的領(lǐng)域中，SINUMERIK 810D第一 次將CNC和驅(qū)動控制集成在一塊板子上。快速的循環(huán)處理能力，使其在模塊加工中獨顯威力。SINUMERIK 810D NC軟件選件的一系列突出優(yōu)勢可以幫助用戶在競爭中脫穎而出。例如提前預測功能和坐標變換功能，提前預狽4功能可以在集成控制系統(tǒng)上實現(xiàn)快速控制，坐標變換功能可以用固定點停止來卡緊工件或定義簡單參考點。刀具管理也是一種功能強大的管理軟件選件。樣條插補功能(A，B，C樣條)用來產(chǎn)生平滑過渡；壓縮功能用來壓縮NC記錄；多項式插補功能可以提高810D／810DE運行速度。溫度補償功能保證您的數(shù)控系統(tǒng)在這種高技術(shù)、高速度運行狀態(tài)下保持正常溫度。此外，系統(tǒng)還為用戶提供了鉆、銑、車等加工循環(huán)。

(3), SINUMERIK 840DSINUMERIK 840D是西門子的高端數(shù)控系統(tǒng)，采 用32位微處理器，具有大量的控制功能且在使用中不會相互影響。全數(shù)字化的系統(tǒng)、革新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、更高的控制品質(zhì)、更高的系統(tǒng)分辨率以及更短的采樣時間，適于各種復雜加工任務的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)和控制精度。 

4.2  FANUC數(shù)控系統(tǒng)

FANUC公司是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的著名廠家，該公司自60年代生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以來，已經(jīng)開發(fā)出40多種的系列產(chǎn)品。FANUC公司目前生產(chǎn)的數(shù)控裝置有F0、F10／F1I／F12、F15、F16、F18系列。各系列數(shù)控系統(tǒng)的特點是： 

(1)高可靠性的PowerMate 0系列：用于控制2軸的小型車床，取代步進電機的伺服系統(tǒng)；可配置畫面清晰、操作方便，中文顯示的CRT／MDI，也可配性能／價格比高的DPL／MDI。                      

(2)普及型CNC 0一D系列：o—TD用于車床，o—MD用于銑床及小型加工中心，o—GcD用于圓柱磨床，o—GSD用于平面磨床，0一PD用于沖床。 

(3)全功能型的0一C系列：0川C用于通用車床、自動車床，o—Mc用于銑床、鉆床、加工中心，o—Gcc用于內(nèi)、外圓磨床，o—cSc用于平面磨床，0一TrC用于雙刀架4軸車床。

(4)高性能／價格比的oi系列：整體軟件功能包，高速、高精度加工，并具有網(wǎng)絡功能。0i—MB／MA用于加工中心和銑床，4軸4聯(lián)動；0i—TB／TA用于車床，4軸2聯(lián)動，0i—mate MA用于銑床，3軸3聯(lián)動；0i—mate’rA用于車床，2軸2聯(lián)動。 

(5)具有網(wǎng)絡功能的超小型、超薄型CNC 16i／18i／21i／30i系列：控制單元與LCD集成于一體，具有網(wǎng)絡功能，超高速串行數(shù)據(jù)通訊。其中FSl6i—MB的插補、位置檢測和伺服控制以納米為單位。16i最大可控8軸，6軸聯(lián)動；18i最大可控6軸，4軸聯(lián)動；21i最大可控4軸，4軸聯(lián)動。Fanuc30i系統(tǒng)，具有10通道，八根主軸，可控進給軸數(shù)達32軸，可聯(lián)動控制進給軸數(shù)達24個，能同時運行十個獨立的數(shù)控加工程序，具有軸同步、混合、疊加控制等功能。除此之外，還有實現(xiàn)機床個性化的CNC 16／18／160／180系列。FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機床和生產(chǎn)機械的特點，在市場的占有率最高。 

4.3  NUM數(shù)控系統(tǒng)     

NUM公司是法國著名國際性公司施耐德電氣公司的子公司，專門從事CNC數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和研究，歐洲第二大數(shù)控系統(tǒng)供貨商。主要產(chǎn)品有：NUMl020／1040 7 NUMl020M? NUMl020T?NUMl040M，NUMl040T、NUMl060、NUMl050 7NUM驅(qū)動及電機。NUM數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)特點：

（1）NUMl020／1040   NUMl020／1040數(shù)控系統(tǒng)是NUM公司于1995年開發(fā)出的全新數(shù)控系統(tǒng)，是緊湊且功能完善的32位數(shù)控系統(tǒng)，并且和  14  NUMl060系列系統(tǒng)完全兼容，特別適合于1至6軸的數(shù)控機床。

（2）NUMl020T   NUMl020T基本單元適用于銑床的2—4軸CNC內(nèi)裝式可編程控制器(PLC)32位CPU超大規(guī)模集成電路CISC。NUM 1040M基本配置基本單元適用于銑床，鏜床和加工中心的CNC內(nèi)裝式可編程控制器(PLC)32位CPU超大規(guī)模集成電路CISC。NUM 10d0T基本配置基本單元適合2—4軸雙刀架車床中心的CNC內(nèi)裝式可編程控制器PLC 32位CPU超大規(guī)模集成電路CISC。 

（3）NUM 1060   NUM 1060模塊化、大功率的多軸組CNCNUM 1060專為金屬加工處理(銑、車、磨)，木材加工以及各種切齒機、特種機床及線性或回轉(zhuǎn)組合機床等設計，以其完善的性能及靈活的控制特性為主要特色。1060控制單元控制2到32軸加工機床、32位SISC處理器、CNC分辨率為l micron，0．1 micron或0．01 micron、最大進給率為240m／min、高精密的圖形輪廓描繪：最多9軸插補、1至4個主軸和手輪控制、多軸組(1至8個)、可處理2048個輸入／輸出點的內(nèi)藏式PLC、Fipway通訊模組。 

4.4  Heidenhain數(shù)控系統(tǒng)     

海德漢公司是一家擁有100多年歷史的專門生產(chǎn)高精密測量元件和數(shù)控系統(tǒng)的跨國集團公司，其數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品號稱在歐洲銷售第一。由于多年來從事精密模具加工，對加工速度及精度的提升有著深刻、獨到的見解，所生產(chǎn)的高性能數(shù)控系統(tǒng)和測量反饋元件在模具加工和高精密加工領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。目前Heidenhain數(shù)控系統(tǒng)主要有適用于銑、鉆、鏜和加工中心的TNC系列和適用于車削加工的MANUALplus系列，如下所示： 產(chǎn)品型號：特點  TNC 124 ：3個閉環(huán)控制軸1個開環(huán)控制軸(位置顯示)，適用于小型銑 床、鉆床和鏜床數(shù)控系統(tǒng)。  TNC320：3個閉環(huán)軸加伺服控制主軸s，適用于銑床、鉆床和鏜床的緊 湊型輪廓加工數(shù)控系統(tǒng)。  TNC620：3個閉環(huán)軸加伺服控制主軸S，適用于銑、鉆和鏜機床的理想 數(shù)控系統(tǒng)。  iTNC530：最多13軸加主軸或12軸加2個主軸。  MANUALplus 4110：2個控制軸X／Z，控制主軸和1個動力驅(qū)動刀具。MANUALplus 620：2個控制軸X／Z，控制主軸。  海德漢iTNC530是一個多功能的，面向車間的銑、鉆、鏜等機床和加工中心輪廓加工的通用性控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理時間比TNC系列產(chǎn)品快8倍，所配備的“快速以太網(wǎng)”通訊接口能以100Mbit／s的速率傳輸程序數(shù)據(jù)，比TNC系列快了10倍，新型程序編輯器具有大型程序編輯能力，可以快速插入和編輯信息程序段。在新系統(tǒng)中，該公司首次將NC主控計算機與驅(qū)動控制單元分開，并裝了英特爾處理器。該機采用15英寸高分辨率XGA顯示器(1025 X768)或10．4英寸(640×480)VGA顯示器顯示。任何熟悉TNC系統(tǒng)的操作者很快便可以掌握這種新系統(tǒng)的操作。機械師不必記憶G代碼，只需要用組合鍵按鍵就可以編制線段、弧段、循環(huán)程序。    

五、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 

5.1 數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展20世紀90年代以來，由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術(shù)更快地更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用,PC機豐富的軟硬件資源，開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性和可擴展性，易于實現(xiàn)智能化和網(wǎng)絡化。近幾年許多國家紛紛研究開發(fā)這種系統(tǒng)。 

5.2  數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展  現(xiàn)在，實際用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)控系統(tǒng)主要有四種類型: 傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng); “PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng); “NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng); SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)。它們分別代表了數(shù)控技術(shù)的不同發(fā)展階段，對不同類型的數(shù)控系統(tǒng)進, 行分, 析后, 發(fā)現(xiàn), , ，數(shù)控系統(tǒng)不但從封閉體系結(jié)構(gòu)向開放體系結(jié)構(gòu)發(fā)展，而且出現(xiàn)了從硬數(shù)控向軟數(shù)控方向發(fā)展的趨勢。 

5.3  數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展      智能化是21世紀制造技術(shù)發(fā)展的一個大方向。隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償和運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ埽�而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動和智能化進給伺服裝置，能自動識別負載并自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。世界上正在進行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝 置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。 

5.4  數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡化方向發(fā)展  數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機進行網(wǎng)絡連接和網(wǎng)絡控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱“e制造”，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進口數(shù)控機床時，要求具有遠程通訊服務等功能。             

5.5 數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展  隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡化應用的日趨廣泛，數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在P(t)=99%以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000h。我們只對某一臺數(shù)控機床而言，如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10:1（數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級），此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3h， 

  而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于10萬h。如果對整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。當前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000h以上，驅(qū)動裝置達30000h以上，可以看到距理想的目標還有差距。 

5.6 數(shù)控系統(tǒng)向復合化方向發(fā)展  在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，復合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。 

5.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展  由于在加工自由曲面時，三軸聯(lián)動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進而對工件的加工品質(zhì)造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。因此，各大系統(tǒng)開發(fā)商不遺余力地開發(fā)五軸、六軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)，隨著五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的成熟和日益普及，五軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當前的一個開發(fā)熱點。 

六、結(jié)語 

本文介紹了機床的數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展以及國內(nèi)外主要的數(shù)控系統(tǒng)類型，數(shù)控系統(tǒng)是隨現(xiàn)代計算機技術(shù)、電子技術(shù)發(fā)展同步的，同時也是根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要而發(fā)展的。現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成熟，今后的發(fā)展將更快、更好用、更加便宜。雖然在發(fā)展過程中還有很多問題有待解決，但是我們堅信，隨著這些問題的逐步解決，新一代數(shù)控系統(tǒng)將會進一步推動現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展。 

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