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數控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
閱讀：1403 發(fā)布時間：2015-10-26 從1952年美國麻省理工學院研制出*臺試驗性數控系統(tǒng)，到現在已走過了半個世紀歷程。隨著電子技術和控制技術的飛速發(fā)展，當今的數控系統(tǒng)功能已經非常強大，與此同時加工技術以及一些其他相關技術的發(fā)展對數控系統(tǒng)的發(fā)展和進步提出了新的要求。
趨勢之一：數控系統(tǒng)向軟數控方向發(fā)展
現在，實際用于工業(yè)現場的數控系統(tǒng)主要有以下四種類型，分別代表了數控技術的不同發(fā)展階段，對不同類型的數控系統(tǒng)進行分析后發(fā)現，數控系統(tǒng)不但從封閉體系結構向開放體系結構發(fā)展，而且正在從硬數控向軟數控方向發(fā)展的趨勢。
傳統(tǒng)數控系統(tǒng)，如FANUC 0系統(tǒng)、MITSUBISHI M50系統(tǒng)、SINUMERIK 810M/T/G系統(tǒng)等。這是一種的封閉體系結構的數控系統(tǒng)。目前，這類系統(tǒng)還是占領了制造業(yè)的大部分市場。但由于開放體系結構數控系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)數控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)，已逐漸減小。
“PC嵌入NC"結構的開放式數控系統(tǒng)，如FANUC18i、16i系統(tǒng)、SINUMERIK 840D系統(tǒng)、Num1060系統(tǒng)、AB 9/360等數控系統(tǒng)。這是一些數控系統(tǒng)制造商將多年來積累的數控軟件技術和當今計算機豐富的軟件資源相結合開發(fā)的產品。它具有一定的開放性，但由于它的NC部分仍然是傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)，用戶無法介入數控系統(tǒng)的核心。這類系統(tǒng)結構復雜、功能強大。
“NC嵌入PC"結構的開放式數控系統(tǒng) 它由開放體系結構運動控制卡和PC機共同構成。這種運動控制卡通常選用高速DSP作為CPU，具有很強的運動控制和PLC控制能力。它本身就是一個數控系統(tǒng)，可以單獨使用。它開放的函數庫供用戶在WINDOWS平臺下自行開發(fā)構造所需的控制系統(tǒng)。因而這種開放結構運動控制卡被廣泛應用于制造業(yè)自動化控制各個領域。如美國Delta Tau公司用PMAC多軸運動控制卡構造的PMAC-NC數控系統(tǒng)、日本MAZAK公司用三菱電機的MELDASMAGIC 64構造的MAZATROL 640 CNC等。
SOFT型開放式數控系統(tǒng) 這是一種開放體系結構的數控系統(tǒng)。它提供給用戶zui大的選擇和靈活性，它的CNC軟件全部裝在計算機中，而硬件部分僅是計算機與伺服驅動和外部I/O之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應的驅動程序一樣。用戶可以在WINDOWS NT平臺上，利用開放的CNC內核，開發(fā)所需的各種功能，構成各種類型的高性能數控系統(tǒng)，與前幾種數控系統(tǒng)相比，SOFT型開放式數控系統(tǒng)具有zui高的性價比，因而zui有生命力。通過軟件智能替代復雜的硬件，正在成為當代數控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。其典型產品有美國MDSI公司的Open CNC、德國Power Automation公司的PA8000 NT等。
趨勢之二：數控系統(tǒng)向開放式體系結構發(fā)展
20世紀90年代以來，由于計算機技術的飛速發(fā)展，推動數控技術更快的更新換代。世界上許多數控系統(tǒng)生產廠家利用PC機豐富的軟、硬件資源開發(fā)開放式體系結構的新一代數控系統(tǒng)。開放式體系結構使數控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易的實現智能化、網絡化。近幾年許多國家紛紛研究開發(fā)這種系統(tǒng)，如美國科學制造中心(NCMS)與*共同*的“下一代工作站/機床控制器體系結構"NGC，歐共體的“自動化系統(tǒng)中開放式體系結構"OSACA，日本的OSEC計劃等。開放式體系結構可以大量采用通用微機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結構的新一代數控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，數控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據這些開放的資源進行的系統(tǒng)集成，同時它也為用戶根據實際需要靈活配置數控系統(tǒng)帶來*方便，促進了數控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應用，開發(fā)生產周期大大縮短。同時，這種數控系統(tǒng)可隨CPU升級而升級，而結構可以保持不變。
趨勢之三：數控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展
智能化是21世紀制造技術發(fā)展的一個大方向。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發(fā)展，數控系統(tǒng)引入了自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經網絡的控制機理，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、工藝參數自動生成、三維*補償、運動參數動態(tài)補償等功能，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)化調整參數。
世界上正在進行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。
趨勢之四：數控系統(tǒng)向網絡化方向發(fā)展
數控系統(tǒng)的網絡化，主要指數控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。數控系統(tǒng)一般首先面向生產現場和企業(yè)內部的局域網，然后再經由因特網通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技術。
隨著網絡技術的成熟和發(fā)展，zui近業(yè)界又提出了數字制造的概念。數字制造，又稱“e-制造"，是機械制造企業(yè)現代化的標志之一，也是*機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用，越來越多的國內用戶在進口數控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。
數控系統(tǒng)的網絡化進一步促進了柔性自動化制造技術的發(fā)展，現代柔性制造系統(tǒng)從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網絡集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。柔性自動化技術以易于聯網和集成為目標，同時注重加強單元技術的開拓、完善，數控機床及其構成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯結，向信息集成方向發(fā)展，網絡系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。