机床数控系统的发展趋势..

机床数控系统的发展趋势

摘要

本文主要探讨了机床数控系统开放化、软数控、智能化、网络化、高可靠性、复合化、多轴联动化、极端化、绿色化、多媒体技术应用等方向的发展趋势，并提出了我国机床数控系统发展中存在的一些问题。

关键词：机床；数控系统；开放化；趋势；问题

ABSTRACT

This article mainly probes into the open, soft CNC machine tool NC system, intelligent, networked, high reliability, points out, multi-axis linkage, extreme, greening, the direction of the application of multimedia technology development trend, and puts forward the some problems existing in the development of machine tool numerical control system in our country.

keywords: m achine tools; numerical control system; open; trend; the problem

1．引言

数控机床是集计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，是典型的机电一体化产品。机床数控系统作为现代制造系统的关键基础单元，其功能的强弱和性能的好坏决定着上述制造模式的成败。为适应日益复杂的制造过程，数控技术正在发生根本性变革。在体系结构方面，数控系统已基本上实现由专用型封闭式结构模式向通用型开放式结构模式的转型，并向基于PC的全数字化体系结构发展；在网络化基础上，数控系统可方便地与CAD/CAM集成为一体，数控机床的联网运行，使得车间网络化监控、维护与管理变成了现实；在数控系统的高速、高精、高效控制方面，也采取了很多措施，如高速下的平滑控制算法、提高系统的快速响应能力、提高反馈和控制环节的数据分辨率等，获得了不错的效果；在智能化控制方面，通过采样加工过程中影响产品加工质量的外部变量，实现了加工参数的自动修正、调节与补偿，有效提高了CNC的工作效率。本文在机床数控系统开放化、软数控、智能化、网络化、高可靠性、复合化、多轴联动化、极端化、绿色化、多媒体技术应用等方向做了探讨，并提出了我国机床数控

系统发展中存在的一些问题。

2.机床数控系统发展趋势

2.1机床数控系统向开放式方向发展

计算机技术的飞速发展，推动数控技术更快地更新换代。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、可扩展性，并可以较容易地实现智能化、网络化。开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。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．数控系统制造商和用户可以根据这些开放的资源进行系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。同时，这种数控系统可随CPU升级而升级，而结构可以保持不变。

2.1.1机床数控系统向未来技术开放

由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期。

2.1.2机床数控系统向用户特殊要求开放

更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求；2.1.3机床数控系统数控标准的建立

国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP-NC），以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。

2.2.1传统数控系统

如FANUCO系统、MITSTJBISHI M50系统、SIN.Merak 810M系统等，是一种专用的封闭体系结构的数控系统。目前，这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放式体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，已逐渐减小。

2.2.2“PC嵌人NC”结构的开放式数控系统

如FANUCO和16l、SINUMERZ840D、AB 9／：360等，是数控软件技术和当今计算机丰富的软件资源相结合开发的产品．具有一定的开放性。但它的Nc部分仍然是传统的数控系统，用户无法介人数控系统的核心。这类系统结构复杂，功能强大，价格昂贵。

2.2.3“NC嵌人PC”结构的开放式数控系统

它由开放式体系结构运动控制卡和PC机共同构成。这种运动控制卡通常选用高速DSF作为CPU，具有很强的运动控制和PLC控制能力。它本身就是一个数控系统，可以单独使用。它开放的函数库供用户在Windows台下自行开发构造所需的控制系统，因而，这种开放式体系结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制的各个领域。

2.2.4 SOFT型开放式数控系统

这是一种最新开放式体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I／O之间的标准化通用接口。就像计算机中可以安装各种品牌的声卡和相应的驱动程序一样。用户可以在Windows NT平台上，利用开放的CNC内核开发所需的各种功能，构成各种类型的高性能数控系统，与前几种数控系统相比，SO订型开放式数控系统具有最高的性能价格比，因而最有生命力。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代数控系统发展的重要趋势。其典型产品有美国MDSI 公司的Open CNC、德国P0werAutomatlon公司的P．～8000 NT等。