数控系统的国内外发展及应用现状

数控技术大作业题目数控系统的国内外发展及应用现状

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提交日期2012年5月21日

摘要

数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。数控系统已经实现纳米插补与控制技术，并广泛地运用机器人、智能化加工技术和CAD/CAM技术，数控系统本身也从封闭转向开放式，并朝着高速、高精度化、网络化、环保化的方向发展。

关键词：数控系统开放式研究现状发展趋势

目录

一、国外数控系统现状 (4)

1.美国A- B 公司 (4)

2.日本FANUC公司 (5)

3.德国SIEMENS公司 (6)

二、国内数控系统现状 (7)

1.华中数控 (7)

2.广州数控 (9)

3.北京航天数控 (9)

三、国内外数控系统比较 (10)

四、结论 (10)

参考文献 (11)

数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。从1952 年美国麻省理工学院研制出第1 台实验性数控系统，到现在已走过了半个世纪。数控系统也由第一代电子管的硬联接数控发展到第五代MPCNC的软联接数控。

数控系统已经实现纳米插补与控制技术，并广泛地运用机器人、智能化加工技术和CAD/CAM技术，数控系统本身也从封闭转向开放式，并朝着高速、高精度化、网络化、环保化的方向发展。

一、国外数控系统现状

国外数控系统发展总体趋势如下：1.新一代数控系统向OG化和开放式体系结构方向发

展。2.驱动装置向交流、数字化方向发展。3.增强通信功能，向网络化发展。4.数控系统在控制性能上向智能化发展。

在国际市场，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。国外的主要数控系统制造商有西门子（Siemens）、发那克（FANUC）、三菱电机（Mitsubishi Electric）、海德汉（HEIDENHAIN）、博世力士乐（Bosch Rexroth）、日本大隈（Okuma）等。下面对几个主要系统进行功能介绍与应用分析。

1.美国A- B 公司

美国Allen-Bradley(简称A-B公司)，在首先推出CNC系统7300系统后，80年代又开发出8200，8400，8600系列。

其中A-B8600系列是适用于各种加工设备的柔性CNC系统，通过软硬件的不同配置可派生出四个类型和三种不同档次的产品。四种类型是8600T/车床，8600TC/车床和车削中心，8600MC/铣床和加工中心，8600CP通用型（可用于机器人等）；三种不同档次是8605,8610-10,8650-20。下面对8650-20进行详细介绍

●8600系统为多主式, 主从结构的多微处理器CNC装置，主系统微处理器有两种规格，即标准（CPU用8086/处理器用8087）和高速(CPU用80286/处理器用8028)的两种，轴控制的CPU为8086，高速数据通道n 模块用CPU为80186。

●系统的轴控制功能最多具有17个轴控制能力，即一个主轴控制，16个伺服轴控制，其中8个点到点的轴，8个插补轴，16个伺服轴中有10个轴可联动(其中8个插补轴，2个点到点轴)。

●带有直线和旋转运动及圆弧插补，可在任何平面上作圆弧插补，在轮廓加工中，可自动控制进给率，自动补偿反向误差，可进行软件行程限位、刀具补偿和刀具寿命管理等。

●反馈装置可以编码器、旋转变压器或同步感应器来实现反馈，具有所有模式的自动加减速控制。

●CRT有显示字符和图形的功能，根据定义可对存储装置的目录显示、零件程序及输人的原始偏置值显示、毛坯余量显示，不仅可以用图形显示程序，还可用图形显示输人、输出信号的状态。

●8600系列在较强的软、硬件支持下，具有多组程序处理能力，可并行执

行最多到5 组的零件程序。

●用ASSET高级语言扩属了零件程序，能将系统的变量、文件、键盘、显示及串行接口等系统信息引人到零件程序编制环境中。

●具有多种编程方法:

●蓝图(即零件图纸)直接编程；（b）几何工艺语言（GTL）编程；（c）参数化编程，是一种独特的强有力编程工具，可将任何加工顺序作为用户加工环来设计和编程，只给定变数的值即可编制出相似形状工件的程序。

●具有联接到厂级的宽带通信系统的能力，还带小型DNC接口，远程I/O 功能，高速数据通道。

●CNC系统配置的SIPROM（顺序程序）高级语言可很方便地实现梯形图编制，是一个自动编程器。

2.日本FANUC公司

日本FANUC公司是专门生产数控系统及设备的较有影响的厂家，其数控系统销售额占世界的50%，它研制开发了大量新产品并一直处于数控领域的重要位置。

FANUC在7 0 年代中后期生产的CNC装置主要有FSS ,FS7，FSZ，FS3，FS6，FS9 等，大多数是单微处理机和专用芯片(大规模集成电路)相结合的模块化结构，其中FS7CPU 为位片式微处理器构成，FSSCPU是单板机结构，FS6，FS3的CPU是8086，FS9是数控/仿形（NC/TC）联合控制。在轴控制能力上，从标准的三轴（X、Y、Z）过渡到多轴控制（如FS9 最多可控制15根轴）操作显示功能，由一般的键盘操作过渡到以功能软键操作及菜单驱动，开始有了图形显示功能及人机会话功能，这些数控系统都带有内装式PLC控制，大多数系统己配置了RS-232C标准的串行通信接口，完成数据输入/输出和传送，自诊断功能也逐步加强，从只有故障分类报警到能诊断出故障的内容等等。

在80年代FANUC生产和推出的CNC装置主要有F0、F10/11/12/15，

F00/100/110/120，FS15/150，F0 Mate等，这些都是典型现代数控系统，其中F0 Mate是F0派生产品，它与F0比较是一种功能简单、结构更紧凑的经济型系统，而F00/100/110/120/150系统是在F10/11/12/15系列的基础上，增加了MMC（Man Machine Controller一人机交互界面）是CNC、PMC （可编程机床控制器）、MMC 三位一体的CNC系统。

（1）FANUC系统0系列即F0系列是结构紧凑的可组成面板装配式的CNC 装置，当选择了FANUC的各种强电模块时，易于成为一种交钥匙系统。

（2）FANUC系统10/11/12系列的CNC系统有很多品种，可适用于各种机床，从规格上看,M型CNC型装置用于铣、镗床和加工中心，T型用于车床，TT型用于双刀架车床，F型是有对话功能的CNC装置。

（3）FANUC，FS15系列是较新的32 位CNC装置，已具有AI（人工智能）功能的CNC装置。其特点如下：

●FS15系列采用的是模块式，多主总线（FANUC BUS）结构，为一个多微处理器控制系统，所用主CPU是68020，还有一个子CPU （SUB CPU），此外在PMC、轴控制、图形控制、通信及自动编程等功能中也均有各自的CPU。

●FS15可构成最小至最大系统，可控制2-15根轴，还有PMC的轴控制功能，适用于大型机床、复合机床的多轴控制和多系统控制。

●因采用32位高速多主总线和32位微处理器，能实现很高的加工速度（设