數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
一、數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的控制指揮中心。機(jī)床的各個(gè)執(zhí)行部件在數(shù)控系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下，有條不紊地工作，自動(dòng)地按給定N序進(jìn)行機(jī)械零件加工。數(shù)控系統(tǒng)隨著電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，先后經(jīng)歷了電子管、品體管、集成電路、小型計(jì)算機(jī)、微處理器及基于工控PC機(jī)的通用型系統(tǒng)六代.其中前三代稱為硬線聯(lián)接數(shù)控，簡稱NC數(shù)控。目前已被淘汰;后三代稱為軟件數(shù)控，也稱CNC系統(tǒng)·CNC系統(tǒng)的核心是計(jì)算機(jī)，即由計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行其存儲(chǔ)器內(nèi)的程序，來實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能.也就是說CNC系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件是軟件活動(dòng)的舞臺(tái).軟件是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂.筷個(gè)CNC系統(tǒng)的活動(dòng)均依靠系統(tǒng)軟件來指揮.軟件和硬件各有不同的特點(diǎn):軟件設(shè)計(jì)靈活，適應(yīng)性強(qiáng).但處理速度慢:硬件處理速度快.但成木高。 20世紀(jì)80年代以來，國際上數(shù)控技術(shù)發(fā)展很快。形成了一批著名的專業(yè)生產(chǎn)廠。國際上數(shù)控裝置的80%--90%由這些專業(yè)生產(chǎn)廠生產(chǎn).如日本的FAUNC、三菱電機(jī)、關(guān)國的AB公司、德國的西門子、Bosch,意大利的FIDIA西班牙的FAGOR和法國的NUMB.數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步突出地表現(xiàn)在數(shù)控裝置性能大為提高，總結(jié)起來可概括為以卜三點(diǎn):1、數(shù)控系統(tǒng)智能化 數(shù)控系統(tǒng)的鉀能化包括在數(shù)控系統(tǒng)中各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方而的智能化，如加工過程的t7適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高騾動(dòng)性能及使用連接方使的智能，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載、r!動(dòng)選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方而的鉀能化.如鉀能化的自動(dòng)編程、鉀能化的人機(jī)界面等;還有鉀能診斷、智能監(jiān)控等。2、數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開放式設(shè)計(jì) 20世紀(jì)90年代.數(shù)控系統(tǒng)完成了16位機(jī)向32位機(jī)的轉(zhuǎn)變.以及伺服騾動(dòng)從直流式向交流全數(shù)字式的轉(zhuǎn)變.系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)從封閉轉(zhuǎn)向開放.從而使數(shù)控系統(tǒng)可充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的豐富資源,能根據(jù)控制對象的要求迅速、靈活地更換軟硬件，并能及時(shí)吸收新技術(shù)，使得數(shù)控技術(shù)發(fā)展步伐加快.開發(fā)周期縮短.1名的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家.平均梅三年就有一種新型號(hào)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品誕生.數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也從解決疑難零件加工、批量零件fi動(dòng)化生產(chǎn)，到進(jìn)入家庭作坊，越來越廣泛地應(yīng)用到各種場合，同時(shí)也不斷對數(shù)控系統(tǒng)的軟件提出新的要求。集中地表現(xiàn)在要求有開放式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)、適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的用戶門己開發(fā)的功能。 開放式數(shù)控系統(tǒng)的墓木結(jié)構(gòu)有硬件平臺(tái)、軟件平臺(tái)、一個(gè)用戶可擴(kuò)展的硬軟件空間和應(yīng)開發(fā)環(huán)境。硬件平臺(tái):由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供?；蚴沁x擇通用的標(biāo)準(zhǔn)模塊.但其配置可由用戶在較大范圍內(nèi)選抒.如控制軸數(shù)、控制方式、各種外部設(shè)備等;軟件平臺(tái):由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供，或CNC軟件開發(fā)商提供，它是系統(tǒng)的核心軟件，即CNC PLC的基木軟件.同時(shí)提供良好的用戶開發(fā)應(yīng)用軟件的環(huán)境;應(yīng)用軟件:用戶在數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家提供的硬軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，開發(fā)專用軟件、硬件，實(shí)現(xiàn)用戶要求的控制功能。以PC為基礎(chǔ)的CNC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式有以下三種: 1)把數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠開發(fā)的數(shù)控專用硬件和軟件裝到PC的母板上，用ISA或PCI線.保留原PC的整體形象.如圖1一所示. 2)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠，在h己生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)中嵌入PC機(jī)的主板，展現(xiàn)的是生產(chǎn)廠’的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn).使用生產(chǎn)廠’的專用總線或棍合總線結(jié)構(gòu)，這種嵌入式結(jié)構(gòu).如圖1-6所示。 3)使PC經(jīng)光纜.用高速串行口總線(或ARCNET等)和數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠開發(fā)的專用硬軟件進(jìn)行通信，如圖1-7所示.3、數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能增強(qiáng) 從20世紀(jì)90年代初，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)開始采用墓于PC機(jī)開放式結(jié)構(gòu)以來，通過因特網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信.使用戶與生產(chǎn)廠商的聯(lián)系更加快捷.更能滿足用戶的需要。目前.數(shù)控機(jī)床已發(fā)展成采用PC和NC觸合的數(shù)控系統(tǒng)，外界的信息可很快地反映到機(jī)床上，建立起與用戶快速的反映系統(tǒng).