数控技术的回顾与展望-2019年精选文档

1、数控技术的回顾与展望引言: 随着社会经济发展对制造业的要求不断提高，以及科 学技术特别是计算机技术的高速发展， 传统的制造业已经发生了 根本性的变革，以数控技术为主的现代制造技术占据了重要地 位。数控技术集微电子技术、计算机、信息处理、自动检测及自 动控制等高新技术于一体，是制造业实现柔性化、自动化、集成 化及智能化的重要基础。在 21 世纪数控技术的发展水平将对一 个国家的制造业起这决定性作用 .数控技术从无到有， 再到发展壮大， 在很大程度上影响着国 民经济和人民的日常生活水平， 首先我们来看一下数控技术的发 展初阶段。1 数控技术发展历史 采用数字技术进行的机械加工，开始于上世纪四十年代

2、初， 由美国派尔逊公司首先采用， 他们在制造飞机的框架和直升机的 转动机翼时， 利用计算机对要加工的路径进行数据处理， 并考虑 刀具直径对加工路线的影响， 实现了对机翼的数控加工， 加工精 度在一定程度上得到了很大的提高， 这样， 他们的加工能力也随 之上升了一个档次。 在此基础上， 1952 年，美国麻 省理工学院（MIT）使用实验室制造的控制器和辛辛那提式主轴 展示三轴联动获得成功， 这标志着数控时代的到来， 他是在一台 立式铣床上， 安装了一套实验性质的数控系统， 第一次成功地实 现了三轴的数控加工， 这台数控机床被称为世界上第一台真正意 义上的数控机床。 直到 1954年 11 月，第

3、一台工业数控机床由美 国迪克斯公司正式生产出来。 加工中心是数控机床中使用最 广泛的设备之一。 加工中心是具有刀库且具有自动换刀装置的数 控机床， 它可以实现工件一次装夹而进行多道工序的加工， 最初 是在1959年3月由美国卡耐特雷克公司开发出来的。加工中 心的刀库中装有丝锥、钻头、铣刀等刀具，能根据指令自动选择 刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工，大大 缩短了机床上零件的装卸时间和刀具的更换时间。 加工中心现在 已经成为数控机床中非常重要的一类， 不仅有立式、 卧式等用于 箱体零件加工的铣镗类加工中心， 还有用于回转整体零件加工的 车削中心、磨削中心等。 2 数控技术发展的展

4、望2.1 开放化 当今机床正朝着灵活、多功能、网络化的方向发展，控制器 也必须跟上这一发展步伐。 这就要求控制器能够重新配置、 修改、 扩充和改装， 甚至有时要求控制器能重新生成。 完成这一任务的 有效途径就是“开放”。 开放式体系结构使数控系统有更好的通 用性、柔性、适应性和可扩展性，易于实现智能化和网络化。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

5、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。2.2 智能化 智能制造的通俗理解就是应用人工智能技术控制制造过 程，包括制造过程的建模、监控、决策等。在数控技术领域，实 时智能控制的研究和应用正沿着以下几个主要分支发展： 自适应 控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控 制等。数控系统是智能制造的重要物质基础 数控系统的智能化 是控制器研究者的理想。 数控系统的智能化主要体现在数控程度 编制的智能化、加工过程智能化监控、故障诊断的智能化网。新 一代智能化数控系统将计算机智能技术、网络技术、CADCAM、伺

6、服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿 真等高新技术融于一体 形成严密的制造过程闭环控制体系。 随 着数控系统功能的拓展和人工智能技术的发展， 各种人工智能方 法在机床控制器中的应用将为控制器的发展带来更好的前景。2.3 PC 化PC 是世界上产量最大的计算机产品，其技术发展和支持可 以得到很大的保证，并在 PC的快速更新换代和价格持续下降中获益非浅。利用当前 PC的高速数据处理能力，可将原来由硬件 完成的NC功能由软件来实现，而且借助于PC技术很方便地实现 图形界面、网络通信，紧跟计算机技术发展而升级换代，并具有 良好的开放性， 十分有利于二次开发和功能扩展。 经过加固的工

7、业级PC已经在工业控制各个领域中得到普遍应用并已逐步成 为主流，其技术上的成熟程度使其可靠性大大超过以往的专用 CNC硬件。“PC嵌入NC结构的开放式数控系统是一种专用数 控软硬件技术与通用计算机结合而开发的产品如FANUC18、i16i系统、SINUMERIK 840D系统、Numl060等数控系统。这是数 控系统制造商将多年来积累的数控软件技术与当今计算机丰富 的软件资源相结合开发的产品。但由于它的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。2.4 网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作， 通过机床联网 可 在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不 同机床的

8、画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。 网络的任务主 要是进行通信，共享信息。数控作为车间基本设备，它的通信范 围为：1) CN内部CNC装置与数字伺服之间的通信.比如通过 SERCO链式网络传送数字伺服控制信息：2)与上级主计算机的 通信，一般通过以太网进行通信： 3) 与车间现场设备及 IO 装置 通信，主要通过现场总线进行通信，如采用PROFIBU等；4)通过因特网与服务中心通信， 传递维修数据； 5) 通过因特网与另一个工厂进行交换制造数据。随着网络技术的发展，NC 通信功能将越来越重要。3我国数控技术的展望 强调市场需求为导向 , 即以数控终端产品为主 , 以整机（ 如量大面广的数控车

9、床、铣床、高速高精高性能数控机床、典 型数字化机械、 重点行业关键设备等 ） 带动数控产业的发展。 重 点解决数控系统和相关功能部件 （ 数字化伺服系统与电机、 高速 电主轴系统和新型装备的附件等 ） 的可靠性和生产规模问题。没 有规模就不会有高可靠性的产品 ; 没有规模就不会有价格低廉 而富有竞争力的产品 ; 当然, 没有规模中国的数控装备最终难 以有出头之日。在竞争前数控技术方面 , 强调创新 , 强调研究开发具有自 主知识产权的技术和产品 , 为我国数控产业、 装备制造业乃至整 个制造业的可持续发展奠定基础。4结束语综上所述， 数控技术具有强大的功能和广阔的应用前景。 数 控技术的发展将对一个国家工业起这越来越