工学数控技术及应用第1章-绪论课件

第一章绪论返回课件首页1、数控技术的基本概念与特点2、数控机床的组成与工作原理3、数控机床的分类4、数控技术的发展状况本章作业1、数控技术的基本概念与特点一、

数控与数控机床

1．基本概念

数字控制（NC）

数控系统（NCSystem）

数控装置（NCU）计算机数控（CNC）1）数字控制技术：人们把电子计算机以数字方式控制机床（或其它装置）工作的技术称为数字控制技术。计算机数控(CNC－ComputerizedNumericalControl)。

2）数控机床：用数控技术控制的机床称为“数控机床”。3）数控系统：一般将信息输入、运算及控制，伺服驱动中的位置控制，PC控制合称为数控系统。4）数控装置：也称计算机数控（CNC）装置。

4）伺服系统：把伺服驱动(常指速度控制环)单元、伺服电机、机械传动环节合称为伺服系统。

5）计算机群控：也叫做计算机直接数控(DNC)系统，它是用一台大型通用计算机为数台数控机床进行自动编程，并直接控制一群数控机床的系统。

2．用数控机床加工一个零件的过程见图1-1。

零件图数控系统机床

数控装置伺服系统加工程序图1-1数控机床的加工过程

用数控机床加工工件时，首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过程编成加工程序。数控系统读入加工程序后，将其翻译成机器能够理解的控制指令，再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，实现加工过程。数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。

二、数控机床的特点1、提高了加工精度和同一批工件尺寸的重复精度，保证了加工质量的稳定性。2、具有较高的生产效率。（与普通机床相比，效率提高2-3倍）3、增加了设备的柔性。（适应不同品种、规格和尺寸以及不同批量的工件加工）

4、减轻操作者的劳动强度、操作简单，尤其适合加工复杂零件。5、具有较高的经济效益。（一机多用工序间的运输时间减少，节省面积，减少工夹具数量和投资）

6、能加工普通机床所不能加工的复杂型面。7、可向更高级的制造系统发展。

但另一方面，数控机床在使用中也暴露出一些问题，主要有：

(1)提高了起始阶段的投资；

(2)增加了电子设备的维护。调试和维修比较复杂，需要专门的技术人员；

(3)对操作人员的技术水平要求较高。三、计算机数控（ComputerNumerical,简称CNC)

电子技术和计算机技术发展，数控系统先后了采用电子管、晶体管、集成电路、计算机等技术。将计算机引入到数控系统后，使它在质的方面完成了飞跃。

CNC系统优点：（1）柔性好。利用控制软件灵活改变或者增加数控系统的功能（2）功能强。利用计算机技术和外围设备，增强数控系统和机床功能（图形显示便于检查编程刀具轨迹、网络通信）（3）可靠性强。

利用软、硬磁盘存储信息；与硬件数控相比，减少了硬件电路，提高可靠性；具有自诊断功能。（4）易于实现机电一体化。

采用集成电路和印制电路板可构成整个控制系统，装入带有操作面板的数控箱，促进了设备的机电一体化。（5）经济性好。系统性价比大大提高（微机价格越来越低）

四、数控机床的应用范围

●多品种、小批量生产的零件；

●形状结构比较复杂的零件；

●需要频繁改型的零件；

●价值昂贵，不允许报废的关键零件；

●需要最短周期的急需零件；

●批量较大、精度要求高的零件。一、

数控机床的组成

图1-3是数控机床的组成框图。数控机床一般由输入输出设备、数控装置、主轴和进给伺服单元、PLC及其接口电路和机床本体等几部分组成。除了机床本体以外的部分统称为数控系统，数控装置是数控系统的核心。

1．输入/输出设备

2．数控装置

3．伺服单元

4．辅助控制装置（如：可编程逻辑控制器PLC）

5．机床本体

6．测量装置2、数控机床的组成与工作原理主轴伺服单元数控装置输出设备PLC进给伺服单元主轴电机进给电机位置检测机床本体接口电路操作面板输入设备图1-3a数控机床的逻辑组成图1-3b数控机床的基本组成1.输入/输出设备输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机（针对穿孔纸带）、录放机（盒式磁带）或软盘驱动器（软磁盘）等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入（MDI）数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用RS232C（上位机）或采用网络通信方式传送到数控系统中。零件加工程序输入过程有两种方式：一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。

输出装置主要有显示器。2.数控装置数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。

零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。3.伺服驱动与位置检测单元驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。4.辅助控制装置辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接启动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。

5.机床本体数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。

图1-4数控系统的物理组成图1-4数控系统的物理组成图1-5FANUC系列150iB型数控装置二、数控机床的工作原理数控机床的工作原理：将加工零件的几何信息和工艺信息编制成程序，由输入部分送入计算机，经过计算机的处理、运算，按各坐标轴的分量送到各轴的驱动电路，经过转换、放大去驱动伺服电动机，带动各轴运动，并进行反馈控制，使各轴精确走到要求的位置，如此继续下去，各个运动协调进行，一直加工完零件的全部轮廓。3、数控机床的分类目前，数控机床的品种齐全，规格繁多。为了研究的方便起见，可以从不同的角度对数控机床进行分类，常见的有以下几种分类方法：（一）按控制轨迹的特点分类

1.点位控制数控机床2.点位直线控制数控机床

3.轮廓控制数控机床(连续控制系统）点位控制系统点位控制系统仅控制刀具相对于工件的位置，由一个定位点向另一个定位点移动。移动途径没有规定。一般沿机床坐标轴移动，在刀具或工件移动过程中不进行切削。为了尽可能地减少移动部件的运动与定位时间，通常先以快速移动到接近终点坐标，然后减速淮确移动到定位点，以保证良好的加工精度。

定位方式：增量坐标方式和绝对坐标方式。多用于孔加工。这类数控系统主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机及数控弯管机等。图1-6点位控制点位控制钻孔加工示意图工件刀具点位直线控制系统

点位直线控制系统的特点是加工移动部件不仅要实现从一个位置到另一个位置的精确移动，而且能实现平行于坐标轴的直线切削加工运动及沿与坐标轴成45度的斜线进行直线切削加工，但不能沿任意斜率的直线进行切削加工。数控车床、数控镗铣床和数控加工中心等，均采用点位直线控制系统。图1-7点位/直线控制的切削加工连续控制系统（轮廓控制系统）实现复杂轮廓的工件加工。可以控制两个或多个坐标轴的位移，并形成确定的函数关系（利用插补功能实现）。插补运算原理：直线（斜线）、圆弧插补。坐标轴不能无限细分，按照最小设定单位（或脉冲当量）移动，由折线组成。数控系统按照一定的计算方法，将电脉冲分配给各坐标轴，形成规定运动轨迹的过程称为插补。存在误差，超出容许范围，选择更小的设定单位。一些数控系统还具有抛物线、螺旋线、渐开线等插补功能。连续控制系统插补功能由插补器实现。根据插补指令进行数学计算，对各坐标轴进行脉冲分配，然后发指令给伺服电动机驱动机床工作台。图1-8轮廓控制轮廓控制铣削加工(a)直线插补(b)圆弧插补

数控铣床、数控凸轮磨床和功能完善的数控车床都是典型的轮廓控制系统。此外，较先进的数控火焰切割机、数控线切割机及数控绘图机等，也都采用了轮廓控制系统。它们取代了各种类型的仿形加工，提高了精度和生产效率，因而得到了广泛的应用。（二）按伺服系统的类型分类图1-9开环数控系统的结构图1．开环控制数控机床1.开环控制数控机床开环控制系统就是不具有任何反馈装置的数控系统。这种系统通常使用功率步进电动机作为执行机构。数控装置输出指令脉冲到电动机驱动装置，使步进电动机转过相应的步距角，再通过图中齿轮箱带动丝杠旋转，把角位移转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率和脉冲数所决定的。由于没有反馈装置，开环系统的步距误差（步进电动机丢步所产生的位移误差）及机械部件的传动误差不能进行校正补偿，所以控制精度较低。但开环系统结构简单、运行平稳、成本低、价格低廉、使用维修方便，可应用于精度要求不高的经济型数控系统中，在中小企业中有较广泛的应用。2．

闭环控制数控机床数控装置控制电路伺服电机工作台输入图1-10闭环控制系统框图位置检测元件速度检测元件速度反馈位置反馈2．闭环控制数控机床闭环控制系统是在工作台（移动部件）上直接装有位置检测装置，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的位移值进行比较，用差值进行补偿，使移动部件按照实际需要的位移量运动，实现移动部件的精确定位。由于闭环控制系统有位置反馈装置，而这种反馈又包含有丝杠螺母副和齿轮传动副所带来的误差，都可以给予补偿，因而可达到很高的控制精度，可广泛地应用在高精度的大型精密数控系统中。闭环控制系统的伺服电动机采用交流或直流伺服电动机。但为了维护方便，最好用交流伺服电动机。闭环控制系统安装调试非常复杂，价格昂贵，从而在一定程度上限制了对其更广泛的应用。3．半闭环控制数控机床数控装置控制电路伺服电机工作台输入图1-11半闭环控制系统框图速度检测元件速度反馈位置反馈转角检测元件3．半闭环控制数控机床半闭环控制系统是在伺服电动机输出轴端或丝杠轴端装有角位移检测装置，通过测量角位移间接地检测移动部件的直线位移，然后反馈至数控装置中。由于角位移检测装置比直线位移检测装置结构简单，安装方便，稳定性能好，价格便宜，精度高于开环控制系统，应用还是较为广泛的。但这种系统的丝杠螺母副、齿轮传动副等传动装置未包含在反馈系统中，不能纠正机床传动部件带来的误差，故其控制精度还不算很高。（三）按功能水平分类

性能类别CPU位数联动轴数分辨率(um)进给速度(m/min)显示高级型325<0.1>24三维动态普及型2630.1~1010~24字符/图形经济型8<3<10<10字符表1.1数控系统的功能分类1.高级型数控系统2.普及型数控系统3.经济型数控系统（四）按用途可分(1)金属切削类数控机床金属切削类数控系统有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床、数控镗铣床和数控齿轮加工机床等。(2)金属成形类数控机床金属成型类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控压力机等。(3)数控特种加工机床数控特种加工机床有数控线切割机床、数控电火花加工机床和数控激光加工机等。

数控机床简介1、数控车床主要用于轴类和盘类回转体的加工。2、数控铣床主要用于较复杂的平面、曲面和壳体类工件的加工。像模具、样板、凸轮和箱体等。3、数控钻床适用于钻孔为主的工序加工。4、数控磨床主要用于多品种、小批量工件的自动加工、其中有数控外圆磨床、数控平面磨床和数控坐标磨床等。5、数控齿轮机床加工渐开线齿轮、摆线齿轮以及有特殊要求的齿状工件。一般有数控插齿机、数控滚齿机和数控磨齿机等。数控机床简介

随着电子工业和计算机工业的迅猛发展，电路板的钻孔量激增。为了适应这种加工动作简单、孔数多、劳动量大的需要，发展了高速数控钻床。数控冲压机床包括步冲式数控压力机、数控回转压力机、数控弯管机、数控折弯机等。以激光作工具的数控激光切割机、数控激光热处理机(实现局部金属相变)、激光焊接机等等。以电火化腐蚀为基本原理的数控电火花机床和数控线切割机床；还有数控绘图机、数控三坐标测量机等等。一、

数控技术与数控机床的产生与发展数控技术是机械技术和计算机控制技术的结合的产物，因此计算机技术的每一点进步都在推动数控技术向前发展。自从美国帕森公司(ParsonsCo)和麻省理工学院(MIT)于1952年合作研制成的第一代三坐标数控铣床以来，数控系统的发展已经历了采用电子管和继电器、晶体管分立元件、集成电路、小型机数控、微处理器数控到1990年基于工控PC机的通用型CNC系统的第六代。目前，数控系统的可靠性日益提高，无论在航空工业或汽车、造船、机床、建筑等民用工业，数控技术的应用已相当普遍。世界数控机床的年产量超过15万台，产值超过200亿美元。数控机床的总拥有量达100万台以上，品种也超过1500种。第四节

数控技术的发展状况

从第一台数控机床诞生起，已经历过以下几代变化。l第一代数控：1952—1959年采用电子管构成的专用数控系统（NC）。l第二代数控：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。l第三代数控：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。l第四代数控：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统(CNC)。l第五代数控：从1974年开始采用微型电子计算机控制的系统(MicrocomputerNumericalControl——MNC)。数控机床的发展历程二、中国的数控技术与数控机床

2000年的统计数据数控机床厂家：100

数控系统厂家：50

数控机床配套厂家：300

年产量：14053台数控机床品种：1300

产量数控化率：8%（95年3.6%）2.十五目标数控机床年增长率:>18%到2005年产量:25000~30000台品种:2000种数控化率:20%

随着计算机技术、信息技术、网络技术以及系统工程学的发展，为单机数控化向计算机控制的多机制造系统自动化发展奠定了基础。相继出现了直接数字控制系统(DNC)、加工中心、柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)等。1.直接数字控制系统(DNC)

：DNC系统是由一台计算机直接管理和控制一群数控机床的计算机群控系统，即直接数控系统(DirectNC)。

2.加工中心：是—种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现一次装夹，进行多工序的加工。这种机床在刀具库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具。

3.FMS是若干台数控机床和加工中心(或其他自动化设备)通过一套自动物料(包括工件和刀具)搬运系统连接起来，由分布式多级计算机系统进行综合管理与控制的柔性制造系统。4.柔性制造单元(FlexibleManufactureCell——FMC)：以1(或2～3)台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置。

5.CIMS是从生产决策、产品设计与制造、管理等全过程均由计算机集成管理和控制的计算机集成制造系统，以实现工厂自动化。直接数字控制系统(DNC)直接数控系统（DirectNumericalControl)又称群控系统。一般用在中、小批量生产的工厂中，一般可以控制10-60台机床。DNC系统的特点：（1）可实现非实时分配数控数据，它可和车间的编程机结合，便于实现车间的监控和管理。（2）DNC系统采用了局域网（LAN）技术进行通信，可向上级机和下级设备延伸。（3）DNC系统与数据采集系统相结合，可实时监控机床运行状态和工件加工质量。（4）DNC系统可独立使用，也可作为计算机集成制造系统（CIMS)的一个层次。加工中心车削加工中心示意图加工中心传动示意图柔性制造单元FMC柔性制造单元FMC是在制造单元的基础上发展起来的，又具有一定的柔性。所谓柔性是指能够较容易地适应多品种、小批量的生产功能。FMC可由—台或少数几台设备组成。FMC具有独立自动加工的功能，又部分具有自动传送和监控管理功能，可实现某些种类的多品种小批量的加工。有些FMC还可实现24h无人运转，由于它的投资较柔性制造系统FMS少得多，技术上又容易实现，因而深受用户欢迎。FMC可以作为FMS中的基本单元，若干个FMC可以发展组成FMS，因而FMC可看作企业发展过程中的一个阶段。柔性制造单元FMCFMC有两大类，一类是数控机床配上机器人，另一类是加工中心配上托盘交换系统。(1)配有机器人的FMC：图1-6中，加工中心3上的工件1，由机器人2来装卸，加工完毕的工件码放在工件架上，监控器4协调加工中心和机器人的动作。1－工件2－机器人3－加工中心

图1-6(2)配有托盘交换系统构成的FMC：图1-7所示，为加工中心和托盘交换系统构成的FMC。托盘上装夹有工件。当工件加工完毕后，托盘转位，加工另一新工件。托盘支承在圆柱环形导轨上，由内侧的环链拖动而回转。链轮由电机驱动。托盘的选定和停止，由可编程序控制器(PLC)来实现。—般的FMC，托盘数在5个以上。如果在托盘的另一端设置一托盘工作站，则这种托盘系统可通过工作站与其他FMC发生联系。若干个FMC可组成一个FMS。带有托盘交换系统的FMC

柔性制造系统

FMS柔性制造系统是一个由中央计算机控制的自动化制造系统。它是由—个传输系统联系起来的一些设备(通常是具有换刀装置的数控机床或加工中心)。传输装置把工件放在托盘或其它联接装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速和自动。所谓柔性就是通过编程或稍加调整就可同时加工几种不同的工件。采用柔性制造系统后，可显著提高劳动生产率，大大缩短制造周期和提高机床利用率，减少操作人员，压缩在制品数量和库存量，因而使成本大为降低，缩小了生产场地和提高了技术经济效益。柔性制造系统

FMS的组成

由图可见，柔性制造系统由加工系统、物料输送系统和信息系统组成。

(1)加工系统：加工系统中的自动化加工设备通常由5～10台数控机床和加工中心组成。它们都带有能存储20把刀具以上的刀具库，并具有自动换刀装置。为了达到工件的自动更换，数控机床还带有自动的托盘更换装置，这样既能使工件装卸的自动化，又能实现夜间无人化操作。柔性制造系统

FMS

(2)物料输送系统：物料输送系统主要是工件和刀具的输送。分三个方面来说明：输送方式：工件输送方式常用有环型和直线型两种。刀具输送方式也广泛采用直线型和环型，因为这两种输送方式容易实现柔性，便于控制和成本较低。输送设备：在FMS中使用的输送设备主要有输送带、有轨输送车、无轨输送车、堆装起重机、行走机器人等。其中以传送带、有轨输送车用得最多。输送系统结构：一般情况下，FMS的输送系统由一种输送方式和一种输送设备构成。但也有用两种或三种输送方式和两种或三种输送设备组合而成。通常在以FMC为模块组合而成的FMS中，单元间的外部输送设备和单元内的输送设备往往是不同类型的，单元内部使用的是机器人，单元间是采用输送带。柔性制造系统

FMS

(3)信息系统：信息控制系统的主要功能是识别进入系统的工件，选择相应的数控加工程序，根据不同工件和不同的加工内容，使工件按不同顺序通过相应的机床进行加工；当工件改变时，上述内容又能自动地作相应改变。柔性制造系统

FMS

柔性制造系统

FMSFMS的控制方式大多采用中央计算机的集中控制。计算机依靠存储在文件中的各种数据，对整个FMS实行有效的控制。一般需要下述文件数据：零件加工程序文件、工艺路线文件、零件生产文件、托盘参考文件、工位中刀具文件和刀具寿命文件等。计算机集成制造系统CIMS

图1-9CIMS的组成图

计算机集成制造系统CIMS计算机集成制造系统(CIMS)，简单地说来，就是用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造，以求得企业的总体效益，采用CIMS后，有以下好处：（1）工程设计自动化方面：可采用现代化工程设计手段，如CAD／CAPP／CAM(计算机辅助设计／计算机辅助工艺规划／计算机辅助制造)，可提高产品的研制和生产能力，保证产品设计和工艺设计质量，缩短设计周期，从而加快产品更新换代速度，满足用户需求。（2）加工制造方面：可采用诸如FMC、FMS、DNC等先进技术，提高制造质量，增加制造过程的柔性；提高设备利用率，缩短产品制造周期，增强生产能力。（3）经营管理方面：使企业的经营决策科学化。在市场竞争中，可使产品报价快速、准确和及时；在生产过程中，可有效地解决生产“瓶颈”，减少在制品，使库存量压到最低水平，减少制造过程中占用的资金，减少仓库面积，从而可降低生产成本，加速企业的资金周转。计算机集成制造系统CIMSCIMS通常由管理信息系统、产品设计与制造的工程设计自动化系统、制造自动化系统、质量保证系统以及计算机网络和数据库系统等6个分系统组成，它们之间的关系，如图1-9所示。以下分别介绍这几个分系统：（1）管理信息系统：这个系统包括预测、经营决策、各级生产计划、生产技术准备、销售、供应、财务、成本、设备、工具、人力资源等管理信息功能，通过信息的集成，达到缩短产品生产周期、减少占用的流动资金、提高企业的应变能力。（2）产品设计与制造工程设计自动化系统：它是用计算机来辅助产品设计、制造准备和产品性能测试等阶段的工作，就是CAD／CAPP／CAM系统。其目的使产品的开发更高效、优质、自动化地进行。计算机集成制造系统CIMS

（3）制造自动化系统：常用的是FMS系统。这个系统根据产品的工程技术信息、车间层的加工指今，完成对零件毛坯加工的作业调度、制造等工作。（4）质量保证系统：包括质量决策、质量检测与数据采集、质量评估、控制与跟踪等功能。系统保证从产品设计、制造、检验到售后服务的整个过程。（5）计算机网络系统：它是支持CIMS各个分系统的开放型网络通信系统。采用国际标准和工业标准规定的网络协议进行互联。以分布方式，满足各应用分系统对网络支持服务的不同需求，支持资源共享，分布处理、分布数据库和实时控制。（6）数据库系统：它是支持CIMS各分系统的数据库，以实现企业数据的共享和信息集成。1．

高速化和高精度化

在机械方面、数控系统方面和伺服系统方面提出更高要求。2．

CNC系统的智能化数控系统的智能化主要体现在以下几个方面：（1）

应用自适应控制技术；（2）

自动编程技术；（3）

具有故障自动诊断功能；（4）

应用模式识别技术；（5）工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等。4、数控技术的发展趋势

3．数控系统的开放化

随着数控技术的发展，数控系统变得越来越复杂，暴露出许多自身固有的缺陷。最大的问题是，这些数控系统都是专门设计的，它们具有不同的编程语言、非标准的人机接口、多种实时操作系统、非标准的硬件接口等，这些缺陷造成了数控系统使用和维护的不便，也限制了数控技术的进一步发展。为了解决这些问题，人们提出了“开放式数控系统”的概念。这个概念最早见于1987年美国的NGC(NextGenerationController)计划，

NGC控制技术通过实现基于相互操作和分级式的软件模块的“开放式系统体系结构标准规范（SOSAS）”找到解决问题的办法。一个开放式的系统体系结构能够使供应商为实现专门的最佳方案去定制控制系统。由于这样一个富有哲理的概念作为NGC计划的奠基石，NGC代表了下一代控制技术。1996年，美国HP公司在东京日本国际机床展览会上展出了开放式数控系统OAC500；HP公司对开放式数控系统提出了12个方面的判别准则：（1）是否基于工业标准硬件平台和总线结构；（2）运动控制软件是否采用工业标准的开放操作系统；（3）能否采用流行的硬件和软件与工厂的网络相连接；（4）能否运行流行的软件而不降低机床的性能；（5）能否安装从不同商家得到的流行硬件；（6）设计或第三方开发者能否应