數(shù)控技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
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- 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控技術(shù)的誕生
數(shù)字控制技術(shù)（數(shù)控技術(shù)）脫胎于機械自動化產(chǎn)業(yè)，它是由文字、符號、數(shù)字等字符組成一系列指令，然后對一臺或多臺機械設(shè)備實現(xiàn)控制的技術(shù)。它對機械的控制通常是位置、角度、速度等機械變量。 早在20世紀40年代，美國的一個小型飛機工業(yè)承包商最先實現(xiàn)了用數(shù)字技術(shù)對機械加工進行控制，在制造飛機的框架及直升飛機的轉(zhuǎn)動機翼時，他們嘗試利用全數(shù)字電子計算機對機翼的加工路徑進行數(shù)據(jù)處理。20世紀50年代，美國麻省理工學(xué)院在一臺立式銑床上安裝了一套實驗性的數(shù)控系統(tǒng)，意外的實現(xiàn)了對三軸運動的同時控制，因而，這臺立式銑床被認定為世界上第一臺數(shù)控機床。自此，一些老牌的工業(yè)國家陸續(xù)開發(fā)并使用了數(shù)控機床技術(shù)。現(xiàn)在的數(shù)控技術(shù)又被稱為計算機數(shù)控技術(shù)，通過計算記中事先設(shè)置好的控制程序來實現(xiàn)對設(shè)備的控制。因為是用計算機替代了原先數(shù)控裝置，所以計算機的軟件就可以輕松完成控制程序。
二 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
數(shù)控技術(shù)在我國的實際起步較晚，大約是20世紀50年代末。大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段是20世紀50年代至70年代，在這個階段，我國的經(jīng)濟基礎(chǔ)很差，加之國外對我們實行了技術(shù)封鎖，導(dǎo)致數(shù)控技術(shù)的發(fā)展得非常緩慢；第二階段是“六五”至“八五”階段，國產(chǎn)化體系初步建立，改革開放和國家的重視，使得研究環(huán)境得到了巨大的改善，引進的技術(shù)得到了消化和吸收；第三階段是“八五”之后，進入到市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期，產(chǎn)業(yè)化研究轟轟烈烈的展開了，這一階段，我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了實質(zhì)性的進步。 近年來，國內(nèi)的經(jīng)濟飛速發(fā)展，對于設(shè)備的需求和要求愈來愈高，給國內(nèi)的機械制造業(yè)的技術(shù)帶來了變革，數(shù)控技術(shù)成為提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵性技術(shù)，它為社會提供了很多就業(yè)崗位，高品質(zhì)的機械制造產(chǎn)品正在為人們的工作和生活帶來越來越高的品質(zhì)，所以機械制造業(yè)是推動我國工業(yè)化發(fā)展的重要組成部分。 現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式離不開數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。很多西方的國家在進行機械生產(chǎn)中都使用了數(shù)控技術(shù)，目前，數(shù)控機床的應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛，計算機的大力發(fā)展也讓數(shù)控機床在控制生產(chǎn)和管理方面更為便捷，產(chǎn)品的制造更加規(guī)范、質(zhì)量更加過硬。生產(chǎn)效率的提高是經(jīng)濟效益的增長。客觀的說，我國的機械制造業(yè)發(fā)展相對滯后，對西方發(fā)達國家的制造經(jīng)驗和經(jīng)營理念需要大量的借鑒和吸收，才有可能實現(xiàn)傳統(tǒng)的機械生產(chǎn)模式向現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變。
1開放結(jié)構(gòu)的發(fā)展
數(shù)控技術(shù)從發(fā)明到現(xiàn)在，已有近50年的歷史。按照電子器件的發(fā)展可分為五個發(fā)展階段：電子管數(shù)控，晶體管數(shù)控，中小規(guī)模IC數(shù)控，小型計算機數(shù)控，微處理器數(shù)控；從體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，可分為以硬件及連線組成的硬數(shù)控系統(tǒng)、計算機硬件及軟件組成的CNC數(shù)控系統(tǒng)，后者也稱為軟數(shù)控系統(tǒng)：從伺服及控制的方式可分為步進電機驅(qū)動的開環(huán)系統(tǒng)和伺服電機驅(qū)動的閉環(huán)系統(tǒng)。 數(shù)控系統(tǒng)裝備的機床大大提高了加工精度、速度和效率。人類發(fā)明了機器，延長和擴展人的手腳功能：當(dāng)出現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)以后，制造廠家逐漸希望數(shù)控系統(tǒng)能部分代替機床設(shè)計師和操作者的大腦，具有一定的智能，能把特殊的加工工藝、管理經(jīng)驗和操作技能放進數(shù)控系統(tǒng)， 同時也希望系統(tǒng)具有圖形交互、診斷功能等。首先就要求數(shù)控系統(tǒng)具有友好的人機界面和開發(fā)平臺，通過這個界面和平臺開放而自由地執(zhí)行和表達自己的思路。這就產(chǎn)生了開放結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。機床制造商可以在該開放系統(tǒng)的平臺上增加一定的硬件和軟件構(gòu)成自己的系統(tǒng)。目前，開放系統(tǒng)有兩種基本結(jié)構(gòu)：(1)CNC+PC主板：把一塊PC主板插入傳統(tǒng)的CNC機器中，PC板主要運行¨F實時控制，CNC主要運行以坐標(biāo)軸運動為主的實時控制。(2)PC+運動控制板：把運動控制板插入PC機的標(biāo)準(zhǔn)插槽中作實時控制用，而PC機主要作非實時控制。開放結(jié)構(gòu)在90年代初形成；對于許多熟悉計算機應(yīng)用的系統(tǒng)廠家，往往采用第(2)方案。但目前主流數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家認為數(shù)控系統(tǒng)最主要的性能是可靠性，像PC機存在的死機現(xiàn)象是不允許的。而系統(tǒng)功能首先追求的仍然是高精高速的加工。加上這些廠家長期已經(jīng)生產(chǎn)大量的數(shù)控系統(tǒng)：體系結(jié)構(gòu)的變化會對他們原系統(tǒng)的維修服務(wù)和可靠性產(chǎn)生不良的影響。因此不把開放結(jié)構(gòu)作為主要的產(chǎn)品，仍然大量生產(chǎn)原結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。為了增加開放性，主流數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家往往采用(1)方案，即在不變化原系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一塊PC板，提供鍵盤使用戶能把PC和CNC聯(lián)系在一起，大大提高了人機界面的功能比較典型的如FANUC的150/160／180／210系統(tǒng)。有些廠家也把這種裝置稱為融合系統(tǒng)(fusion system)。由于它工作可靠，界面開放，越來越受到機床制造商的歡迎。 ...
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