數控技術現狀及發展趨勢
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- 數控技術 數控技術的誕生
數字控制技術（數控技術）脫胎于機械自動化產業，它是由文字、符號、數字等字符組成一系列指令，然后對一臺或多臺機械設備實現控制的技術。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承包商最先實現了用數字技術對機械加工進行控制，在制造飛機的框架及直升飛機的轉動機翼時，他們嘗試利用全數字電子計算機對機翼的加工路徑進行數據處理。20世紀50年代，美國麻省理工學院在一臺立式銑床上安裝了一套實驗性的數控系統，意外的實現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控機床。自此，一些老牌的工業國家陸續開發并使用了數控機床技術。現在的數控技術又被稱為計算機數控技術，通過計算記中事先設置好的控制程序來實現對設備的控制。因為是用計算機替代了原先數控裝置，所以計算機的軟件就可以輕松完成控制程序。
二 數控技術的發展歷程與現狀
數控技術在我國的實際起步較晚，大約是20世紀50年代末。大致經歷了三個階段：第一階段是20世紀50年代至70年代，在這個階段，我國的經濟基礎很差，加之國外對我們實行了技術封鎖，導致數控技術的發展得非常緩慢；第二階段是“六五”至“八五”階段，國產化體系初步建立，改革開放和國家的重視，使得研究環境得到了巨大的改善，引進的技術得到了消化和吸收；第三階段是“八五”之后，進入到市場經濟轉型期，產業化研究轟轟烈烈的展開了，這一階段，我國的數控產業取得了實質性的進步。 近年來，國內的經濟飛速發展，對于設備的需求和要求愈來愈高，給國內的機械制造業的技術帶來了變革，數控技術成為提高生產效率的關鍵性技術，它為社會提供了很多就業崗位，高品質的機械制造產品正在為人們的工作和生活帶來越來越高的品質，所以機械制造業是推動我國工業化發展的重要組成部分。 現代化的生產模式離不開數控技術的應用。很多西方的國家在進行機械生產中都使用了數控技術，目前，數控機床的應用領域愈加廣泛，計算機的大力發展也讓數控機床在控制生產和管理方面更為便捷，產品的制造更加規范、質量更加過硬。生產效率的提高是經濟效益的增長。客觀的說，我國的機械制造業發展相對滯后，對西方發達國家的制造經驗和經營理念需要大量的借鑒和吸收，才有可能實現傳統的機械生產模式向現代化的生產模式的轉變。
1開放結構的發展
數控技術從發明到現在，已有近50年的歷史。按照電子器件的發展可分為五個發展階段：電子管數控，晶體管數控，中小規模IC數控，小型計算機數控，微處理器數控；從體系結構的發展，可分為以硬件及連線組成的硬數控系統、計算機硬件及軟件組成的CNC數控系統，后者也稱為軟數控系統：從伺服及控制的方式可分為步進電機驅動的開環系統和伺服電機驅動的閉環系統。 數控系統裝備的機床大大提高了加工精度、速度和效率。人類發明了機器，延長和擴展人的手腳功能：當出現數控系統以后，制造廠家逐漸希望數控系統能部分代替機床設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、管理經驗和操作技能放進數控系統， 同時也希望系統具有圖形交互、診斷功能等。首先就要求數控系統具有友好的人機界面和開發平臺，通過這個界面和平臺開放而自由地執行和表達自己的思路。這就產生了開放結構的數控系統。機床制造商可以在該開放系統的平臺上增加一定的硬件和軟件構成自己的系統。目前，開放系統有兩種基本結構：(1)CNC+PC主板：把一塊PC主板插入傳統的CNC機器中，PC板主要運行¨F實時控制，CNC主要運行以坐標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機的標準插槽中作實時控制用，而PC機主要作非實時控制。開放結構在90年代初形成；對于許多熟悉計算機應用的系統廠家，往往采用第(2)方案。但目前主流數控系統生產廠家認為數控系統最主要的性能是可靠性，像PC機存在的死機現象是不允許的。而系統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生產大量的數控系統：體系結構的變化會對他們原系統的維修服務和可靠性產生不良的影響。因此不把開放結構作為主要的產品，仍然大量生產原結構的數控系統。為了增加開放性，主流數控系統生產廠家往往采用(1)方案，即在不變化原系統基本結構的基礎上增加一塊PC板，提供鍵盤使用戶能把PC和CNC聯系在一起，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。有些廠家也把這種裝置稱為融合系統(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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