數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，需求越來(lái)越大，其技術(shù)研究與發(fā)展越來(lái)越深入。這將提高社會(huì)生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量，為社會(huì)創(chuàng)造巨大的財(cái)富！  關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng) 功能應(yīng)用 研究進(jìn)展 發(fā)展趨勢(shì) 

 Abstrect: The application of NCS has been more and more widely used and the require is bigger and bigger ． Its research and development becomes deeper and deeper ． This will improve the effective of society and the quality of production．Also it will   

make great poverty for the society．

一、引言    

 從1952年數(shù)控機(jī)床的誕生到現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了飛速的發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能 化起著舉足輕重的作用。近10年來(lái)，由于國(guó)外很多知名公司的潛心研究和大力開(kāi)發(fā)，各種不同層次的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備快速產(chǎn)生并迅速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)正在發(fā)生著日新月異的變化。

二、 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史

2.1 數(shù)控系統(tǒng)的概念 

數(shù)控系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的一種典型應(yīng)用，它集計(jì)算機(jī)、機(jī)械加工、微電子和自動(dòng) 控制多項(xiàng)技術(shù)于一體，是近年來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)高新技術(shù)。從20世紀(jì)70年代以來(lái)， 以數(shù)控機(jī)床為代表的現(xiàn)代基礎(chǔ)機(jī)械已成為制造工業(yè)最重要的技術(shù)特征，數(shù)控機(jī)床水平的高低和機(jī)床數(shù)控化率的高低已成為衡量國(guó)家工業(yè)化水平高低的重要標(biāo)志。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和在生產(chǎn)過(guò)程中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的革命性的變化，加工精度和速度提高，生產(chǎn)效率大幅度增長(zhǎng)，加工品質(zhì)得到了極大完善，并實(shí)現(xiàn)了人工很難做到的對(duì)各種復(fù)雜工件的自動(dòng)加工。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的同時(shí)也奠定了柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的基礎(chǔ)。 

2.2 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng) 化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成一體和機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。 加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD／CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD／CAM和CNC6之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié),整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)和加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD／CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工品質(zhì)。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。

 三、國(guó)內(nèi)的主要數(shù)控系統(tǒng)

3.1 華中數(shù)控系統(tǒng)

武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)立于1994年，是我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的龍頭企業(yè)。公司開(kāi)發(fā)了具有自主版權(quán)的華中I型和“世紀(jì)星”系列數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，七軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控產(chǎn)品打破了國(guó)外技術(shù)封鎖，成為我國(guó)大型國(guó)有裝備制造企業(yè)選用的首臺(tái)全國(guó)產(chǎn)化高檔數(shù)控設(shè)備。

(1)  華中“世紀(jì)星”HNC一21／22數(shù)控系統(tǒng)：華中“世紀(jì)星”HNC 一21／22數(shù)控系統(tǒng)具有低價(jià)格、高性能、簡(jiǎn)單、可靠、結(jié)構(gòu)牢靠，造型美觀，體積小巧等特點(diǎn)。采用彩色液晶顯示器，具有高亮度、高對(duì)比度，色彩明亮，視角寬廣等優(yōu)點(diǎn)。支持6軸聯(lián)動(dòng)和全閉環(huán)控制，適用于各種車、銑床加工中心等機(jī)床的控制，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程，與各種流行的CAD／CAM自動(dòng)編程系統(tǒng)兼容。具有極高的性能價(jià)格比。  

 HNC一21i／22i五代數(shù)控系統(tǒng)采用新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，SMT電路，CPU主板散熱外露設(shè)計(jì)，支持U盤(pán)，采用CAN總線支持I／0擴(kuò)展，最多支持8軸控制，采用新的面板塑料件模具外觀更美觀。

(2)世紀(jì)星HNC一18i／t9iXP系統(tǒng)：世紀(jì)星HNC—18i／19iXP是世紀(jì)星HNC一21／22的一種“精簡(jiǎn)”機(jī)型，基本保留了世紀(jì)星HNC一21／22的全部指令和功能，主要區(qū)另4是顯示屏的尺寸和控制軸數(shù)。采用CPU主板一體化設(shè)計(jì)，支持U盤(pán)，采用新的面板塑料件模具外觀更美觀，安裝波段開(kāi)關(guān)和三位控制開(kāi)關(guān)方便操作。世紀(jì)星HNC一18i／19iXP控制電路采用32位微處理器，超大規(guī)模集成電路芯片，專用門(mén)陣列器件完成數(shù)控系統(tǒng)硬件插補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)高速、離精控制。整個(gè)工藝采用表面貼裝元器件，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部接口專用化，減化了數(shù)控單元與外部單元的聯(lián)接。數(shù)控單元采取全密封結(jié)構(gòu)，機(jī)箱上無(wú)散熱風(fēng)扇，適應(yīng)復(fù)雜、惡劣的工業(yè)環(huán)境使用；數(shù)控單元內(nèi)部連接電纜極少。這些工藝使整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊，可靠性進(jìn)一步提高。華中世紀(jì)星HNC一18i／19iXP數(shù)控系統(tǒng)以工業(yè)PC硬件平臺(tái)+軟件完成全部NC功能，可以控制三個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)主軸，最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為3軸�？蓱�(yīng)用于數(shù)控車、銑、 磨、以及專用數(shù)控機(jī)床。                                                 

 (3)新一代基于以太網(wǎng)技術(shù)的高性能數(shù)控系統(tǒng)HNC一21／22Me：華中數(shù)控“世紀(jì)星”系列的HNC一21／22Me型數(shù)控系統(tǒng)，是基于以太網(wǎng)技術(shù)，采用先進(jìn)的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，在Linux實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)的高性能數(shù)控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與伺服驅(qū)動(dòng)、主軸、I／O的全數(shù)字通信，滿足高性能數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)、同步、多軸和可靠的要求�？梢栽诠�廠級(jí)、車間級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)使用以太網(wǎng)，一網(wǎng)到底。開(kāi)放性好、擴(kuò)展性好、可裁減、配置靈活，可實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)、全閉環(huán)控制、高速、高精加工能力。最大節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)可擴(kuò)展到128個(gè)。 

3.2 廣州數(shù)控系統(tǒng)

 廣州數(shù)控(GSK)始建于1991年，十多年來(lái)致力于專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)裝置與伺服電機(jī)，推廣機(jī)床數(shù)控化普及的大型高新技術(shù)企業(yè)。數(shù)控系統(tǒng)方面主要產(chǎn)品有：CSK系列車床、鉆銑床、加工中心數(shù)控系統(tǒng)。 

(1)  GSK普及型車床控制系統(tǒng)GSK218TB、GSK218T、GSK980TB、GSK980TBl采用32位高性能CPU和超大規(guī)�？删幊唐骷�FPGA，運(yùn)用實(shí)時(shí)多任務(wù)控制技術(shù)和硬件插補(bǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)斗m級(jí)精度運(yùn)動(dòng)控制。GSK 980TD為新一代的普及型車床數(shù)控系統(tǒng)，采用32位高性能CPU和超大規(guī)�？删幊唐骷�FPGA，運(yùn)用實(shí)時(shí)多任務(wù)控制技術(shù)和硬件插補(bǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)斗m級(jí)精度運(yùn)動(dòng)控制和PLC邏輯控制。CSK980TDa又是在GSK980TD基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品，顯示器升級(jí)為7英寸彩色寬屏LCD，并增加了PLC軸控、Y軸控制、拋物線／橢圓插補(bǔ)、語(yǔ)句式宏指令、自動(dòng)倒角、刀具壽命管理和刀具磨損補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/SPAN> 

(2)  GSK 928TE、CSK 928TC、CSK 928TC一2、GSK 928TA、GSK 928TB為經(jīng)濟(jì)型肛m級(jí)車床數(shù)控系統(tǒng)。采用大規(guī)模門(mén)陣列進(jìn)行硬件插補(bǔ)，最高速度15米／分，在自動(dòng)循環(huán)加工指令方面各有特點(diǎn)。 

(3)  GSK 980TDl、GSK25T是中檔車床數(shù)控系統(tǒng)。具備PLC梯形圖顯示、實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，提供操作面板I．／O接口，可由用戶設(shè)計(jì)、選配獨(dú)立的操作面板。 

(4)  銑床數(shù)控系統(tǒng)CSK 990MA、GSK 928MA。GSK990MA為普及型銑床數(shù)控系統(tǒng)，采用32位高性能的CPU和超大規(guī)�？删幊唐骷�FPGA，實(shí)時(shí)控制和硬件插補(bǔ)技術(shù)保證了系統(tǒng)“m級(jí)精度下的高效率，可編輯的PLC使邏輯控制功能更加靈活強(qiáng)大。GSK 928MA可控四個(gè)坐標(biāo)軸，四軸直線插補(bǔ)、二軸圓弧插補(bǔ)，二十二種銑、鉆、攻牙循環(huán)加工指令和參數(shù)編程功能。

(5)  鉆、銑床數(shù)控系統(tǒng)GSK 980MD。廣州數(shù)控研制的新一代普及型銑床CNCC—SK980MD是CSK9801VlC的升級(jí)產(chǎn)品，采用了32位高性能CPU和超大規(guī)模可編程器件FPCA，運(yùn)用實(shí)時(shí)多任務(wù)控制技術(shù)和硬件插補(bǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“m級(jí)”精度運(yùn)動(dòng)控制和PLC邏輯控制。 

3.3 航天數(shù)控系統(tǒng) 

北京航天數(shù)控隸屬于航天長(zhǎng)峰股份有限公司，是國(guó)家定點(diǎn)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)中心和產(chǎn)業(yè)化基地，主要從事機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)及其配套產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，機(jī)床數(shù)控化改造工程。近期成功開(kāi)發(fā)的開(kāi)放式2l系列數(shù)控系統(tǒng)和DSSU02系列全數(shù)字交流伺服，達(dá)到國(guó)CIMS提供技術(shù)支持。其典型應(yīng)用有車床、銑床、鉆床、磨床、加工中心、螺桿銑、凸輪磨、火焰切割、玻璃雕刻、

4軸機(jī)器人控制，4軸激光表面處理控制等。這種開(kāi)放式的平臺(tái)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)既可以為用戶提供最終產(chǎn)品，也可為其他數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家和工業(yè)過(guò)程控制用戶提供OEM的軟、硬件產(chǎn)品。  航天CASNUC2100E數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)將PCI04板嵌入到控制系統(tǒng)中的一體化的車／銑床閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將控制系統(tǒng)、顯示面板、操作面板集于一體，結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝；彩色LCD顯示，具有功能全面、性能可靠、連接簡(jiǎn)單、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。CASNUC 2100E數(shù)控系統(tǒng)適用于車床、銑床、鉆床、磨床等4軸以下的機(jī)械設(shè)備控制。  四、國(guó)外主要的數(shù)控系統(tǒng)

4.1 西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)  西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)是西門(mén)子集團(tuán)旗下自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)子集團(tuán)的產(chǎn)品，西門(mén)子憑借在數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品方面的專業(yè)思考與深厚積累，不斷制造出機(jī)床產(chǎn)品的典范之作，為自動(dòng)化應(yīng)用提供了日趨完美的技術(shù)支持。三十多年來(lái)西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)SINUMERIK發(fā)展了很多代。目前在廣泛使用的主要有802、810、840等幾種類型。

(1)  SINUMERIK802D具有免維護(hù)性能的SINUMERIK802D，其核心部件 PCU(面板控制單元)將CNC、PLC、人機(jī)界面和通訊等功能集成于一體。可靠性高、易于安裝。SNUMERIK802D可控制4個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)數(shù)字或模擬主軸。通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS將驅(qū)動(dòng)器、輸入輸出模塊連接起來(lái)。模塊化的驅(qū)動(dòng)裝置SIMODRIVE611ue配套1FK6系列伺服電機(jī)，為機(jī)床提供了全數(shù)字化的動(dòng)力。通過(guò)視窗化的調(diào)試工具軟件，可以便捷地設(shè)置驅(qū)動(dòng)參數(shù)，并對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。          

(2)  SINUMERIK 810D在數(shù)字化控制的領(lǐng)域中，SINUMERIK 810D第一 次將CNC和驅(qū)動(dòng)控制集成在一塊板子上。快速的循環(huán)處理能力，使其在模塊加工中獨(dú)顯威力。SINUMERIK 810D NC軟件選件的一系列突出優(yōu)勢(shì)可以幫助用戶在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。例如提前預(yù)測(cè)功能和坐標(biāo)變換功能，提前預(yù)狽4功能可以在集成控制系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)快速控制，坐標(biāo)變換功能可以用固定點(diǎn)停止來(lái)卡緊工件或定義簡(jiǎn)單參考點(diǎn)。刀具管理也是一種功能強(qiáng)大的管理軟件選件。樣條插補(bǔ)功能(A，B，C樣條)用來(lái)產(chǎn)生平滑過(guò)渡；壓縮功能用來(lái)壓縮NC記錄；多項(xiàng)式插補(bǔ)功能可以提高810D／810DE運(yùn)行速度。溫度補(bǔ)償功能保證您的數(shù)控系統(tǒng)在這種高技術(shù)、高速度運(yùn)行狀態(tài)下保持正常溫度。此外，系統(tǒng)還為用戶提供了鉆、銑、車等加工循環(huán)。

(3), SINUMERIK 840DSINUMERIK 840D是西門(mén)子的高端數(shù)控系統(tǒng)，采 用32位微處理器，具有大量的控制功能且在使用中不會(huì)相互影響。全數(shù)字化的系統(tǒng)、革新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、更高的控制品質(zhì)、更高的系統(tǒng)分辨率以及更短的采樣時(shí)間，適于各種復(fù)雜加工任務(wù)的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)和控制精度。 

4.2  FANUC數(shù)控系統(tǒng)

FANUC公司是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的著名廠家，該公司自60年代生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出40多種的系列產(chǎn)品。FANUC公司目前生產(chǎn)的數(shù)控裝置有F0、F10／F1I／F12、F15、F16、F18系列。各系列數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是： 

(1)高可靠性的PowerMate 0系列：用于控制2軸的小型車床，取代步進(jìn)電機(jī)的伺服系統(tǒng)；可配置畫(huà)面清晰、操作方便，中文顯示的CRT／MDI，也可配性能／價(jià)格比高的DPL／MDI。                      

(2)普及型CNC 0一D系列：o—TD用于車床，o—MD用于銑床及小型加工中心，o—GcD用于圓柱磨床，o—GSD用于平面磨床，0一PD用于沖床。 

(3)全功能型的0一C系列：0川C用于通用車床、自動(dòng)車床，o—Mc用于銑床、鉆床、加工中心，o—Gcc用于內(nèi)、外圓磨床，o—cSc用于平面磨床，0一TrC用于雙刀架4軸車床。

(4)高性能／價(jià)格比的oi系列：整體軟件功能包，高速、高精度加工，并具有網(wǎng)絡(luò)功能。0i—MB／MA用于加工中心和銑床，4軸4聯(lián)動(dòng)；0i—TB／TA用于車床，4軸2聯(lián)動(dòng)，0i—mate MA用于銑床，3軸3聯(lián)動(dòng)；0i—mate’rA用于車床，2軸2聯(lián)動(dòng)。 

(5)具有網(wǎng)絡(luò)功能的超小型、超薄型CNC 16i／18i／21i／30i系列：控制單元與LCD集成于一體，具有網(wǎng)絡(luò)功能，超高速串行數(shù)據(jù)通訊。其中FSl6i—MB的插補(bǔ)、位置檢測(cè)和伺服控制以納米為單位。16i最大可控8軸，6軸聯(lián)動(dòng)；18i最大可控6軸，4軸聯(lián)動(dòng)；21i最大可控4軸，4軸聯(lián)動(dòng)。Fanuc30i系統(tǒng)，具有10通道，八根主軸，可控進(jìn)給軸數(shù)達(dá)32軸，可聯(lián)動(dòng)控制進(jìn)給軸數(shù)達(dá)24個(gè)，能同時(shí)運(yùn)行十個(gè)獨(dú)立的數(shù)控加工程序，具有軸同步、混合、疊加控制等功能。除此之外，還有實(shí)現(xiàn)機(jī)床個(gè)性化的CNC 16／18／160／180系列。FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)，在市場(chǎng)的占有率最高。 

4.3  NUM數(shù)控系統(tǒng)     

NUM公司是法國(guó)著名國(guó)際性公司施耐德電氣公司的子公司，專門(mén)從事CNC數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研究，歐洲第二大數(shù)控系統(tǒng)供貨商。主要產(chǎn)品有：NUMl020／1040 7 NUMl020M? NUMl020T?NUMl040M，NUMl040T、NUMl060、NUMl050 7NUM驅(qū)動(dòng)及電機(jī)。NUM數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)：

（1）NUMl020／1040   NUMl020／1040數(shù)控系統(tǒng)是NUM公司于1995年開(kāi)發(fā)出的全新數(shù)控系統(tǒng)，是緊湊且功能完善的32位數(shù)控系統(tǒng)，并且和  14  NUMl060系列系統(tǒng)完全兼容，特別適合于1至6軸的數(shù)控機(jī)床。

（2）NUMl020T   NUMl020T基本單元適用于銑床的2—4軸CNC內(nèi)裝式可編程控制器(PLC)32位CPU超大規(guī)模集成電路CISC。NUM 1040M基本配置基本單元適用于銑床，鏜床和加工中心的CNC內(nèi)裝式可編程控制器(PLC)32位CPU超大規(guī)模集成電路CISC。NUM 10d0T基本配置基本單元適合2—4軸雙刀架車床中心的CNC內(nèi)裝式可編程控制器PLC 32位CPU超大規(guī)模集成電路CISC。 

（3）NUM 1060   NUM 1060模塊化、大功率的多軸組CNCNUM 1060專為金屬加工處理(銑、車、磨)，木材加工以及各種切齒機(jī)、特種機(jī)床及線性或回轉(zhuǎn)組合機(jī)床等設(shè)計(jì)，以其完善的性能及靈活的控制特性為主要特色。1060控制單元控制2到32軸加工機(jī)床、32位SISC處理器、CNC分辨率為l micron，0．1 micron或0．01 micron、最大進(jìn)給率為240m／min、高精密的圖形輪廓描繪：最多9軸插補(bǔ)、1至4個(gè)主軸和手輪控制、多軸組(1至8個(gè))、可處理2048個(gè)輸入／輸出點(diǎn)的內(nèi)藏式PLC、Fipway通訊模組。 

4.4  Heidenhain數(shù)控系統(tǒng)     

海德漢公司是一家擁有100多年歷史的專門(mén)生產(chǎn)高精密測(cè)量元件和數(shù)控系統(tǒng)的跨國(guó)集團(tuán)公司，其數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品號(hào)稱在歐洲銷售第一。由于多年來(lái)從事精密模具加工，對(duì)加工速度及精度的提升有著深刻、獨(dú)到的見(jiàn)解，所生產(chǎn)的高性能數(shù)控系統(tǒng)和測(cè)量反饋元件在模具加工和高精密加工領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。目前Heidenhain數(shù)控系統(tǒng)主要有適用于銑、鉆、鏜和加工中心的TNC系列和適用于車削加工的MANUALplus系列，如下所示： 產(chǎn)品型號(hào)：特點(diǎn)  TNC 124 ：3個(gè)閉環(huán)控制軸1個(gè)開(kāi)環(huán)控制軸(位置顯示)，適用于小型銑 床、鉆床和鏜床數(shù)控系統(tǒng)。  TNC320：3個(gè)閉環(huán)軸加伺服控制主軸s，適用于銑床、鉆床和鏜床的緊 湊型輪廓加工數(shù)控系統(tǒng)。  TNC620：3個(gè)閉環(huán)軸加伺服控制主軸S，適用于銑、鉆和鏜機(jī)床的理想 數(shù)控系統(tǒng)。  iTNC530：最多13軸加主軸或12軸加2個(gè)主軸。  MANUALplus 4110：2個(gè)控制軸X／Z，控制主軸和1個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)刀具。MANUALplus 620：2個(gè)控制軸X／Z，控制主軸。  海德漢iTNC530是一個(gè)多功能的，面向車間的銑、鉆、鏜等機(jī)床和加工中心輪廓加工的通用性控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理時(shí)間比TNC系列產(chǎn)品快8倍，所配備的“快速以太網(wǎng)”通訊接口能以100Mbit／s的速率傳輸程序數(shù)據(jù)，比TNC系列快了10倍，新型程序編輯器具有大型程序編輯能力，可以快速插入和編輯信息程序段。在新系統(tǒng)中，該公司首次將NC主控計(jì)算機(jī)與驅(qū)動(dòng)控制單元分開(kāi)，并裝了英特爾處理器。該機(jī)采用15英寸高分辨率XGA顯示器(1025 X768)或10．4英寸(640×480)VGA顯示器顯示。任何熟悉TNC系統(tǒng)的操作者很快便可以掌握這種新系統(tǒng)的操作。機(jī)械師不必記憶G代碼，只需要用組合鍵按鍵就可以編制線段、弧段、循環(huán)程序。    

五、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 

5.1 數(shù)控系統(tǒng)向開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)控技術(shù)更快地更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用,PC機(jī)豐富的軟硬件資源，開(kāi)發(fā)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，易于實(shí)現(xiàn)智能化和網(wǎng)絡(luò)化。近幾年許多國(guó)家紛紛研究開(kāi)發(fā)這種系統(tǒng)。 

5.2  數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展  現(xiàn)在，實(shí)際用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)控系統(tǒng)主要有四種類型: 傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng); “PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng); “NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng); SOFT型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。它們分別代表了數(shù)控技術(shù)的不同發(fā)展階段，對(duì)不同類型的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn), 行分, 析后, 發(fā)現(xiàn), , ，數(shù)控系統(tǒng)不但從封閉體系結(jié)構(gòu)向開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)發(fā)展，而且出現(xiàn)了從硬數(shù)控向軟數(shù)控方向發(fā)展的趨勢(shì)。 

5.3  數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展      智能化是21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向。隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償和運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ埽�而且人機(jī)界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動(dòng)和智能化進(jìn)給伺服裝置，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。世界上正在進(jìn)行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝 置研究會(huì)針對(duì)鉆削的智能加工方案具有代表性。 

5.4  數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展  數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱“e制造”，是機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國(guó)際先進(jìn)機(jī)床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)用戶在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時(shí)，要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。             

5.5 數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展  隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的日趨廣泛，數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標(biāo)。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠而言，如果要求在16h內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率在P(t)=99%以上，則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間MTBF就必須大于3000h。我們只對(duì)某一臺(tái)數(shù)控機(jī)床而言，如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10:1（數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí)），此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3h， 

  而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF就必須大于10萬(wàn)h。如果對(duì)整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30000h以上，可以看到距理想的目標(biāo)還有差距。 

5.6 數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展  在零件加工過(guò)程中有大量的無(wú)用時(shí)間消耗在工件搬運(yùn)、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升降速上，為了盡可能降低這些無(wú)用時(shí)間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺(tái)機(jī)床上，因此，復(fù)合功能的機(jī)床成為近年來(lái)發(fā)展很快的機(jī)種。柔性制造范疇的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序，自動(dòng)進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴(kuò)孔等多種加工工序。 

5.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動(dòng)化方向發(fā)展  由于在加工自由曲面時(shí)，三軸聯(lián)動(dòng)控制的機(jī)床無(wú)法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進(jìn)而對(duì)工件的加工品質(zhì)造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡(jiǎn)單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過(guò)程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。因此，各大系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商不遺余力地開(kāi)發(fā)五軸、六軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，隨著五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的成熟和日益普及，五軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。 

六、結(jié)語(yǔ) 

本文介紹了機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展以及國(guó)內(nèi)外主要的數(shù)控系統(tǒng)類型，數(shù)控系統(tǒng)是隨現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)發(fā)展同步的，同時(shí)也是根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要而發(fā)展的。現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成熟，今后的發(fā)展將更快、更好用、更加便宜。雖然在發(fā)展過(guò)程中還有很多問(wèn)題有待解決，但是我們堅(jiān)信，隨著這些問(wèn)題的逐步解決，新一代數(shù)控系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展。 

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