數控技術的發展趨勢
發布者：卓東機械 發布時間：2010/12/26 19:39:53
隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，世界符同制造業開始廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。因而當今在現代制造系統中．數控技術是關鍵技術，它集機械技術、微電了、計算機、自動檢測、自動控制、傳感器技術等高新技術于一體，具有高精度、高效率、高可靠特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的小斷發展和應用領域的擴大，它對同計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工：、醫療等)的發展起著越來越重要的作用，岡為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。
從日前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：
1．性能發展方向
速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC蒼”、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善數控沖床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10 u m提高到511 m，精密級加工中心則從3～5p m，提高到1～1. 5U m，并．f1．超精密加工精度已開始進入納米級(0. 01 u m)。在可靠性方面，國外數控裝置的NTBF值已達6000h以上，伺服系統的MT BF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。
數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而更大限度地發揮群控系統的效能。
以減少工序、輔助時問為主要目的的復合加工正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。當前由于電土軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合土軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。岡此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表血的復合加工。
21世紀的數控裝備將是具有‘定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成：為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、白動識別負載自動選定模型、白整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等：還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
2．功能發展方向
用戶界面是數控系統與使用者之問的對話接口。由于小同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量更大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前In ternet、虛擬現實、科學計算視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用J1界面更大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、二維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同力‘向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。
科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不雨局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。在數控技術領域，可視化技術可用于CA D/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和夠示以及加工過程的可視化仿真演示等。
多種插補方式如直絨插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補（非均勻有理B樣條插補）、樣條插補（A、B、C樣條）、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
數控系統內裝商性能PLCPE制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用、程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。
3．體系結構的發展
采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FP DjY-板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRTbL衡的新興顯示術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互迮技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。
硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位煢伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，做成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成小同檔次的數控系統。
網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控轉塔沖床裝備的網絡化將更大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、傘球制造的基礎單元，因此數控機床加工向網絡化方向發展是必然的趨勢。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前許多國家對外放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數拄系統就是數控系統的)I：發可以存統一的行平臺上，面向機床廠家和最終用通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。日前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。
