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数控技术现状及发展趋势
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  • 更新时间:2017-10-10
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  • 数控技术 数控技术的诞生
    数字控制技术(数控技术)脱胎于机械自动化产业,它是由文字、符号、数字等字符组成一系列指令,然后对一台或多台机械设备实现控制的技术。它对机械的控制通常是位置、角度、速度等机械变量。 早在20世纪40年代,美国的一个小型飞机工业承包商最先实现了用数字技术对机械加工进行控制,在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时,他们尝试利用全数字电子计算机对机翼的加工路径进行数据处理。20世纪50年代,美国麻省理工学院在一台立式铣床上安装了一套实验性的数控系统,意外的实现了对三轴运动的同时控制,因而,这台立式铣床被认定为世界上第一台数控机床。自此,一些老牌的工业国家陆续开发并使用了数控机床技术。现在的数控技术又被称为计算机数控技术,通过计算记中事先设置好的控制程序来实现对设备的控制。因为是用计算机替代了原先数控装置,所以计算机的软件就可以轻松完成控制程序。
    二 数控技术的发展历程与现状
    数控技术在我国的实际起步较晚,大约是20世纪50年代末。大致经历了三个阶段:第一阶段是20世纪50年代至70年代,在这个阶段,我国的经济基础很差,加之国外对我们实行了技术封锁,导致数控技术的发展得非常缓慢;第二阶段是“六五”至“八五”阶段,国产化体系初步建立,改革开放和国家的重视,使得研究环境得到了巨大的改善,引进的技术得到了消化和吸收;第三阶段是“八五”之后,进入到市场经济转型期,产业化研究轰轰烈烈的展开了,这一阶段,我国的数控产业取得了实质性的进步。 近年来,国内的经济飞速发展,对于设备的需求和要求愈来愈高,给国内的机械制造业的技术带来了变革,数控技术成为提高生产效率的关键性技术,它为社会提供了很多就业岗位,高品质的机械制造产品正在为人们的工作和生活带来越来越高的品质,所以机械制造业是推动我国工业化发展的重要组成部分。 现代化的生产模式离不开数控技术的应用。很多西方的国家在进行机械生产中都使用了数控技术,目前,数控机床的应用领域愈加广泛,计算机的大力发展也让数控机床在控制生产和管理方面更为便捷,产品的制造更加规范、质量更加过硬。生产效率的提高是经济效益的增长。客观的说,我国的机械制造业发展相对滞后,对西方发达国家的制造经验和经营理念需要大量的借鉴和吸收,才有可能实现传统的机械生产模式向现代化的生产模式的转变。
    1开放结构的发展
    数控技术从发明到现在,已有近50年的历史。按照电子器件的发展可分为五个发展阶段:电子管数控,晶体管数控,中小规模IC数控,小型计算机数控,微处理器数控;从体系结构的发展,可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC数控系统,后者也称为软数控系统:从伺服及控制的方式可分为步进电机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统。 数控系统装备的机床大大提高了加工精度、速度和效率。人类发明了机器,延长和扩展人的手脚功能:当出现数控系统以后,制造厂家逐渐希望数控系统能部分代替机床设计师和操作者的大脑,具有一定的智能,能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进数控系统, 同时也希望系统具有图形交互、诊断功能等。首先就要求数控系统具有友好的人机界面和开发平台,通过这个界面和平台开放而自由地执行和表达自己的思路。这就产生了开放结构的数控系统。机床制造商可以在该开放系统的平台上增加一定的硬件和软件构成自己的系统。目前,开放系统有两种基本结构:(1)CNC+PC主板:把一块PC主板插入传统的CNC机器中,PC板主要运行¨F实时控制,CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制。(2)PC+运动控制板:把运动控制板插入PC机的标准插槽中作实时控制用,而PC机主要作非实时控制。开放结构在90年代初形成;对于许多熟悉计算机应用的系统厂家,往往采用第(2)方案。但目前主流数控系统生产厂家认为数控系统最主要的性能是可靠性,像PC机存在的死机现象是不允许的。而系统功能首先追求的仍然是高精高速的加工。加上这些厂家长期已经生产大量的数控系统:体系结构的变化会对他们原系统的维修服务和可靠性产生不良的影响。因此不把开放结构作为主要的产品,仍然大量生产原结构的数控系统。为了增加开放性,主流数控系统生产厂家往往采用(1)方案,即在不变化原系统基本结构的基础上增加一块PC板,提供键盘使用户能把PC和CNC联系在一起,大大提高了人机界面的功能比较典型的如FANUC的150/160/180/210系统。有些厂家也把这种装置称为融合系统(fusion system)。由于它工作可靠,界面开放,越来越受到机床制造商的欢迎。 ...
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