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數控系統發展趨勢
日期：2010年06月03 來源：沈陽機床集團 關鍵字：加工中心
數控系統發展趨勢
(1)數控系統向開放式體系結構發展。計算機技術的飛速發展，推動數控技術更快地更新換代。許多數控系統生產廠家利用Pc機豐富的軟硬件資源開發開放式體系結構的新一代數控系統。開放式體系結構使數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易地實現智能化、網絡化。，開放式體系結構可以大量采用通用微機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結構的新一代數控系統，其硬件、軟件和總線規范都是對外開放的．數控系統制造商和用戶可以根據這些開放的資源進行系統集成，同時它也為用戶根據實際需要靈活配置數控系統帶來極大方便，促進了數控系統多檔次、多品種的開發和廣泛應用，開發生產周期大大縮短。同時，這種數控系統可隨cPu升級而升級，而結構可以保持不變。
(2)數控系統向軟數控方向發展。
①傳統數控系統，如FANuc o系統、MITStJBISHI M50系統、SIN!』MERlK 810M,7／c系統等，是一種專用的封閉體系結構的數控系統。目前，這類系統還是占領了制造業的大部分市場。但由于開放式體系結構數控系統的發展，傳統數控系統的市場正在受到挑戰，已逐漸減小。
②“Pc嵌人Nc”結構的開放式數控系統，如f'ANuc 18i和16l、SINUMERig 840D、Nutr-1060、AB 9／：360等，是數控軟件技術和當今計算機豐富的軟件資源相結合開發的產品．具有一定的開放性。但它的Nc部分仍然是傳統的數控系統，用戶無法介人數控系統的核心。這類系統結構復雜，功能強大，價格昂貴。
⑧“Nc嵌人Pc”結構的開放式數控系統。它由開放式體系結構運動控制卡和Pc機共同構成。這種運動控制卡通常選用高速DSF’作為cPu，具有很強的運動控制和PLc控制能力。它本身就是一個數控系統，可以單獨使用。它開放的函數庫供用戶在wlNDOws臺下自行開發構造所需的控制系統，因而，這種開放式體系結構運動控制卡被廣泛應用于制造業自動化控制的各個領域。
④SOFT型開放式數控系統。這是一種最新開放式體系結構的數控系統。它提供給用戶最大的選擇和靈活性，它的cNc軟件全部裝在計算機中，而硬件部分僅是計算機與伺服驅動和外部I／O之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應的驅動程序一樣。用戶可以在wINDOWS NT平臺上，利用開放的cNc內核開發所需的各種功能，構成各種類型的高性能數控系統，與前幾種數控系統相比，SO訂型開放式數控系統具有最高的性能價格比，因而最有生命力。通過軟件智能替代復雜的硬件，正在成為當代數控系統發展的重要趨勢。其典型產品有美國MDsI公司的Open cNc、德國P0werAutomatlon公司的P．～8000 NT等。
(3)數控系統控制性能向智能化方向發展。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統，使自診斷和故障監控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zIIOH型臥式加工中心，將信息技術與制造技術融為一體。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現快速制造、快速檢測和快速響應的有效途徑，已形成將測量(M…㈣nt)、建模(Modelling)、加_I=(M衄u‰tIldng)、機器操作(M刪pulator)四者(即4M)融合在一個系統中，實現信息共享．促進測量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統。
(4)數控系統向網絡化方向發展。數控系統的網絡化，主要指數控系統與外部的其他控制系統或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。數控系統一般首先面向生產現場和企業內部的局域網，然后再經由因特網通向企業外部．這就是所謂的I㈣i[erl∥Intranet技術。隨著網絡技術的成熟和發展，最近業界又提出了數字制造的概念。數字制造，又稱“e一制造”，是機械制造企業現代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用，越來越多的國內用戶在進口數控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。為模具車間利用Inkmet技術進行的網絡化控制數控加工．數控系統的網絡化進一步促進了柔性自動化制造技術的發展，現代柔性制造系統從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMc、FMS、rrL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(c[MS、分布式網絡集成制造系統)的方向發展。柔性自動化技術以易于聯網和集成為目標，同時注重加強單元技術的開拓、完善，能方便地與cAD、cAM、cAPF。、MiX3聯結，向信息集成方向發展，網絡系統向開放、集成和智能化方向發展。
(5)數控系統向高可靠性方向發展。隨著數控機床網絡化應用的日趨廣泛，數控系統的高可靠性已經成為數控系統制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內連續正常工作，無故障率在99％以上，則數控機床的平均無故障運行時間(MTBF)就必須大于3000h。如主機與數控系統的失效率之比為10：l(數控的可靠比主機高一個數量級)，數控系統的MTBF就要大于33333 3h，而其中的數控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于105h。對整條生產線而言，可靠性要求還要更高。
(6)數控系統向復合化方向發展。在零件加工過程中，有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升速、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，具有復合功能的機床成為近年來發展很快的機種。柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數控加工程序自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。
(7)數控系統向多軸聯動化方向發展。在加工自由曲面時，三軸聯動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進而對工件的加工質量造成破壞性影響，而五軸聯動控制對球頭銑刀的數控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過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，大幅度提高加工效率．因此．多軸聯動控制的加工中心和數控銑床已經成為當前的一個開發熱點。
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