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數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢
日期：2010年06月03 來源：沈陽機床集團 關(guān)鍵字：加工中心
數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢
(1)數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展。計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術(shù)更快地更新?lián)Q代。許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用Pc機豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴展性，并可以較容易地實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。，開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的．數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開放的資源進行系統(tǒng)集成，同時它也為用戶根據(jù)實際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來極大方便，促進了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。同時，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨cPu升級而升級，而結(jié)構(gòu)可以保持不變。
(2)數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展。
①傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)，如FANuc o系統(tǒng)、MITStJBISHI M50系統(tǒng)、SIN!』MERlK 810M,7／c系統(tǒng)等，是一種專用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。目前，這類系統(tǒng)還是占領(lǐng)了制造業(yè)的大部分市場。但由于開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)，已逐漸減小。
②“Pc嵌人Nc”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，如f'ANuc 18i和16l、SINUMERig 840D、Nutr-1060、AB 9／：360等，是數(shù)控軟件技術(shù)和當今計算機豐富的軟件資源相結(jié)合開發(fā)的產(chǎn)品．具有一定的開放性。但它的Nc部分仍然是傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，用戶無法介人數(shù)控系統(tǒng)的核心。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強大，價格昂貴。
⑧“Nc嵌人Pc”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)。它由開放式體系結(jié)構(gòu)運動控制卡和Pc機共同構(gòu)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(shù)控系統(tǒng)，可以單獨使用。它開放的函數(shù)庫供用戶在wlNDOws臺下自行開發(fā)構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)，因而，這種開放式體系結(jié)構(gòu)運動控制卡被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動化控制的各個領(lǐng)域。
④SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)。這是一種最新開放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。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(qū)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(yīng)的驅(qū)動程序一樣。用戶可以在wINDOWS NT平臺上，利用開放的cNc內(nèi)核開發(fā)所需的各種功能，構(gòu)成各種類型的高性能數(shù)控系統(tǒng)，與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，SO訂型開放式數(shù)控系統(tǒng)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(fù)雜的硬件，正在成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。其典型產(chǎn)品有美國MDsI公司的Open cNc、德國P0werAutomatlon公司的P．～8000 NT等。
(3)數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展。隨著人工智能在計算機領(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)的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ�，而且人機界面極為友好，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。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(shù)與制造技術(shù)融為一體。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現(xiàn)快速制造、快速檢測和快速響應(yīng)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(tǒng)中，實現(xiàn)信息共享．促進測量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統(tǒng)。
(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)與外部的其他控制系統(tǒng)或上位計算機進行網(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．這就是所謂的I㈣i[erl∥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一制造”，是機械制造企業(yè)現(xiàn)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(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進口數(shù)控機床時要求具有遠程通訊服務(wù)等功能。為模具車間利用Inkmet技術(shù)進行的網(wǎng)絡(luò)化控制數(shù)控加工．數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進一步促進了柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復(fù)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(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。柔性自動化技術(shù)以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標，同時注重加強單元技術(shù)的開拓、完善，能方便地與cAD、cAM、cAPF。、MiX3聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。
(5)數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展。隨著數(shù)控機床網(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。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在99％以上，則數(shù)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(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：l(數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級)，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)動等的MTBF就必須大于105h。對整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。
(6)數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)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(diào)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(fù)合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。柔性制造范疇的機床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)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(fù)雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。
(7)數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展。在加工自由曲面時，三軸聯(lián)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(zhì)量造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)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(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當前的一個開發(fā)熱點。
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