数控技术的现状、发展趋势 The Current Situation, Developing Trends of NC Technology 摘要 数控技术对传统机械制造业的渗透产生了机电一体化产品:数控机床。本文介绍当前国内外NC 技术的现状,包括开放体系结构的采用、高精高速高效功能的提高、软件数字伺服技术以及网络 系统的发展等。然后介绍NC技术在集成化、网络化、智能化及数字化等的发展趋势。为了把我 国NC产业搞上去,本文提出发展NC产业要注重系统配套、可靠性、重视创新和加强服务的 些对策。 数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品: 其技术范围复盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术:(3)自动控制技术 (4)伺服驱动技术:(5)传感器技术:(6)软件技术等。计算机对传统机械制造产业的渗透,完全改 变了制造业。制造业不但成为工业化的象征,而且由于信息技术的渗透,使制造业犹如朝阳产业 具有广阔的发展天地 ,数控技术国内外现状 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板主要运彳“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,象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数控技术的现状、发展趋势 The Current Situation, Developing Trends of NC Technology 摘要 数控技术对传统机械制造业的渗透产生了机电一体化产品：数控机床。本文介绍当前国内外 NC 技术的现状，包括开放体系结构的采用、高精高速高效功能的提高、软件数字伺服技术以及网络 系统的发展等。然后介绍 NC 技术在集成化、网络化、智能化及数字化等的发展趋势。为了把我 国 NC 产业搞上去，本文提出发展 NC 产业要注重系统配套、可靠性、重视创新和加强服务的一 些对策。 数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品； 其技术范围复盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术：(3)自动控制技术； (4)伺服驱动技术；(5)传感器技术：(6)软件技术等。计算机对传统机械制造产业的渗透，完全改 变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业 具有广阔的发展天地。 一，数控技术国内外现状： 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 板主要运彳¨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，象 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