正文 1.1 數控技術的產生與發展趨勢(1 / 2)

數控即數字控製(Numerical Control,NC),數控技術即NC技術,是用數字化信號發出指令並控製機械執行預定動作的技術。計算機數控(Computer Numerical Control,CNC)是指用計算機按照存儲在計算機內讀寫存儲器中的控製程序去執行並實現數控裝置的一部分或全部數控功能。采用數控技術實現數字控製的一整套裝置和設備,稱為數控係統。

數控機床就是裝備有數控係統、采用數字信息對機床運動及其加工過程進行自動控製的機床。它用輸入專用或通用計算機中的數字信息來控製機床的運動,自動完成零件的加工。

數控加工是指在數控機床上根據設定的程序對零件切削加工的整個過程,這種控製零件加工過程的程序稱為數控加工程序。數控程序由一係列的標準指令代碼組成,每一個指令對應於工藝係統的一種動作狀態。數控程序的編製稱為數控編程。

1.1.1 數控機床的產生和發展

自1952年美國麻省理工學院研製成功第一台數控銑床以來,先後經曆了第一代電子管NC、第二代晶體管NC、第三代小規模集成電路NC、第四代小型計算機CNC和第五代微型機MNC數控係統等五個發展階段。前三代係統是20世紀70年代以前的早期數控係統,它們都是采用專用電子電路實現的硬接線數控係統,因此稱之為硬件式數控係統,也稱為普通數控係統或NC數控係統。第四代和第五代係統是20世紀70年代中期開始發展起來的軟件式數控係統,稱之為現代數控係統,也稱為計算機數控或CNC係統。軟件式數控是采用微處理器及大規模或超大規模集成電路組成的數控係統,它具有很強的程序存儲能力和控製功能,這些控製功能是由一係列控製程序(駐留係統內)來實現的。軟件或數控係統通用性很強,幾乎隻需要改變軟件,就可以適應不同類型機床的控製要求,具有很大的柔性。目前微型機數控係統幾乎完全取代了以往的普通數控係統。

我國早在1958年就開始研製數控機床,但沒有取得實質性的成果。20世紀70年代初期,我國曾掀起研製數控機床的熱潮,但當時的控製係統主要是采用分立電子元器件,性能不穩定,可靠性差,不能在生產中穩定可靠地使用。從1980年開始,北京機床研究所從日本引進FANUC5、7、3、6數控係統,上海機床研究所引進了美國GE公司的MTC-1數控係統,遼寧精密儀器廠引進了美國Bendix公司的Dynapth LTD10數控係統。在引進、消化、吸收國外先進技術的基礎上,北京機床研究所又開發出BS03經濟型數控係統和BS04全功能數控係統,航天部706所研製出MNC864數控係統。目前我國已能批量生產和供應各類數控係統,並掌握了3~5軸聯動、螺距誤差補償、圖形顯示和高精度伺服係統等多項關鍵技術,基本上能滿足全國各機床廠的生產需要。

1.1.2 數控技術的發展趨勢

1.1.2.1 數控係統的發展趨勢

(1)開放式數控係統

開放式體係結構可以大量采用通用微機的先進技術,實現聲控自動編程、圖形掃描自動編程等。數控係統繼續向高集成度方向發展,芯片上可以集成更多的晶體管,使係統更加小型化、微型化,可靠性大大提高。利用多CPU的優勢,實現故障自動排除;增強通信功能,提高進線、聯網能力。開放式體係結構的新一代數控係統,其硬件、軟件和總線規範都是對外開放的,由於有充足的軟、硬件資源可供利用,不僅使數控係統製造商和用戶進行的係統集成得到有力的支持,而且也為用戶的二次開發帶來極大方便,促進了數控係統多檔次、多品種的開發和應用,既可通過升級或組合構成各種檔次的數控係統,又可通過擴展構成不同類型數控機床的數控係統。