【正文】 題，即立即反饋給開(kāi)發(fā)部門(mén)予以解決。而且數(shù)控產(chǎn)品的某些問(wèn)題在開(kāi)發(fā)、試用，甚至鑒定時(shí)都難以發(fā)現(xiàn)。這說(shuō)明，高指標(biāo)、高性能的樣機(jī)型的產(chǎn)品離用戶(hù)真正需要的實(shí)用、可靠的商品是有相當(dāng)大的距離的，將一個(gè)高指標(biāo)、高性能的產(chǎn)品變?yōu)橐粋€(gè)有市場(chǎng)的商品還需作出大量艱苦的努力。 此資料來(lái)自企業(yè) 影響數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床商品化的主要因素除技術(shù)性能和功能外，更重要的就是可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)用性。這樣，才不會(huì)被國(guó)外牽著鼻子，永遠(yuǎn)受別人的制約，才有可能用先進(jìn)、實(shí)用的數(shù)控產(chǎn)品去收復(fù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，打開(kāi)國(guó)際市場(chǎng)，使中國(guó)的數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)在 21 世紀(jì)走在世界的前列。例如，在國(guó)外模擬伺服快過(guò)時(shí)時(shí)，我們開(kāi)始搞模擬伺服，還沒(méi)等我們占穩(wěn)市場(chǎng)，技術(shù)上就已經(jīng)落后了；在國(guó)外將脈沖驅(qū)動(dòng)的數(shù)字式伺服打入我國(guó)市場(chǎng)時(shí)，我們就 跟著搞這類(lèi)所謂的數(shù)字伺服，但至今沒(méi)形成大的市場(chǎng)規(guī)模；近來(lái)國(guó)外將數(shù)字式伺服發(fā)展到用網(wǎng)絡(luò)（通過(guò)光纜等）與數(shù)控裝置連接時(shí)，我們又跟著發(fā)展此類(lèi)系統(tǒng)，前途仍不樂(lè)觀。 以科技創(chuàng)新為先導(dǎo) 中國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展，從無(wú)到有，從引進(jìn)消化到擁有自己獨(dú)立的自主版權(quán)，取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。 為完成此任務(wù)，首先必須確立符合中國(guó)國(guó)情的發(fā)展道路。 在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了 SIEMENS、 FIDIA 以及歐洲 OSACANC 數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。其次，STEPNC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約 75％）、加工程序編制時(shí)間（約 35％）和加工時(shí)間（約 50％）。為此，國(guó)際上正在研究和制定一種新的 CNC 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) ISO14649（ STEP－ NC)，其目的是提供一種不依賴(lài)于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。 智能化新一代 PCNC 數(shù)控系統(tǒng) 當(dāng)前開(kāi)發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過(guò)程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代 PCNC 數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。 通用型開(kāi)放式閉環(huán)控制模式 采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開(kāi)放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類(lèi)型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。應(yīng)用 FPD 平板顯示技術(shù) ，可提高顯示器性能。 此資料來(lái)自企業(yè) 網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。編程工具中包含用于車(chē)床銑床的標(biāo)準(zhǔn) PLC 用戶(hù)程序?qū)嵗?，用?hù)可在標(biāo)準(zhǔn) PLC 用戶(hù)程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于 CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。當(dāng)前 INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶(hù)界面提出了更高要求。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專(zhuān)家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。數(shù)控技術(shù)軸，西門(mén)子 880 系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá) 24 軸。由于采用了高速 CPU 芯片 、 RISC 芯片、多 CPU 控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。 (4)可在 PC 機(jī)上進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)。（ 3）通過(guò) RS— 485 接口傳送工／ 0 信號(hào)：或且也可采用 Prellbus— DP(符合歐洲 1 標(biāo)準(zhǔn) EN50170)以12Mbps 進(jìn)行高速通信。 NURBS 插補(bǔ)不需任何硬件。 (3)系統(tǒng)可在分辨率為 1nm 時(shí)工作，適用於控制超精機(jī)械。 15i／ 150 主具有高精納米插補(bǔ)功能；即使系統(tǒng)的沒(méi)定編程單位為 1um，通過(guò)納米插補(bǔ)也可提供給數(shù)字伺服以 lnm 為單位的指令，平滑了機(jī)床的移動(dòng)量，提高了加工表面光潔度，大大減少加工工表面的誤差。其快 速 移 動(dòng) 速度與分辨率關(guān)系如下表。西門(mén)子最新推出 802D 的伺服控制就是由 ProfibusDP 控制的。它對(duì)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本非常重要。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是：信息集成能力不強(qiáng)、系統(tǒng)不開(kāi)放、可集成性差、專(zhuān)業(yè)性不強(qiáng)、可靠性不易保證、可維護(hù)性不高。因此，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化及 CIMS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 CNC 與通信網(wǎng)絡(luò) 聯(lián) 系在一起還可以傳遞維修數(shù)據(jù)，使用戶(hù)與 NC 生產(chǎn)廠直接通信：進(jìn)而，把制造廠家聯(lián) 系一起，構(gòu)成虛擬制造網(wǎng)絡(luò)。 (2)車(chē)間單元控制級(jí)。大大推動(dòng)了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。對(duì)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，伺服技術(shù)取得的最大突破可以歸結(jié)為：交流驅(qū)動(dòng)取代直流驅(qū)動(dòng)、數(shù)字控制取代模擬控制、或者把它稱(chēng)為軟件控制取代硬件控制。從 80 年代開(kāi)始，逐漸應(yīng)用在數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置上。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展， 1971 年，德國(guó)西門(mén)子的 Blaschke 發(fā)明了交流異步機(jī)的矢量控制法； 1980 年 ，德國(guó)人 Leonhard 為首的研究小組在應(yīng)用微理器的矢量控制的研究中取得進(jìn)展，使矢量控制實(shí)用化。 70 年代，美國(guó) GATTYS 公司發(fā)明了直流力矩伺服電機(jī)，從此開(kāi)始大量采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。廣義上說(shuō)，采用計(jì)算機(jī)控制，控制算法采用軟件的伺服裝置稱(chēng)為 “ 軟件伺服 ” 。為了增加 開(kāi)放性，主流數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家往往采用 (1)方案，即在不變化原系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一塊 PC 板，提供鍵盤(pán)使用戶(hù)能把 PC 和 CNC 聯(lián)系在一起，大大提高了人機(jī)界面的功能比較典型的如 FANUC 的 150/160／ 180／ 210 系統(tǒng)。但目前主流數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家認(rèn)為數(shù)控系統(tǒng)最主要的性能是可靠性， 像 PC 機(jī)存在的死機(jī)現(xiàn)象是不允許的。機(jī)床制造商可以在該開(kāi)放系統(tǒng)的平臺(tái)上增加一定的硬件和軟件構(gòu)成自己的系統(tǒng)。 數(shù)控系統(tǒng)裝備的機(jī)床大大提高了加工精度、速度和效率。按照電子器件的發(fā)展可分為五個(gè)發(fā)展階段：電子管數(shù)控，晶體管數(shù)控，中小規(guī)模 IC 數(shù)控，小型計(jì)算機(jī)數(shù)控，微處理器數(shù)控；從體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，可分為以硬件及連線組成的硬數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件及軟件組成的 CNC 數(shù)控系統(tǒng)，后者也稱(chēng)為軟數(shù)控系統(tǒng)：從伺服及控制的方式可分為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的閉環(huán)系統(tǒng)。這就產(chǎn)生了開(kāi)放結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)放結(jié)構(gòu)在 90 年代初形成；對(duì)于許多熟悉計(jì)算機(jī)應(yīng)用的系統(tǒng)廠家，往往采用第 (2)方案。因此不把開(kāi)放結(jié)構(gòu)作為主要的產(chǎn)品，仍然大量生產(chǎn)原結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。 軟件伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù) 此資料來(lái)自企業(yè) 伺服技術(shù)是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分。 (3)通過(guò)參數(shù)對(duì)設(shè)定，調(diào)整 減少 (4)容易做成 ASIC電路。交流異步電機(jī)雖然價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但早期由 于 控制性能差，所以很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有在數(shù)控系統(tǒng)上得到應(yīng)用。這種電機(jī)具有良好的伺服性能。但由于它的推力還不夠大，發(fā)熱，漏磁及造價(jià)也影響了它的廣泛應(yīng)用。這些技術(shù)的突破，使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng)。一般由以太網(wǎng)組成。更高檔次的 DNC 還可以對(duì) CAD／ CAM/CAPP 以及 CNC 的程序進(jìn)行傳送和分級(jí)管理。同時(shí)也可 接受工廠管理層下達(dá)的生產(chǎn)管理及調(diào)度命令并執(zhí)行之。所謂 I／ 0 接線方式為傳遞4— 20ma(模擬量信息 )或 24VDC(開(kāi)關(guān)量信息 )?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主要特點(diǎn)為： 它是數(shù)控系統(tǒng)通信向現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的延伸、數(shù)字化通信取代 4— 20ma 模擬信號(hào)、應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，要求現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化 (可編程或可參數(shù)化 )：它 既實(shí)現(xiàn)現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、參數(shù)化及故障診斷為一體：由于現(xiàn)場(chǎng)總線具有開(kāi)放性、互操作性、互換性、可集成性，因此是實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)備層信息集成的關(guān)鍵技術(shù)。目前比較活躍的是 Prof 主 busDP，為了允許更快的數(shù)據(jù)傳送速 此資料來(lái)自企業(yè) 度，它由 0S 工的七層結(jié)構(gòu)省去 37 層構(gòu)成。這是一臺(tái)具有開(kāi)放性，4 通道、最多控制軸數(shù)為 24 軸、最多聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為 24 軸、最多可控制 4 個(gè)主軸的CNC 系統(tǒng)。特別適合於加工航空機(jī)械零件，汽車(chē)及家電的高精零件，各種模具和復(fù)雜的需 5 軸加工的零件。以便降低加工時(shí)間，提高效率，同時(shí)提高加工精度。采用 NURBS 插補(bǔ)可以人人減少 NC 程序的數(shù)據(jù)輸入量，減少加工時(shí)間，特別 此資料來(lái)自企業(yè) 適用模具加工。 (2)設(shè)備層通信網(wǎng)絡(luò)： 15㈠ 150i 采用 I／ 0 LINK(與日本標(biāo)準(zhǔn) JPCN— 1 相對(duì)應(yīng)的一種現(xiàn)場(chǎng)總線。(3)可以用 C 語(yǔ)言編程； 32 位的 C 語(yǔ)言處理器可作為實(shí)時(shí)多任務(wù)運(yùn)行；它與梯形圖計(jì)算的 PMC 處理器并行工作。 第 二 章 數(shù)控技