【正文】 裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。文中簡(jiǎn)要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。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)。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在 的問(wèn)題。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類(lèi)型 5 軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含 5 面加工機(jī)床）的發(fā)展。但過(guò)去因 5 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比 3 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了 5 軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。 5 軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 采用 5 軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提 高。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料 掏空 的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5 大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為 21 世紀(jì)的中心研究方向之一。 效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。 3. 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正 CAD/CAM 中的設(shè)定量，因而影響 CNC 的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò) CAD/CAM 及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高 新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。它是為適應(yīng)高精度、高速度、復(fù)雜零件的加工而出現(xiàn)的，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代機(jī)床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景。 智能 【論文摘要】：隨著計(jì)算機(jī)業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也發(fā)生了根本性的變革，是近年來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)，文章結(jié)合國(guó)內(nèi)外情況，分析了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 【論文關(guān)鍵詞】：數(shù)控技術(shù) 。 cAD／ (1APP／ cAM 開(kāi)始應(yīng)用，開(kāi)發(fā)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高，奠定了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。普及型數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成功．為數(shù)控機(jī)床商品化和規(guī)模化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。第二階段從日、德、美、西先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞、匈、奧、韓等國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解頭了可靠性、穩(wěn)定性問(wèn)題，數(shù)控機(jī)床開(kāi)始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。第一階段由于我國(guó)基礎(chǔ)理論研究滯后，相關(guān)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，特別是電子技術(shù)落后．?dāng)?shù)控系統(tǒng)沒(méi)有突破，雖然我國(guó)起步不晚，但發(fā)展不快， 20 世紀(jì) 60～ 70 年代，由于文革等因索，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家差距開(kāi)始拉大。總之，數(shù)控機(jī)床技術(shù)不斷發(fā)展，功能越來(lái)越完善，使用越來(lái)越方便，可靠性越來(lái)越高，性能價(jià)格比也越來(lái)越高，到 1990 年，全 世界數(shù)控系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)約 13 萬(wàn)臺(tái) (套 )。 前三代 數(shù)控裝置屬于采用專(zhuān)用控制計(jì)算機(jī)的硬件數(shù)控裝置，一般稱(chēng)為 Nc 數(shù)控系統(tǒng)。 從 1952 年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過(guò)了 50多年的歷程。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng) (數(shù)控系統(tǒng) )的自動(dòng)化機(jī)床。 6 年后，即在 1 952 年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床上，從而一種新型的用數(shù)字程序控制的機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 日期： 2020 年 06 月 17 來(lái)源：沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán) 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床 (1)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展簡(jiǎn)史 1946 年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類(lèi)自 g 造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。 Pc 平臺(tái)提供了開(kāi)放式的基礎(chǔ)，可供利用的軟硬件資源極為豐富，數(shù)控功能相應(yīng)得到擴(kuò)展，凡在 Pc 機(jī)可運(yùn)行的軟件，如 cAD、 cAM、 cAPP(c。 ⑥基于 Pc 平臺(tái)的 cNc 的特點(diǎn)。 ⑤使用維修方便。 ④提高系統(tǒng)的可靠性。 ③豐富的數(shù)控功能。 ②具有通用性。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠而言，如果要求在 16 小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率 P(t)＝ 99%以上的話，則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間 MTBF 就必須大于 3000 小時(shí) 數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 日期： 2020 年 06 月 18 來(lái)源：沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán) 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床 ①具有靈活性。 1~ m。 5μ m，精密級(jí)加工中心的加工精度則從177。為了滿足 用戶的需要，近 10 多年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由177。新材料及新零件的出現(xiàn)，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝，發(fā)展新型超精密加工機(jī)床，完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù)，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。超精密加工主要包括超精密切削（車(chē)、銑）、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工（三束加工及微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工和各種復(fù)合加工等）。從精密加工發(fā)展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工業(yè)強(qiáng)國(guó)致力發(fā)展的方向。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快，模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復(fù)雜而且品種增多。高速主軸單元（電主軸，轉(zhuǎn)速 15000－ 100000r/min）、高速且高加 /減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（快移速度60~120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá) 60m/min）、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達(dá)到了新的技術(shù)水平。超高速加工技術(shù)對(duì)制造 業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。至少采用 PC 機(jī)作為它的前端機(jī)，來(lái)處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問(wèn)題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。 開(kāi)放式 為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個(gè)性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢(shì)是體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性，設(shè)計(jì)生產(chǎn)開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國(guó)、歐共體及日本發(fā)展開(kāi)放式數(shù)控的計(jì)劃等 。解決矛盾的措施可以有：增加浮點(diǎn)協(xié)處理器 、采用帶有 cPu 的 PL 和 cRT 等智能部件。在單微處理器結(jié)構(gòu)中，由于僅由一個(gè)微處理器進(jìn)行集中控制，故其功能將受 cPU 字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)、尋址能力和運(yùn)算速度等因素的限制。 數(shù)據(jù)輸入／輸出接口與外圍設(shè)備是 cNc 裝置與操作者之間交換信息的橋梁。修正位置指令．實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確控制。 位置控制部分包括位置控制單元和速度控制單元。 單微處理器結(jié)構(gòu)的 cNc 裝置可劃分為計(jì)算機(jī)部分、位置控制部分、數(shù)據(jù)輸入／輸出接口及外圍設(shè)備。這是一種主從結(jié)構(gòu)，故被歸納于單微處理器結(jié)構(gòu)中。某些 CN(：裝置中雖然用了兩個(gè)以上的 cPu．但能夠控制系統(tǒng)總線的只是其中的一個(gè) CPI_f，它獨(dú)占總線資源，通過(guò)總線與存儲(chǔ)器、輸入輸出控制等各種接口相連。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，按 cNc 裝置中各電路板的插接方式，可分為大板式結(jié)構(gòu)和功能模塊式結(jié)構(gòu)；按微處理器的個(gè)數(shù)，可分為單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)；按硬件的制造方式．可分為專(zhuān)用型結(jié)構(gòu)和個(gè)人計(jì)算機(jī)式結(jié)構(gòu)；按 cNc 裝置的開(kāi)放程度，可分為封閉式結(jié)構(gòu)、 Pc 嵌入 Nc 式結(jié)構(gòu)、 Nc 嵌入 Pc 式結(jié)構(gòu)和軟件型開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。 cNc 裝置的硬件結(jié)構(gòu) cNc 裝置是在硬件支持下，通過(guò)系統(tǒng)軟件控制進(jìn)行工作的，其控制功能在相當(dāng)程度上取決于硬件 結(jié)構(gòu)。硬件結(jié)構(gòu)根據(jù)控制功能的復(fù)雜程度，可分別采用單處理器結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)。脫機(jī)診斷指采用遠(yuǎn)程通信方式，即所謂的遠(yuǎn)程診斷，把用戶的 cNc 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信診斷中心的計(jì)算機(jī)相連，對(duì) cNc 裝置進(jìn)行診斷、故障定位和修復(fù)。聯(lián)機(jī)診斷是指 cNc 裝置中的自診斷程序，隨時(shí)檢查不正確的事件。 (9)診斷。 (8)L， O 處理。 cNc 裝置的顯示主要是為操作者提供方便，通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警顯示等。在位置控制中，通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部分工作可以由軟 件實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件完成。目前，在比較好的 cNc 裝置中，刀具補(bǔ)償還包括程序段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接和過(guò)切削判別，就是所謂的 c刀具補(bǔ)償。刀具補(bǔ)償包括刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。在有些 cNc 裝置中，對(duì)于機(jī)床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動(dòng)加減速等也在這里處理。編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐 標(biāo)的合成方向上的速度。通常，經(jīng)過(guò)若干次插補(bǔ)周期后，插補(bǔ)加工完一個(gè)程序段軌跡，即完成從程序段起點(diǎn)到終點(diǎn)的“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”工作。插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化” (擬合 )。在譯碼的過(guò)程中．還完成對(duì)程序段的語(yǔ)法檢查，發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤便立即報(bào)警。 (2)譯碼。從cNC 裝置的工作方式看，有存儲(chǔ)器輸人工作方式和 MDI(M 皿 ud DirectInput，手工直接輸人 )工作方式。輸人 cNc 裝置的有零件程序、控制參數(shù) 和補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)。 cNc裝置的主要工作包括以下內(nèi)容。在加工自由曲面時(shí)，三軸聯(lián)動(dòng)控制的機(jī)床無(wú)法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進(jìn)而對(duì)工件的加工質(zhì) 量造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡(jiǎn)單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過(guò)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(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。柔性制造范疇的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序自動(dòng)進(jìn)行同一類(lèi)工藝方法或不同類(lèi)工藝方法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。 (6)數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展。如主機(jī)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(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí) )，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(dòng)等的 MTBF 就必須大于 105h。隨著數(shù)控機(jī)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(biāo)。、 MiX3 聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開(kāi)放、集成和智能化方向發(fā)展。為模具車(chē)間利用 Inkmet 技術(shù)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)化控制數(shù)控加工．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)一步促進(jìn)了柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(diǎn) (數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床 )、線 (FMc、 FMS、 rrL、 FML)向面 (工段車(chē)間獨(dú)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。數(shù)字制造，又稱(chēng)“ e 一制造”，是機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國(guó)際先進(jìn)機(jī)床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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 I㈣ i[erl∥ Intra 技術(shù)。 (4)數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。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。 (3)數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展。通過(guò)軟件智能替代復(fù) 雜的硬件，正在成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)。就像計(jì)算機(jī)中可以安裝各種品牌的聲卡和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序一樣。這是一種最新開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。它開(kāi)放的函數(shù)庫(kù)供用戶在 wlNDOws臺(tái)下自行開(kāi)發(fā)構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)，因而，這種開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控 制卡被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域。這種運(yùn)動(dòng)控制卡通常選用高速 DSF’作為 cPu，具有很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制和 PLc控制能力。 ⑧“ Nc 嵌人 Pc”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。但它的 Nc 部分仍然是傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，用戶無(wú)法介人數(shù)控系統(tǒng)的核心。 ②“ Pc 嵌人 Nc”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，如 f39。目前，這類(lèi)系統(tǒng)還是占領(lǐng)了制造業(yè)的大部分市場(chǎng)。 (2)數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展。開(kāi)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(duì)外開(kāi)放的．?dāng)?shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開(kāi)放的資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，同時(shí)它也為用戶根據(jù)實(shí)際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來(lái)極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期