數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)之發(fā)展趨勢淺析 從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出*臺試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng),到現(xiàn)在已走過了46年歷程。數(shù)控系統(tǒng)由當(dāng)初的電子管式起步,經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段:
分立式晶體管式--小規(guī)模集成電路式--大規(guī)模集成電路式--小型計(jì)算機(jī)式--超大規(guī)模集成電路--微機(jī)式的數(shù)控系統(tǒng)。到80年代,總體發(fā)展趨勢是:數(shù)控裝置由NC向CNC發(fā)展;廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統(tǒng);提高系統(tǒng)的集成度,縮小體積,采用模塊化結(jié)構(gòu),便于裁剪、擴(kuò)展和功能升級,滿足不同類型數(shù)控機(jī)床的需要;驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展;CNC裝置向人工智能化方向發(fā)展;采用新型的自動(dòng)編程系統(tǒng);增強(qiáng)通信功能;數(shù)控系統(tǒng)可靠性不斷提高。總之,數(shù)控機(jī)床技術(shù)不斷發(fā)展,功能越來越完善,使用越來越方便,可靠性越來越高,性能價(jià)格比也越來越高。到1990年,*數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)生產(chǎn)廠家年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)約13萬臺套。國外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的總體發(fā)展趨勢是:
●新一代數(shù)控系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構(gòu)
進(jìn)入90年代以來,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,推動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用PC機(jī)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、擴(kuò)展性,并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)展。近幾年許多國家紛紛研究開發(fā)這種系統(tǒng),如美國科學(xué)制造中心(NCMS)與*共同領(lǐng)導(dǎo)的“下一代工作站/機(jī)床控制器體系結(jié)構(gòu)”NGC,歐共體的“自動(dòng)化系統(tǒng)中開放式體系結(jié)構(gòu)”OSACA,日本的OSEC計(jì)劃等。開發(fā)研究成果已得到應(yīng)用,如Cincinnati-Milacron公司從1995年開始在其生產(chǎn)的加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床等產(chǎn)品中采用了開放式體系結(jié)構(gòu)的A2100系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)的先進(jìn)技術(shù),如多媒體技術(shù),實(shí)現(xiàn)聲控自動(dòng)編程、圖形掃描自動(dòng)編程等。數(shù)控系統(tǒng)繼續(xù)向高集成度方向發(fā)展,每個(gè)芯片上可以集成更多個(gè)晶體管,使系統(tǒng)體積更小,更加小型化、微型化。可靠性大大提高。利用多CPU的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)排除;增強(qiáng)通信功能,提高進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)能力。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,由于有充足的軟、硬件資源可供利用,不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進(jìn)行的系統(tǒng)集成得到有力的支持,而且也為用戶的二次開發(fā)帶來極大方便,促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用,既可通過升檔或剪裁構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng),又可通過擴(kuò)展構(gòu)成不同類型數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng),開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級而升級,結(jié)構(gòu)上不必變動(dòng)。
●新一代數(shù)控系統(tǒng)控制性能大大提高
數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。隨著人工智能在計(jì)算機(jī)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(jī)理,不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ埽胰藱C(jī)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。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動(dòng)和智能化進(jìn)給伺服裝置,能自動(dòng)識別負(fù)載并自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已實(shí)用化。
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