1、 机床数控系统的发展趋势 从 1952 年第一台数控机床在美国问世，至今已有 40 多年的历史，计算机数控（C）从 70 年代中期出现，到现在也已有 20 多年了，数控技术日趋成熟。特别是近几年来微型计算机、微电子工业及电力电子工业的迅速发展，微型计算机与 C 技术的紧密结合，使得开发和生产 C 系统的技术被越来越多的自动化装备生产厂所掌握。因此，就当今全世界范围来说，C 技术已经不再被少数几个国家的几个 C 系统生产厂所垄断。到 80 年代末，几乎每个工业发达的国家都有了自己的数控设备生产厂，生产满足各自国家数控机床及其他机械装备所需要的数控系统。甚至很多大型的数控机床生产厂都有自己的产品，
2、并部分出售数控系统。因此，C 系统生产厂之间的竞争为激烈，数控技术的发展进入了新的阶段。 当代数控技术的发展具有下述特点： 1广泛地应用微机资源 近年来被称为个人计算机（PC）的微型计算机发展很快，大规模集成电路制造技术的高速发速，使得 PC 的硬件结构做得很小。主 CPU 的运行速度越来越高。IPC386 的主频是 33MHz，IPC486、586 的主频可达 50120MHz，新近 Intel 奔腾处理器（Pentium），主频已达 450MHz。存储器容量也很大，体积很小，由于是大批量生产，使成本下降，可靠性提高。在软件方面，操作系统的发展，特别是 310 提高了 3 倍，主轴定位时间缩
3、短了 30%。德国 SIEMENS 公司最新推出的 SINUMERIK 840D 主控组件选用 386DX 或 486DX，具有 14 个通道，可实现直线及圆弧插补、螺旋线插补、5 轴螺旋线插补及样条插补、圆柱插补等，共可控制 32 个轴，并有多种校正及补偿功能，体积仅为50mmX316mmX207mm。 3改善人机接口，方便用户使用 为了使操作者能很容易地掌握数控机床的操作，数控设备生产厂努力地改善人机接口，简化编程，尽量采用对话方式，使用户使用方便，如西班牙 FAGOR 公司生产的 FAGOR 8050 系列，采用交互式编辑程序指导系统，简化程序的编辑，用简要的表格编辑程序，利用蓝图建立程
4、序。其 8050TC 型数控系统，被称为高档傻瓜式数控系统（FAGOR800 系列 C 系统），其操作面板使用了符号键，用户可以根据所需加工零件，选择加工程序，输入图形数据后，即可实现半自动或全自动加工。如果面板上的各种自动操作都没有被选上，则该 C 系统只显示坐标轴的位置值和主轴转速，操作者可以用摇柄或电子手轮对机床的各个轴进行手动操作，使用极为方便。 4提高数控系统产品的成套性 数控系统包括 C 装置、主轴及进给伺服驱动装置，以及主轴电动机、进给电动机和与其相关的检测反馈元件。一个数控系统性能的好坏是与上述各个环节的性能密切相关的。为了满足机床用户厂的需要，数控设备生产厂都非常重视数控产品
5、的成套性，使系统的各个环节都能很好地匹配，使用户获得最好的使用效果。 例如，日本 FANUC 公司开发了经济型的 O-TD、O-MD C 装置，与之相适应也开发了经济型的C 系列的效流伺服电动机及控制系统。日本大隈（OKUMA）公司，是一个传统的机床厂，现在也开发、生产并销售数控系统，作为一个机床厂生产数控系统，所以更重视机电一体化及产品成套性。该公司生产数控系统在软件上更结合机械加工的工艺要求，硬件上还自行开发了绝对位置编码器、无刷伺服电动机、交流主轴电动机、光栅尺等元件，同时还提供机床控制面板及控制柜、自动编程装置，为用户提供交钥匙工程。 5研究开发智能型数控系统 所谓智能型的数控系统，早
6、在 80 年代初期已经开始研究。当时 FANUC 公司推出的 FS15 系列，就称之为 AI（人工智能）C 系统，主要是在故障诊断方面采用了专家系统。系统利用所谓的推理软件，根据存储在系统中的知识库的经验，分析及查找故障原因。最近 FANUC 公司又在开展被称为面向 21 世纪的课题 IMS（Intelligent Manufacturing Systems），将无缝地（Seamless ）把世界范围熟练工人的技术窍门（Knodash;西门子数控（南京）有限公司，在 1997 年推出了 SINUMERIK 802S。这种系统除采用 G 代码编程外，还有图形循环支持功能，通过软件键来进行转换。采
7、用 15.24cm（6in）彩色液晶显示，并采用两台步进电动机作为驱动单元，驱动力矩为 3.512N.m，价格在 3 万元左右。这是西门子公司为占领中国市场所做的努力。 7开发新的数控产品 随着机械加工技术的发展，对数控机床的性能要求越来越高，迫切地需要开发一些新的机电一体化数控产品来适应及满足这些要求。 例如，铝合金材料的大量采用，要求进行高速切削，以实现高的精度及低的表面粗糙度的要求，数控车床及加工中心主轴转速要求提高到 1000020000r/min，这对采用传统的机械传动是很难实现的。因此，将电动机的电枢直接与机床的主轴做成一体的“电动主轴“，就成为生产中急需的产品。目前，日本的 FANUC 公司、NSK 公司，瑞士的 IBAG 公司，意大利的 GANFIOR 公司都在开发生产这种新产品。 同样，为了实现高速移动，要求开发“直线电动机“，用以直接带动工作台直线运动。日本 FANUC 公司生产的直线电动机，移动速度可以达到 100m/min。日本的 THK 公司，德国的 INDRAMAT公司、SIEMENS 公司都在开发及生产这类产品。 综上所述，数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的，同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟，发展将更深更广更快。未来的 C 系统将会使机械更好用，更便宜。
