急需“数控专业英语”论文

从1952，美国麻省理工学院研制出第一台实验型数控系统，至今已走过半个世纪。随着电子技术和控制技术的飞速发展，当今数控系统的功能已经非常强大。同时，加工技术和其他一些相关技术的发展也对数控系统的发展和进步提出了新的要求。

趋势之一:数控系统向开放式体系结构发展。

自20世纪90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，数控技术得到了更快的更新。世界上许多数控系统制造商利用PC丰富的软硬件资源，开发具有开放体系结构的新一代数控系统。开放式的体系结构使数控系统具有更强的通用性、灵活性、适应性和可扩展性，可以很容易地实现智能化和网络化。近年来，许多国家都在研究和开发这种系统，如NGC，NCMS和空军领导的“下一代工作站/机床控制器体系结构”，欧洲的“自动化系统中的开放体系结构”，日本的OSEC计划。开放式的架构可以采用大量的通用微机技术，使得编程、操作和技术升级更新更加容易和快捷。开放式体系结构的新一代数控系统的硬件、软件和总线规范都是对外开放的，数控系统制造商和用户可以根据这些开放资源进行系统集成。同时，也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来了极大的便利，促进了多等级、多品种数控系统的开发和广泛应用，大大缩短了开发和生产周期。同时，这种数控系统可以随着CPU的升级而升级，而结构可以保持不变。

第二个趋势:数控系统向软数控发展。

目前工业现场实际使用的数控系统主要有四种类型，分别代表了数控技术的不同发展阶段。在分析了不同类型的数控系统后，发现数控系统不仅在从封闭体系结构向开放体系结构发展，而且也在从硬数控向软数控发展。

传统的数控系统，如FANUC 0系统、三菱M50系统、SINUMERIK 810M/T/G系统等。这是一个具有封闭体系结构的特殊数控系统。目前，这种系统仍然占据着大部分制造市场。然而，由于开放式体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，并已逐渐缩小。

“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统，如FANUC18i、16i、SINUMERIK 840D、Num1060、AB 9/360等数控系统。这是一些数控系统厂商将多年积累的数控软件技术与当今计算机丰富的软件资源相结合而开发的产品。它具有一定的开放性，但由于其数控部分仍然是传统的数控系统，用户无法涉足数控系统的核心。这种系统结构复杂，功能强大，价格昂贵。

一个“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统由一个开放式运动控制卡和一台PC组成。这种运动控制卡通常采用高速DSP作为CPU，具有很强的运动控制和PLC控制能力。它本身就是一个数控系统，可以单独使用。其开放式函数库允许用户在WINDOWS平台下开发和构建自己的控制系统。因此，这种开放式结构的运动控制卡被广泛应用于制造自动化控制的各个领域。比如美国台达Tau公司用PMAC多轴运动控制卡构建的PMAC-NC数控系统，日本MAZAK公司用三菱电机的MELDASMAGIC 64构建的MAZATROL 640数控系统等。

软开放数控系统这是一个具有最新开放体系结构的数控系统。它为用户提供了最大的选择和灵活性，其CNC软件全部安装在计算机中，而硬件部分只是计算机与伺服驱动器和外部I/O之间的标准化通用接口，就像一台计算机中可以安装各种品牌的声卡和相应的驱动程序一样。用户可以利用WINDOWS NT平台上的开放式数控内核开发各种所需的功能，组成各种类型的高性能数控系统。与以往的数控系统相比，软开放式数控系统具有最高的性价比，因此最具生命力。用软件智能代替复杂的硬件正成为当代数控系统发展的一个重要趋势。其典型产品有美国MDSI公司的开放式数控和德国电力自动化公司的PA8000 NT。

第三个趋势:数控系统的控制性能向智能化发展。

智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机制被引入数控系统，不仅具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能。还具有友好的人机界面和故障诊断专家系统，完善了自诊断和故障监控功能。伺服系统的智能主轴交流驱动和智能进给伺服装置能自动识别负载，自动优化调整参数。

世界上正在研究的智能加工系统很多，其中以日本智能数控装置研究协会的钻孔智能加工方案具有代表性。

趋势四:数控系统向网络化发展。

数控系统的网络化主要是指数控系统与其他外部控制系统或上位机之间的网络连接和网络控制。一般数控系统首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后通过互联网通向企业外部，也就是所谓的Internet/Intranet技术。

随着网络技术的成熟和发展，业界最近提出了数字化制造的概念。数字化制造又称“e制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是当今国际先进机床制造商的标准供应模式。随着信息技术的广泛应用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求远程通信服务。

数控系统的网络化进一步推动了柔性自动化制造技术的发展。现代柔性制造系统从点(数控单机、加工中心、数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)发展到面(车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)。柔性自动化技术以易于联网和集成为目标，同时注重单元技术的发展和完善。数控机床及其柔性制造系统可以方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS连接，并向信息集成方向发展，网络系统向开放、集成、智能方向发展。

第五个趋势:数控系统向高可靠性发展。

随着数控机床应用的日益广泛，数控系统的高可靠性已成为数控系统制造商追求的目标。对于一个一天两班倒的无人工厂，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率在p (t) = 99%以上，数控机床的平均无故障运行时间MTBF必须大于3000小时。以某数控机床为例，主机与数控系统的故障率比为10:1(数控的可靠性比主机高一个数量级)。此时，数控系统的MTBF将大于33，333.3小时，数控装置、主轴和驱动的MTBF必须大于65，438+百万小时。如果是整条生产线的话，可靠性要求就更高了。

目前国外数控装置的MTBF值已经达到6000小时以上，驱动装置达到30000小时以上。但是，我们可以看到，离理想的目标还有差距。

第六个趋势:数控系统向复合化发展。

在加工零件的过程中，大量无用的时间都花在工件的搬运、装卸、安装调整、换刀和主轴升降速上。为了尽可能减少这些无用的时间，人们希望在同一台机床上集成不同的加工功能。因此，具有复合功能的机床成为近年来发展迅速的一种机型。

柔性制造领域中的机床复合加工的概念是指工件一次装夹后，机床能根据数控加工程序自动进行相同工艺方法或不同工艺方法的多工序加工，从而完成一个复杂形状零件的车、铣、钻、镗、磨、攻、铰、铰的主要或全部加工过程。

普通数控系统软件针对不同类型的机床使用不同的软件版本。比如西门子的810M系统和802D系统，可以分为车床版和铣削版。复合化的要求促进了数控系统功能的集成。目前主流数控系统开发商可以为复合机床提供高性能的数控系统。

第七个趋势:数控系统向多轴联动发展。

加工自由曲面时，三轴联动控制的机床无法避开切削速度接近于零的球头铣刀的末端，这会对工件的加工质量产生破坏性影响。而5轴联动控制球头铣刀的数控编程相对简单，球头铣刀在铣削3D曲面的过程中始终能保持合理的切削速度，从而显著改善加工表面的粗糙度，大大提高加工效率。各大系统开发商不遗余力的开发5轴和6轴数控系统。随着五轴数控系统和编程软件的成熟和日益普及，由五轴联动控制的加工中心和数控铣床已成为目前的发展热点。

最近，国外主要系统开发商在六轴联动控制系统的研究方面取得了很大进展。在6轴联动加工中心中，可以用非旋转刀具加工任意三维曲面，切削深度可以很薄，但加工效率太低，不实用。

电子技术、信息技术、网络技术和模糊控制技术的发展，极大地提高了新一代数控系统的技术水平，促进了数控机床行业的蓬勃发展，推动了现代制造技术的快速发展。数控机床的性能在高速、高精度、高可靠性、复合化、网络化、智能化、柔性化和绿色化方面取得了长足的进步。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。