开放式数控系统的现状与发展
开放式数控系统的现状与发展自从世界上第一台数控机床于1958年在美国麻省工学院(MIT)出现以来的几十年的时间内，数控系统一直沿着传统的闭式结构向前发展。
对用户来说,这种闭式数控系统只是一个被定义了输入和输出的黑匣子，其内部细节是不可知的。
这种数控系统最大缺点在于，无论是制造商还是终端用户，在原来基础上很难或几乎不可能再加入新的控制策略方案和扩展新功能。
随着计算机在制造过程中的广泛应用，改善制造过程性能的需求越来越强烈，这种封闭式结构的局限性也越来越明显。
为适应不断发展的现代技术和生产需求，未来的数控系统必须能够被用户重新配置、修改、扩充和改装，并允许模块化地集成传感器、加工过程的监视与控制系统，以及网络通信和远程诊断等，而不必重新设计硬件和软件。
开放式数控系统的概念和特征
技术的发展，特别是汽车工业的推动，20世纪90年代开始，各发达国家争先开发开放式数控系统，并把它提高到国家战略计划的高度。
开放式数控系统是计算机软、硬件技术、信息技术、控制技术融入数控技术的产物。
根据IEEE 的定义，开放式数控系统为：一个开放式系统应能使各种应用系统有效地运行于不同供应商提供的平台上，具有与其他应用系统相互操作及用户交换的特点。
根据IEEE的定义，开放式数控系统的特征可以概括为：
(1)开放性
(2)移植性
(3)扩展性
(4)网络化
开放式数控系统的体系结构
从IEEE的定义可以看出，一个开放式的数控系统，首先应具备系统功能模块化的参考结构，并具有定义了标准协议的通信系统，使得各个功能模块能通过API来相互交换信息并相互操作。
同时，系统还应具备一个实时的配置系统，使得各个功能模块无论在运行开始还是之间都能够被灵活的配置。
欧盟的OSACA 开放式体系结构的制定正符合这种要求。
现介绍如下：
1.OSACA的体系结构
OSACA对开放式数控系统的定义完全符合IEEE的标准。
OSACA的定义为：一个开放式的数控系统，有一组逻辑的、离散的组建组成，在组建之间以及组建和实现平台之间定义了很好的接口，容许不同的供应商提供不通组件可协调运行于不同的平台之上，并提供给用户及其他控制系统一个一致的接口。
OSACA控制系统的体系结构可分为两部分：应用软件和系统平台。
应用软件即控制系统所包含的各个功能模块(AO) 。
AO之间通过OSACA的通讯系统可以互相操作,通过OSACA提供的API接口可以运行于不同的平台之上。
2.OSACA的系统平台
OSACA的平台是基于开放式的体系结构，如下图示，由系统硬件和系统软件组成。
系统硬件有机床的功能配置决定，它不依赖于某一硬件制造商。
系统软件由两部分组成：系统的核心软件（如操作系统、通信系统、动态的实时配置系统等）和可选的系统软件（如数据库、图形系统等）。
系统平台提供的服务是通过标准的API来实现的。
API是AO进入系统平台的唯一的途径，他一方面隐藏了系统平台的一系列服务实现的真实的过程，使系统独立于硬件和操作系统，另一方面提供各种功能单元对象在所有平台的统一的接口。
在系统平台上，用户可以任意选购不同供应商提供的不同的功能模块，来构筑自己所需的控制系统，也可以根据特殊需要增添或减少系统功能。
3.开放式数控系统体系结构的组成部分
根据对开放式数控系统的需求分析，一个典型的开放式数控体系结构由三部分组成：参考结构、通讯结构、配置结构。
参考结构描述一个控制系统由哪些AO模块组成以及各自提供什麽样的接口标准；通信结构解决各AO模块如何在独立于系统的情况下交换信息；配置系统划分系统平台所需实例化的AO模块，并对它进行实时的配置。
开放式数控系统的应用现状
就目前看，开放式数控系统有三种基本结构：1）CNC+PC 主板：把一块PC 主板插入传统的CNC 机器中，PC 板主要运行于非实时控制，CNC 主要运行以坐标轴运动为主的实时控制。
2）PC+运动智能控制板：把运动智能控制板插入PC 机的ISA 标准插槽中作实时控制用，而PC 机主要作非实时控制。
3）完全软件的开放式数控系统。
对于许多熟悉计算机应用的系统厂家，往往采用第2方案。
其结构原理如下图所示。
1．国内外开放式数控系统的发展
具有代表性的开放式数控系统有：
1)美国的OMAC美国把开放式数控系统定义为“开放式模块化体系结构控制器”OMAC（Open ModularArchitecture Controller）。
由克莱斯勒、通用和福特三大汽车公司于1994 年提出。
其目标要求：①开放化一般可利用软硬件在标准环境下集成；②模块化提供软硬件模块的“即插即用”和高效的控制器重构机制；③可调整根据用户需要可简单有效地构成；④可靠性要求软硬件高可靠性，容易维护。
2)欧盟的OSACA“自动化系统中的开放式控制系统体系结构”OSACA （Open System Architecture forControler within Automation System）是由欧盟22 家控制器开发商、机床生产商、控制系统集成商和科研机构联合发起的，前后经历了三个阶段。
OSACA 的目标之一，是使自己成为自动化领域的通用国际标准。
3)日本的OSEC日本的“控制器开发系统环境”OSEC（Open System Environment for Controller）由东芝机器公司、丰田机器厂和MAZAK 三家机器制造商和日本IBM、三菱电子及SML 信息系统公司共同组建。
4) 我国的开放式数控系统目前国内已有的开放式数控系统有四种：华中I 型、中华I 型、航天I 型和蓝天I 型。
国内的开放控制系统各有优点,且经过近几年的攻关，有了较大的提高。
但从数控系统的发展趋势看，它们与国外的相比仍有一定的差距，仍有许多需要完善之处。
2.流行的开放式数控系统---PMAC
PMAC 是20 世纪90 年代初由Delta Tau 公司推出的高性能运动控制器, 具有运动控制、逻辑控制、资源管理及与主机通信等功能, 有软硬件全面的开放性, 可方便用户开发各类通用或专用系统。
其开放性具体表现在：
2.1PMAC硬件结构的开放性
1) 支持多种工作平台, 允许在PC, STD,VM E, PC I 等不同总线上运行, 方便了用户选择所需的主机类型。
2) 有模拟和数字两种伺服接口, 能与步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机、直线电机等多种电机连接, 并可对不同的电机提供相应的PWM ,DAC, PUL SE 等控制信号。
3) 可接受各种检测元件的反馈信息, 包括测速发电机、光电编码器、光栅、旋转变压器等。
4) 提供串行方式、并行方式和双端口RAM 方式与PC 机进行双向通讯。
5) 绝大部分地址向用户开放, 包括电机信息、坐标信息及各种保护信息。
6）提高各种I/O 功能模块，用户可按需要选购与所用设备相兼容的配件，大大缩短了系统开发的周期和成本。
2.2 PMAC软件的开放性
1)支持各种高级语言, 用户可以使用C + + ，VB，VC，Delph i 在W indow sN T ,W indow s 95，W indow s 98,W indow s 2000 软件平台上定制用户专用界面。
2)在数控语言上对用户开放, 不仅支持用户直接调用现有的直线、圆弧、样条曲线的插补指令，而且还允许用户自定义G 代码、M 代码、D 代码、S 代码, 实现以往数控语言所不能完成的功能。
3)提供内装式软件化的PLC, 可以编制64 个异步PLC 程序, 通过一些指针变量, 用户可以按位、按字节进行逻辑控制。
4)可共享PC 微机丰富的各类支撑软件和工具软件, 方便地与各类网络连接,
与CAD－CAM 系统连接, 便于远程诊断、网络制造和制造系统集成控制的实现。
目前，PMAC广泛应用到雕刻、机器人控制，运动控制等领越。
开放式数控系统的发展趋势与面临的问题
开放式数控系统自诞生以来就得到业界的广泛关注和好评，勿庸置疑，它是未来数控技术发展的主要方向。
计算机技术，特别是软件技术的快速发展为开放式数控系统技术的发展提供了强大的技术支持。
未来的开放式数控系统应具有如下的特点：
1)标准化、通用化和模块化：通过选择不同的标准化模块可组成各种数控机床的控制系统能方便地移植计算机行业或自动化领域的成果，也便于现有的数控系统进一步扩展及升级。
2)高速、高可靠性：主轴最高转速可达60000r/min，进给速度达到60m/min，系统平均无故障时间（MIBF）达到30000h 以上。
3)智能化：引进自适应控制技术，系统可自动调整有关参数，以达到系统运行的最优化。
4)网络化：具有强大的通讯联网功能，保证数控系统与标准网络（包括互联网）无缝连接，实现软硬件资源共享。
5)易操作性：传统的数控系统专业化程度高，对员工的素质要求严格，开放式数控系统朝向易操作方向发展，大大降低人的智力劳动。
开放式数控技术是对传统的数控技术的一场革命，作为一种新鲜的技术，在发展中必然会碰见很多的难题。
1)开放式还是一个新型的不断发展的概念，要达到完全程度的开放，必须建立一个全世界统一的标准，必须得到所有有关行业的认识与协同。
目前无论是欧盟的OSACA，还是美国的OMAC，他们建立的体系结构都在有限的范围内，对其可靠性和适应度还需要验证。
2)开放式数控技术的普及与应用，也给科研和生产厂家带来难题。
面对这一新的技术，如何实现大量旧的数控系统的升级，又不要造成资源的浪费，如何把握系统的开放度等问题，没有历史经验可以借鉴。
数控系统发展趋势
数控系统发展趋势從目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展。
标签：数控系统;发展趋势;高精尖一、性能发展方面1.1高精高速高效化速度效率、质量是先进制造技术关键的性能指标，是先进制造技术的主体。
若采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统、高分辨率检测元件、交流数字伺服系统配套电主轴、直线电机等技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
在今后的几年，随着现代科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。
新材料及新零件的出现，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺，大力发展新型超精密加工机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技的发展，超精密数控机床正在向精密化、高速化、智能化和纳米化发展，汇合而成的新一代数控机床，1.2多轴化多轴联动加工，零件在一台数控机床上装夹后，可进行自动换刀、旋转主轴头、能转工作台等操作，完成多工序、多表面的复合加工，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。
采用5轴联动对三维曲面零件加工，可使用刀具最佳几何形状进行切削，不仅加工表面粗糙度值低，而且效率也大幅度提高。
一般，1台5轴联动机床的效率等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工比3轴联动加工能发挥更高的效益。
1.3软硬件开放化用户可根据自己的需要，对数控系统软件进行二次开发，用户的使用范围不再受生产商的制约。
1.4实时智能化在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等方面发展。
如编程专家系统故障诊断专家系统，当系统出了故障时，诊断、维修等实现智能化。
二、功能发展方面2.1图形化界面功能和水平进一步提高高档数控系统发展对图形化界面的功能和水平要求进一步提高，用户希望看到更丰富、更形象、更直观的界面，以此减少用户编程难度，提高编程和加工效率。
对开放式数控系统的研究综述
3. 欧盟o A s 以计划。早在1 8 年n 月，在德国机床厂提出的新型控制 97 器方案的原则为: 可组配、模块化和开放式。199 年1 月，欧洲各国的合 1 0 作计划o A A开始启动，目的是制定一个与制造商无关的开放控制系统结 s C 构。该计划提高了欧洲各国机床和控制系统制造商在世界市场中的竞争 力。O A A S C 计划提高了系统的开放和柔性程度，减少了开发、维护、培训和
SILIC O N
LLE Y . 耳 表 矍
对开放 式数控 系统 的研究综述
苏有能
(长江大学机械工程学院 材料 湖北 荆州 4 4 23 30 )
〔 要 叙 放式明 放式 控系统的 优越性 及其发 状况， 展 介绍美国 以c、日 osE 、 osA 三大 。 本 c 欧盟 以 计划的 形成， 国 指出 内
到9伽/ m n。国内加工中心快速进给大多在3伽/ 耐n左右，个别达到 i 60. / 耐n。在加工精度上，国外卧式加工中心都装有机床精度温度补偿系 统，加工精度比较稳定，而国内尚在研发中。
五、结论
总之，传统的数控系统虽然技术发展的己经很成熟，但是因其局限
由专用性导致的系统封闭为系统自身的扩充、修改、兼容带来了很大 的困难。对侧C技术带来了极大的局限。束缚了 C自身产业的发展。 N C 三、国内外对开放式傲控系狡的研究状况
外数控技术的差距与对比.
【 关键词〕 开放式数控系统 优越性 差距与对比 特点
中图分类号: TPZ 文献标识码: A 文连编号: 1671一7597 (20 8 ) 03210128一01 0
一、开放式橄控系统的姐念及特征
控制器” 的结构. 该计划明确了各层次模块的功能、服务内容及接口 规
范，提出了控制器的分层模型。
智能数控系统发展现状及其关键技术
述
智 能 数 控 系 统 发 展 现 状 及 其关 键 技 术
杨 占玺① 韩秋实① ②
（ ①机械科学研究院， 北京 １０４ ； ００４ ②北京信息科技大学机 电工程学院， 北京 １０９ ） ０ １２
摘 要 ： 总结 国 内外 有关 开放化 、 成化 、 能化数 控 系统 的结构 框架体 系及 相关 研究 内容 的基础 上 ， 出 在 集 智 提 了基 于工 业 Ｐ 机 ＋运 动控 制卡 形式 的智 能数 控 系统 结构 ， 析 了该 结构 的优 点 。最 后讨 论 了智 能 Ｃ 分
ＹＡＮＧ ａ ｘ ① Ｚｈ ｎ ｉ
，
Ｈ Ｎ Ｑｕｈ￣ Ａ ｉｓｉ
（ ）ｈ ａＡ ａｅ ｙ ｆ ａｈ ｅ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈｏ ｇ ， ｅｉ １０４ 。 Ｈ ； （Ｃ ｉ ｃｄｍ ｃｉ ｒ Ｓｉ ｃ ｄ ｃｎｌ ｙ Ｂｉｎ ００ ４ Ｃ Ｎ ￣ ｎ ｏＭ ｎ ｙ ｅ ａ Ｔ ｏ ｊｇ （ Ｃ ｌｇ ｅｈｎ ａ ＆ Ｅｅｔ ｎ ｎｉ ｅ ｎ 。 ｅｉ ｆ ｍ ｔｎＳｉ ｃ ￣ ｏｅｅｏ Ｍ ｃａｉ ｌ ｌ ｒ ｉ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｂ ｒ ｇ ｎ ｒ ａｏ ｃ ｎｅ ） ｌ ｆ ｃ ｃｏ ｃ ｎ ｉ ｎ Ｉｏ ｉ ｅ
数控 系统 的相关 关键 技术 。 关键词 ： 智能 数控 系统 开放 式数 控 系统 运动 控制 卡 多传 感器信 息融 合
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔａ ｄ Ｋｅ ｃ ｎ ｌｇｅ ｆＩｔ ｌ ｅ ｔＣＮＣ ｙ ｔ ｍ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｙ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｉｓ ｏ ｎｅ ｌ ｎ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ
＆Ｔ ｃ ｎｌｇ ｎ ｅ ｉ ， ｅ ｉ ０ １ ２ Ｃ Ｎ） ｅ ｈ ｏ ｙ Ｕ ｉ ｒｔ Ｂ ｉｎ １０ ９ ， Ｈ ｏ ｖ ｓｙ ｊｇ
开放式数控系统的现状与发展
开放式数控系统的现状与发展作者：王晓东刘宇来源：《城市建设理论研究》2013年第04期摘要：数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。
而数控系统是数控制造技术的核心是一种基于计算机控制的实时控制系统。
本文介绍了开放式数控系统的技术内容，分析了开放式数控技术发展现状，探讨了开放式数控系统的发展趋势。
关键词：开放式数控系统技术内容现状发展趋势中图分类号：S776.05 文献标识码：A 文章编号：随着现代制造业逐渐面向多品种、小批量生产方式的转变, 同时, 还有高精、高效、高速加工的需要以及企业为实现异地制造和远程诊断所需的联网功能及智能控制, 开放式数控系统已成为数控系统发展的重要方向.一、开放式数控概念的提出随着制造业的发展，中小批量生产的趋势日益增强，机械产品的机构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，对数控机床柔性、通用性提出了更高的要求，以保证制造业向着高精度、高速度、高效率、快速的市场响应、易操作性等方向发展。
传统的数控系统在结构上提供给用户有限的选择，用户无法对现有数控设备的功能进行修改以满足自己特殊的需求。
传统的数控系统是一种专用封闭式系统，它越来越不能满足市场发展的需要。
传统的数控系统的缺点如下：（1）与通用计算机不兼容，不同厂家的数控系统不兼容，甚至同一个厂家的不同系列的数控系统也不兼容；（2）各种数控系统的内部结构复杂，一旦数控系统发生故障，往往需要找生产厂家来维修，很不方便，而且大大提高了维修费用；（3）难进行升级和进一步开发；（4）专用封闭式数控系统的发展一般滞后5年左右，在计算机技术迅猛发展的今天，这是一个相当长的时间。
传统数控系统的上述特点严重制约着数控技术的发展，不能满足市场对数控技术新的要求。
针对这种情况，人们80年代就提出了开放式控制系统的概念。
早在1987年，美国开始了名为“下一代控制系统”的NGC计划，并成立了“美国国家制造科学中心”，其主要目的是在拟订并推进关于新一代开放式控制系统的详细分析规范。
开放式数控系统的现状与趋势
疑 问 ，开 放式控 制 系统是 机床控 制技 术 的发展方 向，将
硬件 和 软件 的 。对于现 代数控 机床 的控 制来说 ，需 要一 种 完全 以微机 为 基础 的 、和谐 的 、标 准化 的软件 环 境 ，
从 而能够 根据 用户 需要 实现 复杂 的控 制功 能 ，在缩 短 加 工 时间的同时 ，提 高加工质量 和柔性 ，如 图ｌ 所示 。
（ ） 可协 同性 。不 同应 用 模 块 能 够 协 同工 作 ，并 ３
以确定 方 式交换 数据 。
（ ）规 模 可 变 。应 用 模 块 的功 能 和性 能 以及 硬 件 ４
的规 模可 按照需 要 调整 。 实 践证 明 ，控 制 系统 的开 放程 度 将涉 及 人 机 界面 、 控 制核心 和整 个 系统 ： （ ）开 放 的人 机 界 面 。 “ 放 ” 仅 限 于 控 制 系 统 １ 开
（ ）可 移植 性 。系统 的应用 模块 无需 经过 任何改 变 １
Ｗ Ｍ ＥＭ １ ２ ０ 期 ０ ７年 ２月
维普资讯
数 控与 软件
Ｃ Ｃ ＆ Ｓ ｆ ａｅ Ｎ ｏ ｗ ｒ ｔ
就 可 以用 于 另一平 台 ，仍 然 保持 其原 有性能 。 （ ）可 扩 展 性 。不 同应 用 模 块 可 在 同一 平 台上 运 ２
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１ 机界面 Ｉ １ 人机羿面 Ｉ 人
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浅谈开放式数控系统的现状和发展趋势
目前 ，国际上 与开放 式数 控研 究 相关 的报导 不 少 ，最 有代表性 的仍是美国的 Ｎ Ｃ和 Ｏ Ｃ计划 、欧 Ｇ ＭＡ
盟 的 Ｏ Ａ Ａ计 划以及 日本的 Ｏ Ｅ ＳＣ Ｓ Ｃ计 划 这三个计划
数控 系统提 出 的挑 战。
１． 放 式数 控系统 的 概念 和 特 点 开
和系统平 台 ．控 制软件包 括所 有对 系统专 用 的功能 ． 数 控 系统 研究 的 日益 深入 ．我 国 的相 关研 究也 越来
独立 的应用模块使用 ＯＳ Ａ界面 ，并且可 以运行在 越受到重视 。经过 多年 的技 术攻关 ．已经 有一批产 品 ＡＣ
和 Ｏ Ａ Ａ兼容 的系统平 台之 上。 日本的 Ｏ Ｅ ＳＣ Ｓ Ｃ计划是 和成果涌现 出来 。在这些产 品中 ．有些是将原 有的系
碡豹辟Ｉ珲蟪 Ｉ Ｉ
翻埯轼僻 粥＃遇垃Ｉ．糊鬃，孰健徽撬 ＝ ＿ ｜ ： 嘻 蟪ｔ
块 化组织结 构 ，允许 用户 根据需要进 行选配 和继 承 、 更 改或 扩展 系统 的功 能 ，以便 迅速适 应不 同 的应 用 需 求。因此 ｌ Ｅ Ｅ 标准定义开放式数控系统能够在多种 Ｅ 平 台上运 行 ，可 以和其他 系统 相互操 作 ，并能给用户
２ 一 Ｏ 。随着制造商对产 品复杂程度和精度要求 的 Ｏ ３％ 提 高 以及 对 产 品生产 成本 的降 低 对 数控 机床提 出 了更高 的要 求 ，而这 种不 断增 高 的要 求主要 不是 针 对 机械 系统 的要 求 ，而 是对数 控机 床 的内外 发展 现状 开
阳计 算所 的蓝 天 系列 等 。 武汉 华 中数 控股份 有限公
建立的开放 式数控委员会 （ ｐｎ Ｎ Ｓ ｏ ｅ ａｄ Ｄ － 司推 出的华 中 Ｉ Ｏ ｅ Ｃ ｃ ｐ ｎ ｉ 型数 控系统 ．是利 用 Ｐ 平 台通过 串 ｃ
浅谈数控技术的发展现状及趋势(1)
浅谈数控技术的发展现状及趋势摘要：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。
数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。
它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
关键字：数控技术现状趋势一、国内外数控技术的发展现状随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。
在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。
目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。
加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。
CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。
在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。
数控技术的发展及国内外现状
４总 结
Байду номын сангаас
１ ９ ４ ８ 年 ，美同帕森斯公 司接受 美国空军 委托 ， 研制直升飞机螺旋 桨叶片轮廓检验用样板 的加工设备 。由于样板形状复杂 多样 ，精度要 求 高，一般加Ｔ设备难 以适应 ，于是提出采用数字 脉冲控制机床 的设 想 。１ ９ ４ ９ 年 ，该公司与美 国麻省理工学 院（ Ｍ Ｉ Ｔ ） 开始共 同研 究 ，并于 １ ９ ５ ２ 年试制成功第一 台三坐标数控铣床 ，当时的数控装置采用 电子管 元 件。１ ９ ５ ９ 年 ，数控装置采用 了晶体管元件和印刷 电路板 ，出现带 自 动换刀装置的数控机床 ， 称为加工中心（ Ｍ Ｃ Ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ） ， 使数控 装 置进入 了第二代 。６ ０ 年代末 ，先后 出现了南一 台计算机直接控制多 台机床的直接数控系统（ 简称 Ｄ Ｎ Ｃ １ ，又称群控系统 ；采用小型计算机控 制的计算机数控 系统（ 简称 Ｃ Ｎ Ｃ ） ，使数控装置进入 了以小型计算机化为 特征的第 四代。 １ ９ ７ ４ 年 ，研制成功使用微处理器和半导体存贮 器的微 型计算机数 控装置（ 简称 Ｍ Ｎ Ｃ １ ，这是第五代数控系统。２ ０ 世纪８ Ｏ 年代初 ，随着计算 机软 、硬件技 术的发展 ，出现 了能进行人机对话 式 自动编制程序 的数 控装置 ；数控装 置愈趋小 型化 ，可 以直接安装在机床上 ；数控机床 的 自动化程度进一步提 高，具有 自 动监控刀具破损和 自动检测工件 等功 能。２ ｏ ｔ ／ ｔ 纪９ ０ 年代后期 ，出现了Ｐ Ｃ ＋ Ｃ Ｎ Ｃ 智能数控系统，即以Ｐ Ｃ 机为控 制系统 的硬件部分 ， 在Ｐ ｃ 机上安装Ｎ Ｃ 软件 系统 ，此种方式系统维护方 便， 易于实现网络化制造。
数控技术的研究现状与发展方向
系统 ，也 可添 加或减 少 数控 功 能 ，实 现最 优最 合
理系 统配置 Ｌ 。 １ 引
等都存 在 差异 ，既影 响 互相集 成 ，又给 用户 使 用 与维 护带 来不 便 ； 由于 系统 封 闭性 ，不利数 控 技
术进 步 。
２ ）高精 度 。近十 年来普 通级 数控 机床 加工精
度 已由 ｉ ０岬 提 高 到 ５ ， 岬 精密 级加 工 中心则 从
３ ～５岬 提 高到 １ １ 岬 ， ～ ． ５ 且超 精密 加工精 度 己 开 始进入 纳米 级（． １ Ｊ 小分 辨率为 ｌｍ ０ ０ ｍ） 。最 ｎ
的数控 系统和 机床 已问世 【ｏ ５ Ｊ ３ ）复合 加 工 、新 结构 机床 大量 出现 。 出现 ５ 轴 ５面 体 复合加 工机床 加 工各类 异形 零件 ，派 生 出各种 新颖机 床 结构 ，包括 ６轴 虚拟 轴机床 、串 并联铰 链机床 等 【。 ５ ］ ４ ）使 用特 殊功 能刀具 。如 用 内冷 钻 头等 。 ５ ）开放 性 和联 网管理 。可 提高生 产率 ，是 使 用 数控 机床 基本 要 求和 企业 合理 最佳 化利用 制 造
４ 总 结 数 控技 术 是实 现机 械 制造 自动化 的关键 。 从 我 国基 本 国情 的角 度 出发 ，以国家 战略 需求 和 国
民经济 市场 需 求为 导 向 ，以提高 我 国装 备制 造 业 综 合 竞 争 能 力 和 产 业 化 水 平 为 目标 ， 用 系 统 方 法 ，选 择 能主 导 ２ １世 纪初 期我 国装备 制 造业 发 展 升 级 的关 键 技 术 及 支 持 产 业 化 发 展 的 支 撑 技 术 、配套 技 术作 为研 究开 发 的 内容 ，实现 装备 制
我国数控技术的现状及发展趋势_吴义荣
一、前言
数控技术是用数字信息对机械运 动和工作过程进行控制的技术，它是 集传统的机械制造技术、计算机技术、 现代控制技术、 传感检测技术、 网络通 信技术和光机电技术等于一体的现代 制造业的基础技术， 具有高精度、 高效 率、 柔性自动化等特点， 对制造业实现 柔性自动化、集成化和智能化起着举 足轻重的作用。数控装备则是以数控 技术为代表的新技术对传统制造产业 和新兴制造业的渗透形成的机电一体 化产品。数控技术是制造自动化的关 键基础，是现代制造装备的灵魂核心， 是国家工业和国防工业现代化的重要 手段， 关系到国家战略地位， 体现国家 综合国力水平，其水平的高低和数控 装备的拥有量的多少是衡量一个国家 工业现代化的重要标志。 在我国，数控技术与装备的发展 亦得到了高度重视，近年来取得了相 当大的进步，基于 ＰＣ 机的开放式智能 化数控系统， 可实施多轴控制， 并已具 备联网进线等功能。 但是， 我国在数控 技术研究和产业发展方面亦存在不少 问题， 特别是在技术创新能力、 商品化 进程、市场占有率等方面的情况尤为
Mo d e rn Ma n ufa c tu rin g
现代制造
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度， 数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工 业的使能技术和最基本的装备。 本文通过分析我国数控技术的现状， 综合当今发达国家数控技术的发展方向， 探讨了我国数控技术发 展趋势。
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ＣＡＤ／ＣＡＭ 与制造业信息化・ｗｗｗ．ｉｃａｄ．ｃｏｍ．ｃｎ
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体现了中国机床市场的需求趋势，也 反映中国在数控机床产业化方面取得 了突破性进展。虽然我国在数控产品 的研究开发、生产各方面有了较大的 进步， 但我们仔细分析可以发现， 目前 我国占据市场的产品主要集中在经济 型产品上， 而在中档、 高档产品上市场 比例仍然很小，与国外一些先进产品 相比，在可靠性、稳定性和速度、 精度 等方面均存在较大差距。