淺析數控系統發展趨勢

陳志強 張志浩 張旭

摘 要：數控機床集計算機技術，電子技術，自動控制技術，傳感測量，機械制造，是典型的機電一體化產品。它的發展和應用開創了制造業的新時代，改變了制造業的生產方式，產業結構，管理方式，使世界制造業的格局發生了巨大的變化。? 本文主要講述了數控機床國內外的發展概況，現代數控技術的發展趨勢。介紹了數控機床的特點，組成與分類，并介紹了可編程控制器（PLC）在數控機床中的應用。重點介紹了磨床的概況，以及現代數控磨床的特點，并用PLC進行了對自動磨床電氣系統的改造

關鍵詞：發展;趨勢;組成;分類;概述;結構;功能;PLC

一、數控機床系統

具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利從20世紀中葉數控技術出現以來，數控機床給機械制造業帶來了革命性的變化。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發展的重要裝備。

為適應生產技術的迅猛發展.提高企業在市場經濟中的競爭能力，不被淘汰，各企業正積極采取有效措施，添置現代新設備。在數控加工技術人才方面提出更高的要求，要求所需人員即要懂得較深的理論知識，以便使大量的新技術得到利用與開發，同時在實踐技能上更能勝任，由此可見，企業對數控加工技術與應用專業高級技術型人才和技能型人才的需求日益迫切。

二、數控機床概要

2.1數控機床的產生

制造業是生產物質財富的產業，機床是制造業的主要生產設備，制造 業中的絕大多數零件都直接或間接地經過機床加工，固此機床（也稱工作母機）是制造業的基礎。在傳統制造業中，對于大批量生產的產品，往往采用組合機床等專用機床組成的自動或半自動生產線;對于單件或小批量生產的產品，一般采用通用機床加工。隨著科學技術的不斷發展和社會生產力的不斷提高，市場對機械產品的要求越來越高，不僅要求提高產品的質量水平，而且要求加快產品更撕換代的速度.這樣就導致了現代制造業中多品種、中小批量生產的比重不斷增加。在這樣的情況下，再采用傳統的加工機床就顯得不合理了.這主要體現在兩個方面：

①應用專用機床生產線生產準備周期長、費用高、產品不易更新（有時甚至不可能實現產品更新）;

②應用通用機床則無法大幅度地提高生產效率或精確地控制產品質量，同時通用機床也無法加工一些復雜度和精度要求很高的小批量生產的產品。相比之下，數控機床的出現恰恰滿足了這些要求。

數控機床的出現極大地促進了機床行業的技術進步和行業發展。對于整個制造業來說.由于數控機床的大量使用，使得產品質量大幅度提高，新產品開發周期明顯縮短。目前數控機床已經遍布軍工、航空航天、汽車、造船、機車車輛、機床建筑、通用機械、紡織、輕工、電子等幾乎所有制造行業

2.2數控機床的發展

2.2.1數控機床的發展簡史

1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類自g造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農業，工業社會中創造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質的飛躍，為人類進^信息社會奠定了基礎。6年后，即在1 952年，計算機技術應用于機床上，從而一種新型的用數字程序控制的機床應運而生。這種機床是一種綜合運用了計算機技術、自動控制、精密測景和機械設計等新技術的機電體化典型產品。數控機床是一種裝有程序控制系統（數控系統）的自動化機床。計算機數控階段也經歷了三個時代，即1970年的第四代——小型計算機，1974年的第五代微微處理器和1990年的第六代——基于Pc（國外稱為Pc_based）。

三、國產數控機床的發展現狀

國產數控機床與國際先進水平差距逐漸縮小。數控機床是當代機械制造業的主流裝備，國產數控機床的發展經歷了30年跌宕起伏，已經由成長期進入了成熟期，可提供市場1，500種數控機床，覆蓋超重型機床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓設備、前沿高技術機床等領域，產品種類可與日、德、意、美等國并駕齊驅。特別是在五軸聯動數控機床、數控超重型機床、立式臥式加工中心、數控車床、數控齒輪加工機床領域部分技術已經達到世界先進水平。其中，五軸（軸（坐標）聯動數控機床是數控機床技術的制高點標志之一。它集計算機控制、高性能伺服驅動和精密加工技術于一體，應用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工，是發電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業和軍工部門迫切需要的關鍵加工設備。五軸聯動數控機床的應用，其加工效率相當于2 臺三軸機床，甚至可以完全省去某些大型自動化生產線的投資，大大節約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉運輸時間及費用。國產五軸聯動數控機床品種日趨增多，國際強手對中國限制的五軸聯動加工中心、五軸數控銑床、五軸龍門銑床、五軸落地銑鏜床等均在國內研制成功，改變了國際強手對數控機床產業的壟斷局面。

四、結語

通過本文的論述可見，目前許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢，以及數控機床技術的發展與應用也將更加廣闊

參考文獻

[1]王立新. 淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報. 2007.

[2]董淳. 數控系統技術發展的新趨勢[J].可編程控制器與工廠自動化. 2006.

[3]張亞力. 簡述數控發展的新趨勢[J].國土資源高等職業教育研究. 2005.

[4]陳芳. 數控技術的發展和途徑[J].科技資訊. 2008.