一耽晦、數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡史及趨勢

1946年誕生了世界上第一臺電子計算機(jī),這表明人類創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動的工具戏锹。它與人類在農(nóng)業(yè)斜棚、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動的工具相比,起了質(zhì)的飛躍,為人類進(jìn)入信息社會奠定了基礎(chǔ)糕篇。

6年后,即在1952年,計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上,在美國誕生了第一臺數(shù)控機(jī)床啄育。從此,傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個世紀(jì)以來,數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展拌消。

1.1挑豌、數(shù)控(NC)階段(1952～1970年)

早期計算機(jī)的運(yùn)算速度低,對當(dāng)時的科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理影響還不大,但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路“搭”成一臺機(jī)床專用計算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng),被稱為硬件連接數(shù)控(HARD-WIREDNC),簡稱為數(shù)控(NC)墩崩。隨著元器件的發(fā)展,這個階段歷經(jīng)了三代,即1952年的第一代--電子管氓英；1959年的第二代--晶體管；1965年的第三代--小規(guī)模集成電路鹦筹。

1.2铝阐、計算機(jī)數(shù)控(CNC)階段(1970年～現(xiàn)在)

到1970年,通用小型計算機(jī)業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件,從此進(jìn)入了計算機(jī)數(shù)控(CNC)階段(把計算機(jī)前面應(yīng)有的“通用”兩個字省略了)障翼。到1971年,美國INTEL公司在世界上第一次將計算機(jī)的兩個最核心的部件--運(yùn)算器和控制器,采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上,稱之為微處理器(MICROPROCESSOR),又可稱為中央處理單元(簡稱CPU)缚宜。

到1974年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)樾⌒陀嬎銠C(jī)功能太強(qiáng),控制一臺機(jī)床能力有富裕(故當(dāng)時曾用于控制多臺機(jī)床,稱之為群控),不如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理谚茅。而且當(dāng)時的小型機(jī)可靠性也不理想型圈。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高,但可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決。由于微處理器是通用計算機(jī)的核心部件,故仍稱為計算機(jī)數(shù)控昙椭。

到了1990年,PC機(jī)(個人計算機(jī),國內(nèi)習(xí)慣稱微機(jī))的性能已發(fā)展到很高的階段,可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求喜拥。數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于PC的階段。

總之,計算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代因饥。即1970年的第四代--小型計算機(jī)抹欢；1974年的第五代--微處理器和1990年的第六代--基于PC(國外稱為PC-BASED)。

還要指出的是,雖然國外早已改稱為計算機(jī)數(shù)控(即CNC)了,而我國仍習(xí)慣稱數(shù)控(NC)请立。所以我們?nèi)粘Ｖv的“數(shù)控”,實(shí)質(zhì)上已是指“計算機(jī)數(shù)控”了脉织。

1.3求馋、數(shù)控未來發(fā)展的趨勢

1.3.1 繼續(xù)向開放式、基于PC的第六代方向發(fā)展

基于PC所具有的開放性篙耗、低成本迫筑、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點(diǎn),更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路宗弯。至少采用PC機(jī)作為它的前端機(jī),來處理人機(jī)界面脯燃、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題,由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)蒙保。PC機(jī)所具有的友好的人機(jī)界面,將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)辕棚。遠(yuǎn)程通訊,遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。
1.3.2 向高速化和高精度化發(fā)展

這是適應(yīng)機(jī)床向高速和高精度方向發(fā)展的需要邓厕。

1.3.3 向智能化方向發(fā)展

隨著人工智能在計算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高逝嚎。

(1)應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)
數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息,并自動調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù),達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。
(2)引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工
將熟練工人和專家的經(jīng)驗(yàn),加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中,以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐,建立具有人工智能的專家系統(tǒng)邑狸。
(3)引入故障診斷專家系統(tǒng)
(4)智能化數(shù)字伺服驅(qū)動裝置

可以通過自動識別負(fù)載,而自動調(diào)整參數(shù),使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行懈糯。

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