文档介绍：1. 绪论
数控系统的概述
数控,即数字控制(Numerical Control,NC)。自1946年诞生世界上第一台电子计算机以来,由于计算机技术在机床上的应用,于1952年在美国诞生了第一台数控机床。纵观数控系统发展史,可分为两个阶段。①数控(NC)阶段(1952~1970年),这个阶段经历了三代,即第一代电子管,第二代晶体管,第三代小规模集成电路。②puterized Numerical C)阶段(1970年~现在)计算机数控阶段也经历了三代。即第四代—小型计算机,第五代—微处理器和第六代—基于PC(国外称为PC-BASED)。
数控系统发展的六代历史
数控系统发展的历史
世界产生年代
中国产生年代
第一代电子管数控系统
1952年
1958年
第二代晶体管数控系统
1961年
1964年
第三代集成电路数控系统
1965年
1972年
第四代小型计算机数控系统
1968年
1978年
第五代微处理器数控系统
1974年
1981年
C系统
1990年
1992年
数控的广泛含义是指对流程工业的过程控制和对离散工业运动控制而言的,机床数控仅仅是运动控制中的一种类型。数控技术的问世己有40多年的历史,它是由机械学、控制论、电子学、计算机科学四大基础学科发展起来的一门综合性的新型学科。数控技术是数控机床的关键技术,数控机床又是推行柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell, FMC)、柔性制造系统(Flexible Manufacturing System, FMS)puter Integrated Manufacturing System, CIMS)等的基础。数控技术己经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。我国每年都有大量机电产品进口。这也从宏观上说明了机床数控化的必要性。
数控技术的特点如下:①作用和地位上的战略性;②技术上的综合性;③控制上的实时性;④软件上的领域性;⑤推广应用上的适应性;⑥跟踪上的滞后性;⑦发展上的开放性。
随着制造业的发展,中小批量生产的趋势日益增强,对数控机床的柔性和通用性提出了更高的要求,随着计算机技术的飞速发展,各种不同层次的开放式数控系统应运而生,发展很快。目前正朝标准化开放体系结构的方向前进。就结构形式而言,当今世界上的数控系统大致可分为4种类型:(1)传统数控系统。如 FANUC 0系统、MITSUBISHI M50系统、Siemens 810系统等。这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。尽管也可以由用户做人机界面,但必须使用专门的开发工具(如
Siemens的WS800A)耗费较多的人力,而对它的功能扩展、改变和维修,都必须求助于系统供应商。目前,这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放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,己逐渐减小。(2)“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统。如FANUC18i、16i系统、Siemens810D系统、Num1060系统、AB9/360等数控系统。这是由于一些数控系统制造商不愿放弃多年来积累的数控软件技术,又想利用计算机丰富的软件资源而开发的产品。然而,尽管它也具有一定的开放性,但由于它的NC部分仍然是传统的数控系统,其体系结构还是不开放的。因此,用户无法介入数控系统的核心。这类系统结构复杂、功能强大,但价格昂贵。(3)“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统。它由开放体系结构运动控制卡+PC机构成。这种运动控制卡通常选用高速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。它开放的函数库供用户在WINDOWS平台下自行开发构造所需的控制系统。因而这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各个领域。如美国Delta Tau公司用PMAC多轴运动控制卡构造的PMAC-NC数控系统、日本MAZAK公司用三菱电机的MELDASMAGIC 64构造的MAZAZATROL C等。(4)SOFT型开放式数控系统。这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性,C软件全部装在计算机中,而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用接口。就像计算机中可以安装各种品牌的声卡、CD-ROM和相应的驱动程序一样。用户可以在WINDOWS NT平台上,C内核,开发所需的各种功能,构成各种类型的高性能数控系统,与前几种数控系统相比,S0FT型开放式数控系统具有最高的性能价格比,因而最有生命力。C、德国Power Automation公司的PA8000 NT等。
传统数控系统大多是封闭专用的体系结构,用于实现某种专有的功能。这类数控系统虽结构简单、成本低,但若增加用户