網(wǎng)絡數(shù)控技術(shù)分析概述
一、引言
隨著全球自由貿(mào)易體制的逐步建立和完善以及世界大市場的形成，國際間的經(jīng)濟貿(mào)易往來與合作變得越來越密切和頻繁，這使得制造業(yè)也走向國際化合作道路，促使網(wǎng)絡化制造日益興起。在網(wǎng)絡化制造模式中，當顧客提出產(chǎn)品訂單時，地理分布不同的盟員企業(yè)結(jié)成動態(tài)聯(lián)盟，利用自己的優(yōu)勢技術(shù)和設備，分工協(xié)作來進行生產(chǎn)設計?；贗nternet/Intranet的網(wǎng)絡化全球制造已經(jīng)成為未來制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
二、網(wǎng)絡化數(shù)控技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.開放結(jié)構(gòu)的發(fā)展
2.CNC系統(tǒng)的網(wǎng)絡化
三、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程
第一個階段：NC(邏輯數(shù)字控制)階段，這個階段數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個時代，即電子管時代、晶體管時代和中小規(guī)模集成電路時代。
第二個階段：CNC（計算機數(shù)字邏輯控制）階段，這是第四代數(shù)控系統(tǒng)；從1974年微處理器開始用于數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第五代，經(jīng)過幾年的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)從性能到可靠性都得到了根本性的提高，自70年代末到整個80年代，數(shù)控技術(shù)在全世界范圍內(nèi)得到了大規(guī)模的發(fā)展和應用，實際上到20世紀末至迄今為止，在生產(chǎn)中使用的數(shù)控系統(tǒng)大多數(shù)都是第五代數(shù)控系統(tǒng)。從90年代開始，微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展速度突飛猛進，個人計算機即PC機的發(fā)展尤為突出，在軟硬件以及外圍器件等各個方面的進展日新月異，計算機所用芯片的集成化程度越來越高，功能越來越強，而成本卻越來越低，原來在大、中型機上才能實現(xiàn)的功能現(xiàn)在在微型機上就可以實現(xiàn)，在美國首先出現(xiàn)了所謂在PC機平臺上開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，即PC數(shù)控系統(tǒng)，也就是我們現(xiàn)在說的第六代數(shù)控系統(tǒng)。
四、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
1.功能發(fā)展方向 (l)用戶界面圖形化 用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前工NTERNET、虛擬現(xiàn)實、科學計算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。柔性用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。 (2)科學計算可視化 科學計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數(shù)自動設定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。 (3)插補和補償方式多樣化 多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取? (4)內(nèi)裝高性能PLC 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序?qū)嵗?，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。 (5)多媒體技術(shù)應用 多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領域，應用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。 2.結(jié)構(gòu)體系發(fā)展方向 (l) 模塊化、專門化與個性化為了適應數(shù)控機床多品種、小批量的特點，機床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專門化，機床性能價格比顯著提高并加快優(yōu)化。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，做成標準化系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。個性化是近幾年來特別明顯的發(fā)展趨勢。 (2)開放化采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡化?；赑C的第六代方向發(fā)展所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，更多的數(shù)控系統(tǒng)廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機，來處理人機界面、編程和聯(lián)網(wǎng)通信等問題。由原有的系統(tǒng)承擔數(shù)控的任務，PC機所具有的友好的人機界面將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)，遠程通訊等，遠程診斷和維修將更加普遍。日本、歐盟和美國等針對開放式的CNC，正在進行前后臺標準的研究。
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