楊德余，曾麗穎百色職業(yè)學(xué)院

智能化數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢研究

楊德余，曾麗穎
百色職業(yè)學(xué)院

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也開始向高速、智能、集成、自動化的方向發(fā)展。數(shù)控是一種綜合性很強(qiáng)的高科技新興技術(shù)，它集合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、測量技術(shù)為一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中占據(jù)了無法取代的重要地位，本文結(jié)合國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)目前的情況，論述了數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，并對智能化數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展方向進(jìn)行簡單的分析。

智能化；數(shù)控技術(shù)；發(fā)展

數(shù)控技術(shù)在制造工業(yè)現(xiàn)代化中占有極為重要的地位，對國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和戰(zhàn)略地位有很大的影響，能夠直接反映一個國家的綜合國力。數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展為各國所重視，在近年來工業(yè)發(fā)展中應(yīng)用極為廣泛。智能化數(shù)控技術(shù)也隨著科技的飛速發(fā)展逐步發(fā)展起來，并向著高精高速的方向發(fā)展，現(xiàn)已成為現(xiàn)代化機(jī)床設(shè)備的中心與現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，發(fā)展空間極為廣闊。

一、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展掀起了傳統(tǒng)制造業(yè)的變革風(fēng)暴，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家對現(xiàn)代制造技術(shù)均極為重視，并投入巨資進(jìn)行研究開發(fā)，以便探討出全新的制造模式。數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代化制造中起著關(guān)鍵作用，該技術(shù)不僅集合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、測量技術(shù)等高科技技術(shù)為一體，具有高精、高效、柔性自動化等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了超薄、超小化的目標(biāo)，并在智能化基礎(chǔ)上，結(jié)合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等眾多新科學(xué)技術(shù)，在制作加工的過程中能夠進(jìn)行自動調(diào)節(jié)、修正、彌補(bǔ)各項(xiàng)參數(shù)，能夠在線診斷、智能化故障處理，對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化有著不可忽視的影響。傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)由于程序控制模式固定簡單，體系結(jié)構(gòu)封閉僵硬，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代制造業(yè)逐漸復(fù)雜的制造過程的要求，數(shù)控技術(shù)應(yīng)時代需求而生，制造業(yè)變革之勢已經(jīng)不可阻擋。

二、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展主要是在性能、功能、體系結(jié)構(gòu)上進(jìn)行探究，在性能上向高速高精高校、柔性化、實(shí)時智能化、工藝復(fù)合性和多軸化發(fā)展，在功能上向用戶界面圖形化、科學(xué)計(jì)算可視化、多媒體技術(shù)應(yīng)用發(fā)展，在體系結(jié)構(gòu)上向網(wǎng)絡(luò)化、模塊化和集成化發(fā)展。

（一）性能發(fā)展

速度、精度和效率是機(jī)械制造業(yè)的關(guān)注的重點(diǎn)，高速CPU、RISC、多CPU控制系統(tǒng)和高分辨絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，并用改善機(jī)床動、靜態(tài)特性等方法，很大程度上提高了機(jī)床的速度、精度和效率。柔性化主要是包含數(shù)控系統(tǒng)柔性和數(shù)控模塊柔性，因其功能覆蓋比較范圍廣又具有可裁剪性，能夠滿足不同用戶的需要，讓系群控統(tǒng)的作用得到最全面的展現(xiàn)。實(shí)時智能化能能控制的研究和應(yīng)用正沿著專家控制、模糊控制、適應(yīng)控制和學(xué)習(xí)控制等幾個主要分支發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)控制的最佳化。工藝復(fù)合性和多軸化主要是以減少工序和復(fù)制時間為基礎(chǔ)進(jìn)行發(fā)展，向著多軸、系列控制功能的方向前進(jìn)。

（二）功能發(fā)展

用戶界面是用于系統(tǒng)和用戶進(jìn)行交流的窗口，圖形用戶界面對非專業(yè)用戶的使用能起到很大的幫助，可實(shí)現(xiàn)通過窗口和菜單進(jìn)行操作，也是計(jì)算機(jī)軟編寫最難的部分?？茖W(xué)計(jì)算可視化可用于高效的處理、解釋數(shù)據(jù)，讓信息交流靈活簡單。多媒體技術(shù)能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)、聲像、通信技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)行綜合處理，綜合而智能地將信息處理好，在數(shù)控領(lǐng)域有極大的實(shí)用意義。

（三）體系結(jié)構(gòu)發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)化主要應(yīng)用于機(jī)床無人化操作，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)即可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，若想無人操作的目標(biāo)，將機(jī)床的程序進(jìn)行設(shè)定即可。模塊化主要是方便數(shù)控系統(tǒng)的集成和標(biāo)準(zhǔn)化，將不同的功能裁剪成不同的模塊，并使之構(gòu)成不同的數(shù)控系統(tǒng)，便于操作。集成化主要是提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度，并加快軟硬件運(yùn)行速度。用提高電路密度達(dá)到減少互連長度等目的，以降低產(chǎn)品價(jià)格，同時讓系統(tǒng)更加可靠。

三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)

智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)，目的在于能夠適應(yīng)于工業(yè)復(fù)雜的制造過程，且具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)，目前已基本具備開發(fā)此系統(tǒng)的技術(shù)，智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)的順利開發(fā)成為可能。

新一代的智能數(shù)控系統(tǒng)包括了效率和質(zhì)量方面的智能化，自動提高驅(qū)動性、使用連接簡便的智能化，以及能夠自動智能診斷、智能監(jiān)控等方面的智能化。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將結(jié)合計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、動態(tài)數(shù)據(jù)管理、自適應(yīng)控制等高科技新興技術(shù)為一體，形成一個閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)，成為具有一定智能的新型數(shù)控系統(tǒng)。

智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)高度集成CPU、RISC、ASIC芯片等系統(tǒng)硬件、電路，能夠提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度，并加快軟硬件運(yùn)行速度。在運(yùn)行過程中能夠?qū)χ圃旒庸み^程進(jìn)行自適應(yīng)控制，對制造工藝需要的參數(shù)自行生成，對于前饋控制和電機(jī)參數(shù)等方面也能夠智能化地進(jìn)行自適應(yīng)運(yùn)算，還有對負(fù)載進(jìn)行自主識別，對模型也自主選定等功能。

智能化新一代PCNC將是一個集計(jì)算機(jī)智能、自適應(yīng)控制、網(wǎng)絡(luò)、伺服控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理、CAD/CAM、動態(tài)仿真等一系列高新技術(shù)于一體的新一代數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行追求高精高效高速、柔性化、實(shí)時智能化和多軸化，系統(tǒng)操作追求簡單、靈活、方便、智能自動化，系統(tǒng)的運(yùn)行體系追求集成度高，功能模塊清晰、連接靈活，能夠形成一個閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)，達(dá)到數(shù)控技術(shù)研發(fā)的新高度。

結(jié)束語

計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)是一門綜合性極強(qiáng)的新興技術(shù)，當(dāng)今社會，人們對數(shù)控技術(shù)方面的需求不斷提高，對數(shù)控技術(shù)的發(fā)展也越來越重視。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，讓開放式智能化數(shù)控系統(tǒng)的研究也得到迅猛發(fā)展。數(shù)控技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，使得開放式的數(shù)控系統(tǒng)逐漸取代了傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)。本文通過目前數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢，簡單總結(jié)了智能化數(shù)控系統(tǒng)存在的優(yōu)勢和發(fā)展方向，并對智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹。隨著智能數(shù)控技術(shù)的逐步成熟，數(shù)控系統(tǒng)正向著集成化方向邁進(jìn)，其發(fā)展空間極為寬廣，還需要我們認(rèn)真的研究和探索，為我國的工業(yè)制造和國家的發(fā)展獻(xiàn)出一份力量。

[1]張明明.數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢——智能化數(shù)控系統(tǒng)[J].黑龍江科技信息,2010（06）：47+65.

[2]戴玲.淺析數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢——智能化數(shù)控系統(tǒng)[J].科學(xué)大眾(科學(xué)教育),2011（12）：136.

[3]張穎.數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢——智能化數(shù)控系統(tǒng)[A]..土木工程建造管理（4）[C].2009：3.

[4]張波.論述數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢——智能化數(shù)控系統(tǒng)[J].黑龍江科技信息,2012（32）：46.