机床数控系统的发展趋势

2008-3-13 23:24:10 作者: 数控机床 阅读: PDF

从1952年第一台数控机床在美国问世,至今已有40多年的历史,计算机数控(CNC)从70年代中期出现,到现在也已有20多年了,数控技术日趋成熟。特别是近几年来微型计算机、微电子工业及电力电子工业的迅速发展,微型计算机与CNC技术的紧密结合,使得开发和生产CNC系统的技术被越来越多的自动化装备生产厂所掌握。因此,就当今全世界范围来说,CNC技术已经不再被少数几个国家的几个CNC系统生产厂所垄断。到80年代末,几乎每个工业发达的国家都有了自己的数控设备生产厂,生产满足各自国家数控机床及其他机械装备所需要的数控系统。甚至很多大型的数控机床生产厂都有自己的产品,并部分出售数控系统。因此,CNC系统生产厂之间的竞争为激烈,数控技术的发展进入了新的阶段。 当代数控技术的发展具有下述特点:

1.广泛地应用微机资源

近年来被称为个人计算机(PC)的微型计算机发展很快,大规模集成电路制造技术的高速发速,使得PC的硬件结构做得很小。主CPU的运行速度越来越高。IPC386的主频是33MHz,IPC486、586的主频可达50~120MHz,新近Intel奔腾处理器(Pentium),主频已达450MHz。存储器容量也很大,体积很小,由于是大批量生产,使成本下降,可靠性提高。

在软件方面,操作系统的发展,特别是Windows的应用,使得PC的操作更为简便直观。CAD/CAM的软件大量地由小型机、工作站向PC移植,三维图显示及工艺数据库在PC上建立。再加上PC的开放性,吸引大量技术人员投入了软件的开发,使得PC的软件资源极为丰富。

因此,更好地利用PC的软、硬件资源,就成为各国数控设备生产厂发展CNC系统十分重要的一种方法。1992~1993年,首先是在美国及欧洲的一些小型的数控设备厂推出,例如美国的ANILAN公司推出的1100、1200、1400系列,意大利FIDIA公司的10/20/30系列,都采用了PC作为基板来开发自己的数控系统。现在连日本FANUC、三菱公司,德国的SIEME 公司这些以生产专用CNC设备著称的公司,也都把采用PC资源,作为其发展的一个重要方向。他们都强调自己系统的“开放”。日本FANUC公司把采用PC的CNC系统称之为开放型CNC系统,有150、160、180及210等系列,并正发展一种将FANUC智能终端(一种与IBM PC兼容的平板式计算机)通过高速光缆与CNC装置连接的模式。

我国中国珠峰数控公司“八五”攻关成果“中华Ⅰ型(CME988)”也采用PC作为主控板,使该系统能充分利用PC的资源,跟随PC的发展而升级。

2.小型化以满足机电一体化的要求

随着微电子技术的发展,大规模集成电路的集成度越来越高,体积越来越小。数控设备厂采用超大规模集成电路并采用表面安装工艺(SMT),实现了三维立体装配,将整个CNC装置做得很小,以适应机械制造业机电一体化的要求。

日本三菱电机株式会社,最近推出的普及型CNC MELDAS 50系列及实用型CNC MELDAS 520A系列,这两个系列都采用了32位RISC微处理器,实现超小型化的CNC装置,较原来的M310及L3、L3A,体积大为减小(H168mm×W76mm×D135mm),安装面积减小了一半,功能还有所提高。

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