浅谈国内外数控系统发展现状研究

    论文关键词：数控系统  发展现状 
    论文摘要：数控系统确保了数控机床具有高精、高速、高效的功能。本文论述了国内外数控
系统的发展现状，以期对我国数控系统发展有所帮助。

  

　　

 数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动

控制的控制系统。从

1952 年美国麻省理工学院研制出第 1 台实验性数控系统，到现在已走

过了半个世纪。数控系统也由当初的电子管式起步，发展到了今天的开放式数控系统。

  

　　

 数控系统确保了数控机床具有高精、高速、高效的功能，可以使装备制造业实现数字化、

柔性化和网络化制造。随着我国航空航天、船舶、汽车、电站设备和国防工业等制造业的高速
发展，数控机床在装备制造业中的重要性愈来愈明显，中高档数控系统的需求也越来越大。
以往中高档数控系统基本被国外厂商占领，因此我国中高档数控系统技术必须加快发展。

  

　　一、国外数控系统现状

  

　　

 在国际市场，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。国外的主要数

控系统制造商有西门子（

Siemens）、发那克（FANUC）、三菱电机（Mitsubishi Electric）、

海德汉（

HEIDENHAIN）、博世力士乐（Bosch Rexroth）、日本大隈（Okuma）等。  

　　

1.纳米插补与控制技术已走向实用阶段  

　　

 纳米插补将产生的以纳米为单位的指令提供给数字伺服控制器，使数字伺服控制器的

位置指令更加平滑，从而提高了加工表面的平滑性。将

“纳米插补”应用于所有插补之后，可

实现纳米级别的高质量加工。在两年一届的美国芝加哥国际制造技术（机床）展览会
（

IMTS 2010）上，发那克就展出了 30i/31i/32i/35i-MODEL B 数控系统。除了伺服控制外，

“纳米插补”也可以用于 Cs 轴轮廓控制；刚性攻螺纹等主轴功能。西门子展出的 828D 所独
有的

80bit 浮点计算精度，可使插补达到很高的轮廓控制精度，从而获得很好的工件精度。

此外，三菱公司的

M700V 系列的数控系统也可实现纳米级插补。[1]  

　　

2.机器人使用广泛  

　　

 未来机床的功能不仅局限于简单的加工，而且还具有一定自主完成复杂任务的能力。

机器人作为数控系统的一个重要应用领域，其技术和产品近年来得到快速发展。机器人的应
用领域，不仅仅局限于传统的搬运、堆垛、喷漆、焊接等岗位，而且延伸到了机床上下料、换
刀、切削加工、测量、抛光及装配领域，从传统的减轻劳动强度的繁重工种，发展到

IC 封装、

视觉跟踪及颜色分检等领域，大大提高了数控机床的工作效率。典型的产品有德国的
KUKA，FANUC 公司的 M-1iA、M-2000iA、M-710ic。[2]  
　　

3.智能化加工不断扩展  

　　

 随着计算机领域中人工智能的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度也得到不断提

高。应用自适应控制技术数控系统能够检测到过程中的一些重要信息，并自动调整系统中的
相关参数，改进系统的运行状态；车间内的加工监测与管理可实时获取数控机床本身的状
态信息，分析相关数据，预测机床状态，使相关维护提前，避免事故发生，保证其不稳定
工况下生产的安全，减少机床故障率，提高机床利用率。应用先进的伺服控制技术，伺服系
统能通过自动识别由切削力导致的振动，产生反向的作用力，消除振动。应用主轴振动控制
技术，在主轴嵌入位移传感器，机床可以自动识别当前的切削状态，一旦切削不稳定，机
床会自动调整切削参数，保证加工的稳定性。
　

4.CAD/CAM 技术的应用  

　　

 当前，为了使数控机床操作者更加便利地编制数控加工程序，解决复杂曲面的编程问

题，国际数控系统制造商将图形化、集成化的编程系统作为扩展数控系统功能、提高数控系
统人机互动性的主要途径。最新的

CAD/CAM 技术为多轴多任务数控机床加工提供了有力