开放式数控系统国内外发展现状

浅谈数控技术的现状及发展趋势摘要：随着科学技术的不断发展和创新，传统机械生产模式已经无法满足工业发展的要求。

所以，机械生产必须紧跟科学技术发展的脚步深入分析现有发展模式中存在的不足之处，并以此为基础积极的进行机械生产模式的改革与创新，才能发挥出机械生产在社会经济发展过程中的积极作用。

数控技术作为机床加工领域应用和发展的必然趋势，不仅引起了机械生产企业的高度关注，而且为机械生产模式的改革与创新指明了方向。

本文主要是就数控技术的现状与发展趋势进行了简单的阐述和分析。

关键词：机床数控；发展现状；发展趋势1、我国数控技术发展现状1.1功能复合化所谓功能复合化指的就是将多个不同的功能集中在一起，以达到促进数控设备工作和运行效率全面提升的目的。

功能复合技术在机械加工中的推广和应用，减少了数控设备非加工辅助所需的时间，促进了机械加工效率的有效提升。

此外，功能复合化不仅扩大了数控设备应用的范围，同时数控设备运行的效率也得到了显著提升，减少了机械加工企业采购数控设备的数量，帮助企业节省了大量的设备购置投入。

正是因为功能复合化已经迅速的成为当前国际最主流的数控技术，所以运用了功能复合化的数控设备不管是产品生产效率还是可靠性等各方面都有着非常显著的提升。

1.2网络化与智能化随着网络信息与人工智能时代的迅速来临，我国网络科技用户人工智能技术水平也进入了高速发展的阶段，人工智能技术与网络科技在数控技术中的应用于融合，促进了数控网络化与智能化水平的稳步提升。

网络化实际上就是在网络条件下，通过联网操作数控设备的方式，实现对数控设备远程操作的目标，促进了数控加工生产安全性与可靠性的有效提升。

此外，机械加工企业在应用了网络化技术后，可以通过在线实时监测数控设备运行状态的方式，及时的发现和解决数控设备运行过程中存在的故障隐患，降低了生产安全事故发生的几率。

智能化则主要是以网络、大数据、人工智能等相关技术为基础，推动了数控设备向无人化操作方向的发展。

数控系统发展现状数控系统（Numerical Control，简称NC）是一种以数字为基础，以电子计算机为核心的自动控制系统，可用于控制各类机械设备的运动和工作过程。

数控系统的发展已经经历了数十年的演变，目前已经取得了显著的进展和成就。

首先，数控系统的硬件和软件技术得到了极大的发展和突破。

随着高性能计算机、精密传感器、伺服系统以及先进的控制算法的出现，数控系统的运行速度、精度和稳定性得到了大大提高。

同时，数控系统的人机交互界面也变得更加友好，操作更加简便，大大提高了工作效率。

其次，数控系统的应用范围越来越广泛。

数控系统最早是在金属切割与加工领域得到应用，如车床、铣床、钻床等。

但如今，数控系统已经广泛应用于相对复杂的工作过程，如激光切割、自动化装配、立体打印等。

数控系统的快速、高效、精准的特点得到了行业的认可，成为各个领域自动化和智能化的重要工具。

此外，数控系统的网络化和大数据技术的应用也成为发展的趋势。

随着物联网和云计算技术的迅猛发展，数控系统可以通过网络进行远程监控和管理，大大方便了生产过程的追踪和优化。

同时，从数控系统中收集到的大量数据也可以通过大数据分析，得到更加准确的预测和优化模型，进一步提高生产效率和质量。

最后，数控系统的研发和应用也面临一些挑战。

首先，数控系统的成本相对较高，对中小型企业来说可能难以承受。

其次，数控系统的运维和维修需要专业技术人才，而当前相关人才短缺的问题比较严重。

此外，数控系统的网络安全问题也需要高度重视和解决。

综上所述，数控系统在硬件、软件、应用范围、网络化和大数据技术等方面都取得了重要的发展成果。

数控系统的发展对于推动工业自动化和智能化进程起到了重要作用，将持续为各个行业带来更高效、精确和灵活的生产方式。

但同时也需要面对一些挑战，需要加强人才培养和解决技术和安全问题，以推动数控系统的可持续发展。

《开放式数控系统可重构技术研究》一、引言随着制造业的快速发展，数控系统在机械加工领域的重要性日益凸显。

开放式数控系统作为数控技术发展的重要方向，其可重构性、灵活性和可扩展性成为当前研究的热点。

本文将就开放式数控系统的可重构技术进行深入研究，分析其重要性、现状及发展趋势。

二、开放式数控系统概述开放式数控系统（Open Numerical Control System，ONCS）是一种基于开放架构的数控系统，具有可重构、可扩展、模块化等优点。

与传统的封闭式数控系统相比，开放式数控系统在实现通用性、兼容性和灵活性等方面具有显著优势。

本文研究的重点在于开放式数控系统的可重构技术，该技术有助于实现系统的快速升级、功能拓展以及多轴联动控制等高级功能。

三、开放式数控系统可重构技术研究现状目前，国内外学者在开放式数控系统可重构技术方面取得了诸多研究成果。

从硬件角度来看，研究主要集中在高性能的控制器、高精度的传感器以及高效率的驱动器等方面。

从软件角度来看，研究则集中在模块化设计、多任务调度、实时性保障以及可重构算法等方面。

此外，国内外许多知名企业和研究机构都开发了各自的开放式数控系统平台，为可重构技术的研究提供了丰富的实践经验和理论基础。

四、开放式数控系统可重构技术的关键问题在开放式数控系统的可重构技术中，存在一些关键问题需要解决。

首先，如何实现系统的快速重构，以满足不同加工需求和工艺要求；其次，如何提高系统的模块化程度和兼容性，以降低系统的复杂性和维护成本；再次，如何保障系统的实时性和稳定性，以确保加工过程的顺利进行；最后，如何实现系统的智能化和自动化，以提高生产效率和加工质量。

五、开放式数控系统可重构技术的解决方案针对上述关键问题，本文提出以下解决方案：1. 优化模块化设计：通过优化模块化设计，将系统划分为多个独立的模块，每个模块具有特定的功能。

这样可以根据实际需求进行快速重构和功能拓展。

2. 引入先进的算法：通过引入先进的可重构算法和优化策略，实现系统的快速重构和实时响应。

开放式数控系统的现状与发展作者：王晓东刘宇来源：《城市建设理论研究》2013年第04期摘要：数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。

而数控系统是数控制造技术的核心是一种基于计算机控制的实时控制系统。

本文介绍了开放式数控系统的技术内容，分析了开放式数控技术发展现状，探讨了开放式数控系统的发展趋势。

关键词：开放式数控系统技术内容现状发展趋势中图分类号：S776.05 文献标识码：A 文章编号：随着现代制造业逐渐面向多品种、小批量生产方式的转变, 同时, 还有高精、高效、高速加工的需要以及企业为实现异地制造和远程诊断所需的联网功能及智能控制, 开放式数控系统已成为数控系统发展的重要方向.一、开放式数控概念的提出随着制造业的发展，中小批量生产的趋势日益增强，机械产品的机构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，对数控机床柔性、通用性提出了更高的要求，以保证制造业向着高精度、高速度、高效率、快速的市场响应、易操作性等方向发展。

传统的数控系统在结构上提供给用户有限的选择，用户无法对现有数控设备的功能进行修改以满足自己特殊的需求。

传统的数控系统是一种专用封闭式系统，它越来越不能满足市场发展的需要。

传统的数控系统的缺点如下：（1）与通用计算机不兼容，不同厂家的数控系统不兼容，甚至同一个厂家的不同系列的数控系统也不兼容；（2）各种数控系统的内部结构复杂，一旦数控系统发生故障，往往需要找生产厂家来维修，很不方便，而且大大提高了维修费用；（3）难进行升级和进一步开发；（4）专用封闭式数控系统的发展一般滞后5年左右，在计算机技术迅猛发展的今天，这是一个相当长的时间。

传统数控系统的上述特点严重制约着数控技术的发展，不能满足市场对数控技术新的要求。

针对这种情况，人们80年代就提出了开放式控制系统的概念。

早在1987年，美国开始了名为“下一代控制系统”的NGC计划，并成立了“美国国家制造科学中心”，其主要目的是在拟订并推进关于新一代开放式控制系统的详细分析规范。

数控编程的发展及国内外现状是什么？1、数控技术经过50年的2个阶段和6代的发展：第一阶段：硬件数控（NC）第1代：1952年的电子管第2代：1959年晶体管分离元件第3代：1965年的小规模集成电路第二阶段：软件数控（CNC）第4代：1970年的小型计算机第5代：1974年的微处理器第6代：1990年基于个人PC机第6代的系统优点主要有：（1）元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到5万小时以上；（2）基于PC平台，技术进步快，升级换代容易；（3）提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）；（4）对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。

目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，1年生产5万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占15％以上，再次西班牙发格，日本的三菱。

国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、广州数控等，国产数控生产厂家规模都较小。

2、数控技术发展的现状20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。

自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50多个年头。

数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专用机床，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10-20万台，产值上百亿美元。

世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。

90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。

如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。

我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。

浅谈数控技术的发展现状及趋势摘要：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。

数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。

它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。

关键字：数控技术现状趋势一、国内外数控技术的发展现状随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。

目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。

在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。

加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。

CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。

在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。

国外数控机床的发展现状
国外数控机床的发展现状可以总结为以下几个方面：
1. 技术水平不断提升：国外数控机床在技术上不断创新，不断引入先进的数控技术。

例如，采用高速切削技术、五轴联动加工技术、模块化设计和云计算等先进技术，实现了更高的加工精度和效率。

2. 自动化程度不断提高：国外数控机床的自动化程度越来越高，自动换刀系统、自动工件装卸系统、自动测量系统等成为标配。

一些国外厂商还将物联网技术应用于数控机床，实现了机床之间和机床与工厂之间的信息共享和智能化管理。

3. 工业
4.0 特征明显：国外数控机床的发展已经开始与工业4.0紧密结合。

通过采用传感器、物联网和云计算等技术，实现了机床的智能化和网络化。

机床可以通过网络连接到工厂和整个供应链，实现智能制造和智能化管理。

4. 市场需求多样化：国外数控机床市场需求多样化，从高速加工到重型加工，从航空航天到汽车制造，从模具制造到医疗设备制造等各个领域都有不同的需求。

为了满足这些需求，国外厂商不断开发和改进不同类型和规格的数控机床。

5. 环保和能源节约意识提高：国外数控机床的设计和生产越来越注重环保和能源节约。

采用节能电机、高效冷却系统、再生能源回收等技术，降低能源消耗和环境污染。

总的来说，国外数控机床的发展趋势是技术创新、自动化、智能化和环保节能化。

这些发展趋势将进一步推动数控机床产业的发展，提高加工质量和效率，满足不同行业的需求。

数控系统的研究现状及发展前景河源职业技术学院机电系　刘俊英　梁　丰[摘　要]本文介绍了数控系统的发展概况、开放式数控系统的特点及基于PC机的开放式数控系统的体系结构,论述了国内外数控系统的研究现状及未来发展前景。

[关键词]数控系统　研究现状　发展前景　开放式 0、前言数控系统是利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序实现自动控制的一种控制系统。

数控系统自1952年问世以来,随着科学技术的不断发展,已经经过了六次换代。

早期的数控系统仅用于数控机床。

自从出现了计算机数控系统后,数控系统不仅普遍用于数控机床,而且在电火花线切割、电火花成形、高压水射流切割、激光切割、快速原型制造和机器人等自动化控制领域也获得了越来越广泛的应用。

1、数控系统发展概况1946年在美国诞生了世界上第一台电子计算机。

1952年,计算机技术应用到了机床上,在麻省理工学院(M IT)诞生了第一台数控机床。

从此,数控机床的发展日新月异,到今天已经经历了两个阶段和六代:1952-1970年为数控(N C)阶段,这阶段划分为三代,即第一代电子管(1952年);第二代晶体管(1959年);第三代小规模集成电路(1965年)。

自1970年起,小型计算机用于数控系统,数控技术进入计算机数控(CN C)阶段,这是第四代数控;1974年进入第五代数控,其特征为微处理器用于数控。

前五代数控系统虽然解决了许多制造问题,但均属于封闭式结构的数控系统。

随着现代制造技术的发展,对数控系统提出了越来越高的要求。

新型的数控系统应能运用于各种计算机软硬件平台上,并提供统一风格的用户交互环境,以便用户的操作、维护和更新换代。

还应能在普及型个人计算机的操作系统上,简便地应用系统所配置的软件模块和硬件运动控制插件卡;机床制造商和用户能够方便的进行软件开发,追加功能和实现功能的个性化,使CN C系统具有PC的高速分析能力,大容量存储功能,各种软件的支撑,图文显示的优势以及联网的灵活性[1][2],显然,封闭式结构的CN C系统根本无法满足这些要求。

《开放式数控系统可重构技术研究》一、引言随着制造业的快速发展，数控技术已成为现代制造业不可或缺的核心技术。

开放式数控系统作为一种新型的数控系统，具有高度的灵活性、可扩展性和可重构性，已成为当前数控技术研究的热点。

本文将就开放式数控系统的可重构技术进行深入研究，探讨其技术特点、应用现状及未来发展趋势。

二、开放式数控系统的技术特点开放式数控系统是一种基于开放标准、模块化设计、可扩展和可重构的数控系统。

其技术特点主要表现在以下几个方面：1. 开放标准：开放式数控系统采用开放的标准和协议，使得系统具有高度的灵活性和可扩展性。

2. 模块化设计：系统采用模块化设计，方便用户根据实际需求进行定制和扩展。

3. 可重构性：系统结构具有可重构性，能够适应不同类型和规模的加工需求。

4. 高性能：系统具有高精度、高速度、高效率的特点，能够满足复杂加工的需求。

三、可重构技术研究现状可重构技术是开放式数控系统的核心技术之一，其主要研究内容包括系统架构、硬件设计、软件编程和系统集成等方面。

目前，国内外学者对可重构技术进行了广泛的研究，取得了一定的成果。

在系统架构方面，研究者们提出了多种可重构数控系统的架构，如分层式、模块化、分布式等。

这些架构能够有效地提高系统的可重构性和灵活性。

在硬件设计方面，研究者们关注于如何设计高效的硬件接口和控制器，以提高系统的性能和可靠性。

同时，为了方便用户进行系统扩展和定制，研究者们还设计了一系列易于使用的硬件模块。

在软件编程方面，研究者们主要关注于如何实现高效、稳定、可靠的编程环境和编程工具。

同时，为了方便用户进行系统开发和维护，研究者们还开发了一系列编程语言和开发工具。

在系统集成方面，研究者们致力于将硬件和软件进行有机集成，以实现系统的整体性能最优。

同时，为了方便用户进行系统调试和维护，研究者们还开发了一系列系统集成工具和技术。

四、可重构技术的应用可重构技术在开放式数控系统中的应用非常广泛。

首先，它可以方便地实现系统的升级和扩展，以满足不断变化的加工需求。

开放式数控系统概述1.传统的数控系统存在的问题标准的软件化、开放式控制器是真正的下一代控制器。

传统的数控系统采用专用计算机系统，软硬件对用户都是封闭的，主要存在以下问题：（1）由于传统数控系统的封闭性，各数控系统生产厂家的产品软硬件不兼容，使得用户投资安全性受到威胁，购买成本和产品生命周期内的使用成本高。

同时专用控制器的软硬件的主流技术远远地落后于PC的技术，系统无法“借用”日新月异的PC技术而升级。

（2）系统功能固定，不能充分反映机床制造厂的生产经验，不具备某些机床或工艺特征需要的性能，用户无法对系统进行重新定义和扩展，也很难满足最终用户的特殊要求。

作为机床生产厂希望生产的数控机床有自己的特色以区别于竞争对手的产品，以利于在激烈的市场竞争中占有一席之地，而传统的数控系统是做不到的。

（3）传统数控系统缺乏统一有效和高速的通道与其他控制设备和网络设备进行互连，信息被锁在“黑匣子”中，每一台设备都成为自动化的“孤岛”，对企业的网络化和信息化发展是一个障碍。

（4）传统数控系统人机界面不灵活，系统的培训和维护费用昂贵。

许多厂家花巨资购买高档数控设备，面对几本甚至十几本沉甸甸的技术资料不知从何下手。

由于缺乏使用和维护知识，购买的设备不能充分发挥其作用。

一旦出现故障，面对“黑匣子” 无从下手，维修费用十分昂贵。

有的设备由于不能正确使用以致于长期处于瘫痪状态，花巨资购买的设备非但不能发挥作用反而成了企业的沉重包袱。

在计算机技术飞速发展的今天，商业和办公自动化的软硬件系统开放性已经非常好，如果计算机的任何软硬件出了故障，都可以很快从市场买到它并加以解决，而这在传统封闭式数控系统中是作不到的。

为克服传统数控系统的缺点，数控系统正朝着开放式数控系统的方向发展。

目前其主要形式是基于PC的NC，即在PC的总线上插上具有NC功能的运动控制卡完成实时性要求高的NC内核功能，或者利用NC与PC通讯改善PC的界面和其他功能。

这种形式的开放式数控系统在开放性、功能、购买和使用总成本以及人机界面等方面较传统数控有很大的改善，但它还包含有专用硬件、扩展不方便。

国外数控技术发展现状
目前，国外数控技术正在迅猛发展。

尤其是在工业制造领域，数控技术已经成为生产和加工的主要方式。

首先，国外数控技术在汽车制造业取得了巨大的突破。

采用数控机床和数控系统可以实现汽车零部件的高精度加工，提高了产品质量和生产效率。

同时，数控机床的柔性化生产模式也使得汽车制造商能够更快地调整生产线和加工工艺，以适应市场需求的变化。

其次，在航空航天领域，国外数控技术也发挥着重要作用。

航空航天产品对精度和质量要求极高，而数控技术能够满足这些需求。

通过数控机床，可以实现航空航天零部件的高精度加工和装配，提高产品可靠性和安全性。

此外，国外数控技术在医疗设备制造、电子产品生产和能源领域也得到广泛应用。

通过数控机床和数控系统，可以实现医疗设备的高精度制造和装配，提高医疗服务的质量和水平。

在电子产品生产中，数控技术能够实现高密度电路板的精细加工，提高产品性能和稳定性。

同时，在能源领域，数控技术可以用于风力发电机组的制造和维护。

总体而言，国外数控技术的发展已经达到了一个新的高度，不仅在制造业领域得到广泛应用，而且在提高生产效率和产品质量方面也取得了重大突破。

随着技术的不断创新和进步，相信国外数控技术的发展潜力仍然巨大。

数控技术对传统机械制造业的渗透产生了机电一体化产品：数控机床。本文介绍当前国内外NC技术的现状，包括开放体系结构的采用、高精高速高效功能的提高、软件数字伺服技术以及网络系统的发展等。然后介绍NC技术在集成化、网络化、智能化及数字化等的发展趋势。为了把我国NC产业搞上去，本文提出发展NC产业要注重系统配套、可靠性、重视创新和加强服务的一些对策。 数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品；其技术范围复盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术：(6)软件技术等。计算机对传统机械制造产业的渗透，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业具有广阔的发展天地。 一，数控技术国内外现状： 1 开放结构的发展 数控技术从发明到现在，已有近50年的历史。按照电子器件的发展可分为五个发展阶段：电子管数控，晶体管数控，中小规模IC数控，小型计算机数控，微处理器数控；从体系结构的发展，可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC数控系统，后者也称为软数控系统：从伺服及控制的方式可分为步进电机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统。 数控系统装备的机床大大提高了加工精度、速度和效率。人类发明了机器，延长和扩展人的手脚功能：当出现数控系统以后，制造厂家逐渐希望数控系统能部分代替机床设计师和操作者的大脑，具有一定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进数控系统， 同时也希望系统具有图形交互、诊断功能等。首先就要求数控系统具有友好的人机界面和开发平台，通过这个界面和平台开放而自由地执行和表达自己的思路。这就产生了开放结构的数控系统。机床制造商可以在该开放系统的平台上增加一定的硬件和软件构成自己的系统。目前，开放系统有两种基本结构：(1)CNC+PC主板：把一块PC主板插入传统的CNC机器中，PC板主要运彳¨F实时控制，CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制。(2)PC+运动控制板：把运动控制板插入PC机的标准插槽中作实时控制用，而PC机主要作非实时控制。开放结构在90年代初形成；对于许多熟悉计算机应用的系统厂家，往往采用第(2)方案。但目前主流数控系统生产厂家认为数控系统最主要的性能是可靠性，象PC机存在的死机现象是不允许的。而系统功能首先追求的仍然是高精高速的加工。加上这些厂家长期已经生产大量的数控系统：体系结构的变化会对他们原系统的维修服务和可靠性产生不良的影响。因此不把开放结构作为主要的产品，仍然大量生产原结构的数控系统。为了增加开放性，主流数控系统生产厂家往往采用(1)方案，即在不变化原系统基本结构的基础上增加一块PC板，提供键盘使用户能把PC和CNC联系在一起，大大提高了人机界面的功能比较典型的如FANUC的150/160／180／210系统。有些厂家也把这种装置称为融合系统(fusion system)。由于它工作可靠，界面开放，越来越受到机床制造商的欢迎。 2 软件伺服驱动技术 伺服技术是数控系统的重要组成部分。广义上说，采用计算机控制，控制算法采用软件的伺服装置称为“软件伺服”。它有以下优点：(1)无温漂，稳定性好。(2)基于数值计算，精度高。(3)通过参数对设定，调整减少。(4)容易做成ASIC电路。70年代，美国GATTYS公司发明了直流力矩伺服电机，从此开始大量采用直流电机驱动。开环的系统逐渐由闭环的系统取代。但直流电机存在以下缺点：(1)电动机容量、最高转速、环境条件受到限制；(2)换向器、电刷维护不方便。交流异步电机虽然价格便宜、结构简单，但早期由於控制性能差，所以很长时间没有在数控系统上得到应用。随着电力电子技术的发展，1971年，德国西门子的Blaschke发明了交流异步机的矢量控制法；1980年，德国人Leonhard为首的研究小组在应用微理器的矢量控制的研究中取得进展，使矢量控制实用化。从70年代末，·数控机床逐渐采用异步电机为主轴的驱动电机。如果把直流电机进行“里翻外”的处理，即把电驱绕组装在定子，转子为永磁部分，由转子轴上的编码器测出磁极位置，这就构成了永磁无刷电机。这种电机具有良好的伺服性能。从80年代开始，逐渐应用在数控系统的进给驱动装置上。为了实现更高的加工精度和速度，90年代，许多公司又研制了直线电机。它由两个非接触元件组成，即磁板和线卷滑座：电磁力直接作用于移动的元件而无需机械连接，没有机械滞后或螺距周期误差，精度完全依赖于直线反馈系统和分级的支承，由全数字伺服驱动，刚性高，频响好，因而可获得高速度。但由于它的推力还不够大，发热，漏磁及造价也影响了它的广—泛应用。对现代数控系统，伺服技术取得的最大突破可以归结为：交流驱动取代直流驱动、数字控制取代模拟控制、或者把它称为软件控制取代硬件控制。这两种突破的结果产生了交流数字驱动系统，应用在数控机床的伺服进给和主轴装置。由于电力电子技术及控制理论、微处理器等微电子技术的快速发展，软件运算及处理能力的提高，特别是DSP的应用，使系统的计算速度大大提高，采样时间大大减少。这些技术的突破，使伺服系统性能改善、可靠性提高、调试方便、柔性增强。大大推动了高精高速加工技术的发展。 3 CNC系统的连网 数控系统从控制单台机床到控制多台机床的分级式控制需要网络进行通信；网络的主要任务是进行通信，共享信息。这种通信通常分三级：(1)工厂管理级。一般由以太网组成。(2)车间单元控制级。一般由DNC功能进行控制。通过DNC功能形成网络可以实现对零件程序的上传或·F传：读、写CNC的数据： PLC数据的传送；存贮器操作控制；系统状态采集和远程控制等。更高档次的DNC还可以对CAD／CAM/CAPP以及CNC的程序进行传送和分级管理。CNC与通信网络连系在一起还可以传递维修数据，使用户与NC生产厂直接通信：进而，把制造厂家连系一起，构成虚拟制造网络。(3)现场设备级。现场级与车间单元控制级及信息集成系统主要完成底层设备单机及工／0控制、连线控制、通信连网、在线设备状态监测及现场设备生产、运行数据的采集、存储、统计等功能，保证现场设备高质量完成生产任务，并将现场设备生产运行数据信息传送到工厂管理层，向工厂级提供数据。同时也可接受工厂管理层下达的生产管理及调度命令并执行之。因此，现场级与车间级是实现工厂自动化及CIMS系统的基础。传统的现场级大多是基于PLC的分布式系统。其主要特点是现场层设备与控制器之间的连接是一对一，即一个I/0点对设备的一个测控点。所谓工／0接线方式为传递4—20ma(模拟量信息)或24VDC(开关量信息)。这种系统的缺点是：信息集成能力不强、系统不开放、可集成性差、专业性不强、可靠性不易保证、可维护性不高。现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。因此，现场总线是面向：f厂底层自动化及信息集成的数字网络技术。现场总线技术的主要特点为：它是数控系统通信向现场级的延伸、数字化通信取代4—20ma模拟信号、应用现场总线技术，要求现场设备智能化(可编程或可参数化)：它集现场设备的远程控制、参数化及故障诊断为一体：由于现场总线具有开放性、互操作性、互换性、可集成性，因此是实现数控系统设备层信息集成的关键技术。它对提高生产效率、降低生产成本非常重要。目前在工业上采用的现场总线有Profibus-DP，SERCOS，JPCN-1，Deviconet，CAN，hterbus—S，Marco等。有的公司还有自己的总线，比如FANUC的FSSB，工／OLINK(相当于JPCN—1)，YASKAW^的MOTIONLINK等。目前比较活跃的是Prof主bus-DP，为了允许更快的数据传送速度，它由0S工的七层结构省去3-7层构成。西门子最新推出802D的伺服控制就是由Profibus-DP控制的。 4 功能不断发展和扩大 NC技术经过50年的发展，已经成为制造技术发展的基础。这里以FANUC最先进的CNC控制系统15i／150i为例说明系统功能的发展。这是一台具有开放性，4通道、最多控制轴数为24轴、最多联动轴数为24轴、最多可控制4个主轴的CNC系统。其快移速度与分辨率关系如下表。 快速移动速度m／min 分辨率 L1m 240 1 100 0．1 10 0．01 l 0．001 它的技术特点反映了现代NC发展的特点： 1 开放性： 系统可通过光纤与PC机连接，采用Window兼容软件和开发环境。功能以高速、超精为核心，并具有智能控制。特别适合於加工航空机械零件，汽车及家电的高精零件，各种模具和复杂的需5轴加工的零件。15i／150主具有高精纳米插补功能；即使系统的没定编程单位为1um，通过纳米插补也可提供给数字伺服以lnm为单位的指令，平滑了机床的移动量，提高了加工表面光洁度，大大减少加工工表面的误差。当分辨率为o．oolmm时，快速可达240m/min速度；系统还具有高速高精加工的智能控制功能：(1)预计算出多程序段刀具轨迹，并进行预处理。(2)智能控制，计及机床的机械性能，可按最佳的允许进给率和最人的允许加速度J：作，使机床的功能得到最大的发挥。以便降低加工时间，提高效率，同时提高加工精度。(3)系统可在分辨率为1nm时工作，适用於控制超精机械。 2 高级复杂的功能： 15i／150i可进行各种数学的插补，如直线、圆弧、螺旋线、渐开线、螺旋渐开线、样条等插补。也可以进行NURBS(Non uniform rat主ona!B spline)插补。采用NURBS插补可以人人减少NC程序的数据输入量，减少加工时间，特别适用模具加工。NURBS插补不需任何硬件。 3 强力的联网通信功能。适应工厂自动化需要，支持标准FA网络及DNC的连接。 (1)工厂干线或控制层通信网络：由PC机通过以太网控制多台15i／150i组成的加工单元，可以传送数据、参数等。 (2)设备层通信网络：15㈠150i采用I／0 LINK(与日本标准JPCN—1相对应的一种现场总线。（3）通过RS—485接口传送工／0信号：或且也可采用Prellbus—DP(符合欧洲1标准EN50170)以12Mbps进行高速通信。 4 具有高速内装的PMC(有的厂商称为PLC)， 以减少加工的循环的时间： (1)梯形图和顺序程序由专用的PMC处理器控制，这种结构可进行快速大规模顺序控制。(2)基本PMC指令执行时间为：0．085ps；最大步数：32，000步。(3)可以用C语言编程；32位的C语言处理器可作为实时多任务运行；它与梯形图计算的PMC处理器并行工作。(4)可在PC机上进行程序开发。 5.先进的操作：性和维修性。(1)具有触摸面板，容易操作。(2)可采用存储卡改变输入输 二、数控技术的发展趋势 1、智能化 2、网络化 3、集成化 4、微机电控制系统 5、数字化 三、我国数控产业发展的思考 1、注重系统配套 2、注重产品的可靠性 3、提倡创新，加强服务

浅谈数控技术的国内外分析与发展趋势的展望摘要：新中国成立后，我国的工业化在六十多年的时间里得到长足发展，在日新月异的全球化潮流中勇创佳绩，已经成为了拥有独立且最为完整工业体系的国家。

“十四五”规划，我国开启了全面建设社会主义现代化国家新征程，也是我国制造强国建设的关键五年，我国的工业化正在逐步向“内生增长、创新驱动、智能绿色、协同开放”方向加快升级转变。

工业的发展离不开制造业的不断革新进步，而制造业又是我国的经济支柱性产业。

在“中国制造”向“中国智造”不断前行的征途上，对科学技术的依赖性越来越强，制造业潜能不断被发掘，数控技术就是推动制造业向智能化方向进一步发展的催化剂。

关键词：数控技术；现状；发展趋势数控技术是先进制造技术的核心，是在机械制造业中新兴的综合性技术，集合了微电子和计算机技术、信息处理技术、精密检测技术、自动控制技术、光机电技术、网络通信技术等高新技术于一体，不断推动传统制造业转型升级，同时也对数控技术不断优化提出新要求。

谋求进步就要理清发展脉络，本文将浅谈数控技术的发展现状，并对未来发展趋势做出合理预测。

一、数控技术的发展现状分析（一）国外数控技术发展自上世纪九十年代中期开始，国外数控技术大致经历了两阶段式发展。

第一阶段称为NC（Number control即数字控制），是由操作者自己运用文本符号等编程进而实现机器自动化运行。

第二阶段称为CNC（Computer number control即计算机数值控制），是通过计算机中高效的系统控制软件进行机器运行数值计算，直接发出运行和控制指令。

1952年，在美国麻省理工学院研制成功的电子管数控系统开启先河，随后又创造出晶体管数控系统，但由于装备零件昂贵难以得到广泛推广，科学家开始向集成电路控制系统研究，并在之后生产出小型计算机、微型计算机数控系统，随着信息处理技术和精度控制技术的不断发展，创造出开发式数控系统，不仅能够在不同平台运行，还可以与其他系统相互配合实现操作目标。

开放式数控系统概述开放式数控系统是一种灵活、可扩展和可定制的数控系统，它允许用户自由地访问和修改系统的硬件和软件资源。

与传统的封闭式数控系统相比，开放式数控系统具有更高的自由度和可定制性，可以满足不同用户的特定需求。

特点硬件开放性开放式数控系统的硬件是开放的，用户可以自由选择和配置硬件设备，不受束缚于特定的硬件厂商。

这意味着用户可以根据自己的需要和预算，选择性价比更高的硬件设备，并根据实际情况进行升级和扩展。

软件开放性开放式数控系统的软件是开放的，用户可以自由地访问、修改和定制软件。

这样一来，用户可以根据自己的需求和工艺要求，进行深度定制，实现更高的精度、更快的速度和更复杂的功能。

易于集成由于开放式数控系统的开放性，它非常容易与其他系统进行集成。

用户可以通过各种接口和协议，将数控系统与其他设备和软件进行连接，实现信息的共享和交互，提高生产效率和自动化水平。

易于维护和升级开放式数控系统的维护和升级非常简单。

由于用户可以自由访问和修改系统的软硬件资源，当系统出现故障或需要升级时，用户可以直接进行修复或升级，而不需要依赖专业技术人员。

应用场景制造业在制造业中，开放式数控系统的应用非常广泛。

用户可以根据自己的产品需求和生产工艺，选择和定制数控系统，以实现高精度、高效率和高稳定性的加工。

创客和个人工作室对于创客和个人工作室来说，开放式数控系统是一种非常理想的选择。

其开放性和可定制性，能够满足创客们不同的需求和创意，帮助他们实现各种创新和创意。

教育和培训开放式数控系统也在教育和培训领域得到了广泛应用。

学生和培训人员可以通过学习和使用开放式数控系统，了解数控技术的原理和应用，提高他们的技术水平和创新能力。

开放式数控系统的发展趋势开放式数控系统在未来有很大的发展潜力和广阔的市场前景。

随着制造业的发展和技术的进步，对数控系统的需求也越来越高。

开放式数控系统能够满足不同用户的需求和工艺要求，具有更好的灵活性和可扩展性。

开放式数控技术及其在我国的发展状况开放式数控技术及其在我国的发展状况类别：传感与控制开放式数控系统的设计思想诞生于20世纪80年代，近30年的研究取得了巨大的进展，已建立了基于互操作和分级式软件模块的开放体系结构标准规范。

从90年代开始，国内一些研究单位也投入了一定量的资金和人力进行开放式数控系统的研究工作。

根据电器与电子工程师协会(Institute Electronics Engineers，IEEE)对开放式数控系统的定义，开放式系统应该提供这样一些功能：它们能使应用程序在不同厂商的各种平台上运行，能支持与其他系统应用的相互操作，并且具有用户界面的一贯形式。

简单地说，开放式系统应该具有可移植性、可互操作性和一致性。

不言而喻，“开放性”是该技术的最主要的特征。

从技术角度上，“开放性”可以为3类：数控系统软件的开放性、加工数据模型的开放性和硬件实施平台的开放性。

图1所示的树形图可描述开放式数控系统开放性的技术分支，从中可以清楚地看出开放式数控系统的关键技术。

本文将分别从“软件的开放性”、“加工数据模型的开放性”和“硬件实施平台的开放性”等方面，介绍各领域内的关键技术、国内的研究现状和存在的问题，并提出解决方法和建议，与同行交流和共享。

系统软件的开放性从本质上说，开放式数控系统的开放性得益于软件，而软件开放性中最重要的是数控系统的开放式体系结构。

它包括系统的硬软件组成部件的划分和各部件间的连接与约束(如拓扑关系、同步关系和通讯协议等)。

CNC系统的体系结构不仅为系统的分析、设计和制造提供参考框架，也是指导系统在整个生存期内进行扩展、更新、维护和二次开发的基础，是整个系统的灵魂，是开放性实现的根源。

图1 开放式数控系统开放性的技术分支 1 体系结构的研究到目前为止，世界上已有几个组织开展了开放结构控制器体系结构的研究工作，比较有影响的是欧洲的OSACA(Open System Architecture for Controls Within Automation System)、美国的OMAC(Open Modular Architecture Controller)和日本的OSEC(Open System Environment for Controller)。