工控機數(shù)控裝置的發(fā)展趨勢

80年代以來，為適應FMC、FMS、CAM、CIMS的發(fā)展需要，數(shù)控裝置采用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路，提高了柔性，功能和效率。

1)PC化:由于大規(guī)模集成電路制造技術的高度發(fā)展，PC硬件結構做得更小，CPU的運行速度越來越高，存儲容量很大。PC機大批量生產，成本大大降低，可靠性不斷提高。PC機的開放性，Windows的應用，更多的技術人員的應用和軟件開發(fā)，使PC機的軟件極為豐富。PC機功能已經很強，CAD/CAM的軟件已大量由小型機，工作站向PC機移植，三維圖形顯示工藝數(shù)據(jù)已經在PC機上建立。因此，PC機已成為開發(fā)CNC系統(tǒng)的重要資源與途徑。

2)交流伺服化:交流伺服系統(tǒng)恒功率范圍已做到1:4，速度范圍可達到1:1000，基本與直流伺服相當。交流伺服體積小，價格低，可靠性高，應用越來越廣泛。

3)高功能的數(shù)控系統(tǒng)向綜合自動化方向發(fā)展:為適應FMS、CIMS、無人工廠的要求，發(fā)展與機器人、自動化小車、自動診斷跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)等的相互聯(lián)合，發(fā)展控制與管理集成系統(tǒng)，已成為國際上數(shù)控系統(tǒng)的方向。

4)方便使用:改善人機接口，簡化編程、操作面板使用符號鍵，盡量采用對話方式等，以方便用戶使用。

5)柔性化和系統(tǒng)化:數(shù)控系統(tǒng)均采用模塊結構，其功能覆蓋面大，從三軸兩聯(lián)動的機床到多達24軸以上的柔性加工單元。

6)高精度:提高加工精度，高分1辨率旋轉編碼器必不可少。為在超精密加工領域能實現(xiàn)0.O01um的精度，必須開發(fā)超高分辨率的編碼器，O.0001um最小設定單位的NC裝置。為在加工中即使負荷變動伺服系統(tǒng)的特性也保持不變，還需采用控制和魯棒(Robust)控制。在伺服系統(tǒng)的控制中，用高速微處理器，采用基于現(xiàn)代控制論前饋控制、二自由度控制、學習控制等。其數(shù)字控制系統(tǒng)的跟蹤誤差不超過2um。

7)機械智能化:它在NC領域內是一種新技術，所謂機械智能化功能，是指機械自身可補償溫度、機械負荷等引起的機械變形的功能。這就需要檢測主軸負荷、主軸及機座變形的傳感器和處理傳感器輸出信號的電路。

8)診斷維修智能化:故障的診斷與維修是NC的重要技術。基于AI專家系統(tǒng)的故障診斷已存在，現(xiàn)今主要是建立用于診斷故障的數(shù)據(jù)庫。把NC裝置通過internet和Internet與中央計算機相連接，使其具有遠距離診斷的功能。

進一步的發(fā)展是預維修系統(tǒng)，即在故障將要發(fā)生前把將要發(fā)生故障的部件更換下來的系統(tǒng)，它需要通過智能傳感器、高速PMC及大型數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)。