序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇智能化數控系統范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

【關鍵詞】智能化；數控技術；調度；實際應用

前言

在現代制造系統中，追求的是高速、高精度、高可靠性，那么數控系統正好可以追求目標，數控系統的研發、及應用推廣、人才培養必將會使制造業自動化得到全面的實現，為提高企業生產水品和現代化水平夯實牢固的基礎。智能化數控系統是集制造科學、計算機科學、自動控制理論及圖形技術、檢測、監控技術等多學科的綜合，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，在制造行業中起著舉足輕重的作用，為制造行業的未來發展指明了方向。

1調度在日常工作中的職能

1.1維持運行正常、保證生產穩定

在很多行業中，編制生產計劃和生產工作計劃，由于人為因素，無論多么周密的考慮，多么具體的安排，也不可能預料到實際生產過程中的各種變化。實際生產過程中，情況十分復雜，不可預料，有人為的不安全因素，也有物的不安全狀態，這都是問題出現的根源。一旦出現這些問題，就會造成生產波動，甚至造成生產過程中斷，被迫停車，生產難于完成。作為調度就是要及時了解掌握各種不利因素。組織各有關部門、有關人員消除隱患，處理解決這些意外因素，以保證生產長期、穩定、安全運行，保證任務的完成。如果沒有生產調度的指揮調度，要想及時解決生產過程中隨時出現的問題，維持生產過程的正常運行，是非常困難的。

1.2收集有關數據、關注生產動態

生產調度不單要組織實現生產任務，在生產過程中，會有很多安全、工藝、設備、質量、環保、供應、銷售、服務等方面的變化因素和許多波動的數據，需要準確及時地記錄下來，這是一項繁瑣但十分重要的基礎工作。有了這些準確的數據和變化情形，才能夠為各級領導、各部門了解生產、指揮生產提供分析的材料依據，可作為日后學習經驗的有用材料。這些無非會加大調度的工作量。智能化數控系統會有效地解決這些問題。

1.3協調生產關系、貫徹領導指示

現代企業生產逐步趨向專業加工、深度加工，管理層分類過多。因此，協調好各項生產關系，對保證生產過程能夠正常運行起著決定性的作用。這就要求調度在生產中要把各級領導對生產管理的指示，均通過生產調度傳達下去，然后反饋給各級領導，等待他們的分析。

2智能化數控系統

數控技術，是一種采用計算機數字化運算、處理，并通過高性能的驅動單元對機械加工過程中各種信息進行控制。當前數控技術已大量應用于機械加工裝備，其中數控機床最為典型而得到廣泛的應用。當前數控系統雖然具有高速、高精度、高可靠性的性能，但這些遠遠不能滿足現代化的需求，所以智能化功能將成為未來數控系統的發展趨勢，如加工運動規劃、推理、決策能力以及加工環境的感知能力、智能數據庫、制造網絡通信能力、智能監控、智能編程等。

智能化是21世紀制造技業追求的一個大方向。隨著信息技術日益更新，發展飛速，智能化的概念開始逐漸滲透到各行各業以及我們生活中的方方面面，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、工藝參數自動生成、學習控制、自適應控制、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且具有一定的人性化設計，并裝有故障診斷專家系統使故障監控、自診斷和功能不斷完善。可以熟練的應用到不同的行業領域，不出現任何錯誤。

那么智能化數控系統，就是所謂的模擬人的智能，讓整個生產過程更加人性化。在數控系統中包含著模擬、延伸、擴展的智能行為的運行程序，如自學習、自識別、自規劃、自修復、自繁殖等。智能數控系統通過對加工精度和效率的物理量進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統的內部狀態及外部環境，通過對這些微量的變化，快速的智能決策，做出實現最佳目標的方案，并應用于后續生產。如對進給快慢、切削深淺、坐標移動、主軸轉動快慢等工藝參數進行實時控制，在最佳狀態下，使機床實現加工過程。

3智能化數控系統在調度方面的幾點應用

3.1協助調度有效排查故障

實際運行過程中的調度，經常會遇到一些意想不到的事件，如發生信號誤傳，電流波動或電壓不穩等，在日常的主站系統中出現這種這些事件，是無法有效跟蹤的，而且由于出現的不規律性，增加了工作人員的辨別難度，甚至是無從下手。沒法做出處理。

智能化數控系統可以對這些事件進行長時間監控跟蹤，并通過實時記錄形成相應的事件。工作人員便可以通過該系統進行詳細辨識，并可通過事件快速定位至原始報文，查找故障發生源。因為保存了全部的歷史數據，使工作人員查找故障時能有詳細的資料作為參考。

3.2對生產質量進行分析

由于智能化數控系統得到的數據等同于調度主站得到的數據，那么該系統分析出來的誤碼基本上是生產的真實情況。在運行過程中，由誤碼統計或幀簡析列表都可以看得出生產的質量。這樣工作人員，調度就可以第一時間發現問題，并及時做出處理，使生產恢復正常，保證生產質量，保證生產穩定。

3.3消除更多的缺陷和誤差

在整個調度系統中，由于設備種類比較多，而且各個廠家也不一樣，對控制的理解可能也存在一定的差異，就連同一種設備也是不同地區有不一樣的執行方法。

微小的差異可能不會對系統造成太大的影響，但是卻會蘊含著一些明顯的缺陷，有時會導致時間順序記錄對時誤差偏大。那么，這些微小的差異就可以通過智能化數控系統記錄下來來，讓問題得到更好的解決。

4智能化數控系統目前的實例效果

目前很多廠家都應用了智能數控系統，得到了各界的好評，并且還在開發和完善智能化數控系統。所以，調度方面智能化數控系統的投入使用，將使了一些調度業務和制度流程規范并固化，減少人為因素在業務處理過程當中的影響，提高工作效率。從總體使用情況來看，在調度運行管理、設備檢修審批流程管理方面，能夠提高綜合管理水平，實現調度運行管理日志電子化，新設備投產審批和設備檢修可以全部在網上流轉。

5結束語

智能化數控技術的應用為制造行業帶來了革命性的變更，不但給傳統制造業提供了技術指導，使應用行業實現工業化，而且隨著數控技術的智能化不斷進步和運用領域的擴大，智能化數控系統將會在一些重要行業如：IT、電網、輕工、化工行業等的發展起著越來越大的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。智能化數控系統的運用，可以為生產行業精簡人員，減少工人們的勞動量，減少事故發生率，提高生產效率，為制造業減少大量的開支。相信智能化數控系統必將給調度方面帶來革新。

參考文獻：

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關鍵詞：自動編程；實時防碰撞；故障預警與診斷；智能機床。

1 引言

數控機床是數字化控制技術與精密制造技術有機結合的機電一體化產品，是關系到國家戰略地位和體現綜合國力水平的戰略性物資，其水平高低和擁有量是衡量一個國家工業現代化的重要標志。數控機床產業是國民經濟發展的基礎裝備產業，是裝備制造業中的重中之重。數控系統就是數控機床的“大腦”，隨著裝備制造業的飛速發展，對數控系統的要求將會越來越多，包括數控系統的信息化處理，智能化、網絡化應用等。將自動編程技術，防碰撞技術以及一些特殊算法及特殊工藝集成到數控系統中進行可行性研究，以實現數控系統的智能化升級，從而提高產品自身的性價比、 滿足國民經濟增長對數控機床發展的需要。

2 智能化數控系統的功能

（1）能夠精確地顯示刀具運動，直觀顯示銑削，以及深孔鉆削等工序時的排屑和斷屑機理等動態過程。

（2）知曉自身的加工能力/條件，并且能與操作人員交流，共享這些信息；

（3）可以通過短信的形式將報警信息、機床維護信息通知服務人員，從而大大縮短了客戶等待服務的時間。

（4）能夠自動監測和優化自身的運行狀況；

（5）具備自學習與提高的能力；

（6）符合通用的標準，機器之間能夠無障礙的進行交流。

與普通數控系統的主要區別在于，智能化數控系統除了具有數控加工功能外，還具有感知，推理，決策，學習等智能化功能。

3數控系統的智能化升級

智能化數控系統主要通過、實時防碰撞、自動編程、故障預警與診斷等功能來提高機床的加工精度、效率，同時降低人工成本、制造成本。

3.1自動編程

智能化數控系統的工藝規劃與編程應綜合考慮數控機床結構、加工工件形狀、工藝系統的物理特性和加工環境，優化加工參數和運動軌跡，從而保證加工質量和提高加工效率，智能編程需要逐步積累經驗與知識，建立相應的數據庫和知識庫。在數控系統上實現基于特征的自動編程功能，是數控系統領域的技術突破，代表了數控編程技術的發展方向。開發基于特征識別的自動編程系統，其主要包括以下幾個方面：

①. 研究智能特征識別技術，實現能夠從零件3D模型中自動識別出車削回轉體零件的典型加工特征

②. 建立工步排序經驗知識庫，實現智能工藝路線規劃模塊。

③. 集成刀具管理模塊和工藝參數支持模塊。

④. 實現工步排序經驗知識庫的自學習。

⑤. 實現經驗庫的提取和合并功能，并開發一套基于網絡的智能接口，實現機床與機床、機床與網絡服務器之間的經驗分享。

3.2 實時防碰撞

在數控系統上實現實時防碰撞技術是保障加工安全的重要方法。加工過程中一旦發生碰撞，輕則損壞刀具和工件，重則損壞工作臺面甚至主軸，造成機床的損傷。

要實現實時防碰撞功能，不但要知道刀具當前的位置，還要知道刀具的運動趨勢，及刀具在下一段的運動軌跡，對下一段刀具軌跡掃掠面形成的實體與工件及夾具等做碰撞干涉檢測，快速判斷是否發生碰撞，如果發生碰撞，通知系統做相應處理。

①. 開發機床、工件及工夾具的三維模型導入功能，確定機床的碰撞風險區域，以此為基礎實現系統對加工過程中可能發生碰撞的提前預測，并通過報警提示用戶或者停止加工。

②. 實現在手動操作機床時對可能發生的碰撞進行保護，當刀具進入碰撞風險區域時，系統將禁止其進入，并報警提示。

3.3 故障預警與診斷

數控系統上通過圖形化的智能預警和診斷功能，應用通過對機床設備狀態的實時監測，對機床的故障隱患和精度損失進行分析預測，并以圖形化的方式對用戶進行提示和診斷引導。該功能將每一部件的I/O點狀態、電氣或機械原理通過圖形方式展現出來，便于用戶直觀地監控其工作狀態，診斷相應的電氣故障，如圖1所示對數控車床頂尖的診斷圖形化界面。系統將基于系統底層信息實現網絡化的智能接口，支持遠程的診斷應用。這一系列的手段可以保證用戶盡可能地減少停機時間，降低維護成本，保證系統的精度、動態性能的持續維護，讓機床維持良好的工作狀態。主要包括以下研究內容：

①. 系統可基于一系列系統數據和設備信號的采集，系統內置的數據分析和預測技術可以對主軸及進給系統過載等異常情況進行預警，并通過圖形化的方式提示用戶進行相應的維護和修正，可以大大降低故障和報警實際發生的概率。

②. 在發生故障時，系統將彈出相應故障的警示圖標，用戶可以通過圖形化的智能診斷功能，根據故障診斷經驗知識庫，按照系統提示一步一步進行故障排除。

③. 實現遠程診斷接口支持，如果用戶無法排除，還可以通過可擴展的智能接口向機床售后部門發出遠程協助請求，機床制造商的專家可以通過遠程診斷軟件幫助用戶定位故障，并向用戶給出故障排除方案甚至直接遠程修復。

④. 實現針對精度校準、性能修復、耗材補充等維護工作的預警提示。

參考文獻

[1] 張興旺.數控化發展趨勢-智能化數控系統[M].科海故事博覽.科教創新，2009（4）.

[2] 吳寶海，張瑩，羅明，李山.現代數控機床的智能化發展及應用[M].航空制造技術，2008（17）.

[3] 領木正人，宮田昌典，徐旭初.數控機床的防碰撞系統[M].制造技術與機床2007（11）.

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一、世界上數控技術發展的趨勢主要有如下幾個方面。

1.高精度、高速度的發展趨勢

盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢，但是科學技術的發展是沒有止境的，高精度、高速度的內涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發展。

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

2. 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。

3.智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。

目前許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

二、我國數控技術發展的戰略思考

1.戰略考慮

我國是制造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國制造業將進一步“空芯”。我們以資源、環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代制造業的發展進程。

我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題，首先從社會安全看，因為制造業是我國就業人口最多的行業，制造業發展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業的壓力，保障社會的穩定；其次從國防安全看，西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質，對我國實現禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。

2.發展策略

從我國基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現制造裝備業的跨躍式發展。

強調市場需求為導向，即以數控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等）帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件（數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品；沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。

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【關鍵詞】數控技術；發展；應用

裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業的使能技術和最基本的裝備。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

一、國內外數控技術發展狀況

世界制造業在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復，曾一度幾乎快成為夕陽工業，所以美國人首先提出了要振興現代制造業。90年代的全世界數控機床制造業都經過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經過較大變動，從90年代初開始已出現明顯的回升，在全世界制造業形成新的技術更新浪潮。如德國機床行業從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同，生產任務飽滿。

我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展的階段，許多機床廠從傳統產品實現向數控化產品的轉型。但總的來說，技術水平不高，質量不佳，所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整，經歷了幾年最困難的蕭條時期，那時生產能力降到50％，庫存超過4個月。從1995年“九五”以后國家從擴大內需啟動機床市場，加強限制進口數控設備的審批，投資重點支持關鍵數控系統、設備、技術攻關，對數控設備生產起到了很大的促進作用，尤其是在1999年以后，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。從2000年8月份的上海數控機床展覽會和2001年4月北京國際機床展覽會上，也可以看到多品種產品的繁榮景象。

二、數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。

2.1高速、高精加工技術及裝備的新趨勢：效率、質量是先進制造技術的體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。

在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。

為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。

2.25軸聯動加工bsp：采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。

在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。

2.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢：21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。

數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。

網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“IT plaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

三、結語

當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多市場的適應能力和競爭能力，并將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資。隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，它對國民經濟的發展起著重大的推動作用，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

參考文獻

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【論文摘要】：隨著計算機業的快速發展，數控技術也發生了根本性的變革，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術，文章結合國內外情況，分析了數控技術的發展趨勢。

1. 引言

數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現代機械制造技術、微電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現的，是實現自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網絡化的基礎，是現代機床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。

2. 國內外數控系統的發展概況

隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理。

長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

3. 數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。從目前世界上數控技術發展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：

3.1 高精度、高速度的發展趨勢

盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢，但是科學技術的發展是沒有止境的，高精度、高速度的內涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發展。

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

3.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。 轉貼于

3.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。

目前許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

4. 結束語

隨著人們對數控技術重視，它的發展越發迅速。文中簡要陳述當前的發展趨勢，另外數控技術的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發展空間。

參考文獻

[1] 王立新. 淺談數控技術的發展趨勢[J]. 赤峰學院學報. 2007.

[2] 董淳. 數控系統技術發展的新趨勢[J]. 可編程控制器與工廠自動化. 2006.

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關鍵詞：機械制造 智能化 趨勢 問題

機械制造業的發展將會直接影響到我國國民經濟各部門的發展，以及國計民生、國防力量的強大。制造業，尤其是機械制造業與高技術的關系中，存在著兩種發展趨勢，一是智能化科技極大的改變著制造業，二是制造業正在全方位的走向智能化。

1、機械制造技術的發展

在現代制造系統中，數控技術為關鍵技術，其集計算機、信息處理、微電子、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，有著高精度、高效率、柔性自動化等優勢，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著重要的作用。當前，數控技術正在發生根本性的變革，由專用型封閉式的開環控制模式向通用型開放式的實時動態全閉環控制模式發展。在集成化的基礎上，數控系統實現了超薄、超小型化；在智能化的基礎上，綜合計算機、多媒體、神經網絡、模糊控制等多學科技術，使得數控系統實現了高速、高精、高效的控制，在加工的過程中，可自動的修正、調節和補償各項參數，實現在線診斷及智能化的故障處理；在網絡化的基礎上，CAD/CAM和數控系統集成為一體，機床的聯網，實現了中央集中控制的群控加工。

2、智能化技術發展趨勢

2.1 性能發展方向

(1)高速高精度高效化。由于采用了高速CPU芯片、多CPU控制系統、RISC芯片，以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，此外，采取能有效改善機床動、靜態特性等的措施，大大提高了機床的高速高精高效化。(2)柔性化。包含數控系統本身的柔性，其采用模塊化設計，功能的覆蓋面更大，可裁剪性更強，能滿足不同用戶的需求；群拉系統的柔性，同一群控系統可依據不同的生產流程的要求，使物料流與信息流能自動的進行動態調整，從以最大限度的發揮群控系統的效能。(3)工藝復合性和多軸化。復合加工正朝著多軸、多系列控制功能的方向發展。數控機床的工藝復合化為工件在一臺機床上經過一次裝夾后，通過自動的換刀、旋轉主軸頭或者轉臺等各種措施，以完成多工序、多表面的復合加工。(4)實時智能化。早期的實時系統其作用是如何調度任務，從而確保任務在規定期限內完成，但是人工智能則是試圖用計算模型來實現人類的各種智能行為。

2.2 功能發展方向

(1)用戶界面圖形化。當前虛擬現實、Internet、科學計算可視化及多媒體等技術，對用戶界面提出了更高的要求，圖形用戶界面極大的方便了非專業用戶的使用，使用者可通過窗口、菜單進行操作。

(2)科學計算可視化。科學計算可視化可對數據進行高效的處理與解釋，使信息交流不再局限于用文字、語言來表達，而可直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術同虛擬環境技術進行結合，進一步的拓寬了應用領域，對提高產品的質量、縮短產品設計的周期、降低產品的成有著重要的意義。

(3)插補和補償方式多樣化。多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NURBS插補、多項式插補等。

(4)內裝高性能PLC。數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可以直接用梯形圈或者高級語言進行編程，具有直觀的在線調試與在線幫助功能，在編程工具中包含用于車床銑床的標準的PLC用戶程序實例，用戶可以在標準PLC用戶程序的基礎上進行編輯修改，以方便的建立自己的應用程序。

(5)多媒體技術應用。在數控技術領域應用多媒體技術可做到信息處理的綜合化、智能化，在實時監控系統與生產現場設備的故障診斷、生產過程的參數監測等方面都有著重大的應用價值。

2.3 體系結構的發展

(1)集成化。采用高度集成化的CPU、RISC芯片，以及大規模的可編程集成電路EPLD、FPGA、CPLD、專用集成電路ASIC芯片等，可以提高數控系統的集成度、軟硬件運行速度。應用先進的封裝和互連技術，把半導體與表面安裝技術融為一體，通過提高集成電路的密度，減少互連的長度及數量來降低產品的價格，改進產品的性能，減小組件的尺寸，提高系統的可靠性。

(2)模塊化。根據不同的功能需求，將CPU、存儲器、PLC、通訊等基本的模塊作成標準的系列化產品，通過積木方式實現功能裁剪及模塊數量的增減，以構成不同檔次的數控系統。

(3)網絡化。機床聯網可以進行遠程控制，以及實現無人化操作，通過對機床的聯網，可在任何一臺機床上對其它機床實現編程、設定、運行等操作，并且不同機床的畫面可以同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

(4)通用型開放式閉環控制模式。采用通用計算機組成的模塊化、總線式、嵌入式、開放式的體系結構，便于系統的裁剪、擴展與升級。由于制造過程為一個具有多變量控制與加工工藝綜合作用的復雜過程，所以為了實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制。同時，在過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于把計算機實時智能技術、自適應控制、動態仿真等高新技術融于一體。

3、機械制造的智能化發展的幾點思考

機械制造智能化的發展過程中還應注意以下方面的問題：(1)實用性。這些智能化的發展應注意與其他技術進行有機連接，綜合運用，以形成整體效能。(2)人工性。盡管這些智能化發展給機械制造帶來了極大的便利，但其應在核心技術的研發中應予以論證。(3)價值性。將智能化技術運用于機械制造，要在體現機械制造核心價值的基礎上注意其運用。

4、結語

綜上所言，在機械制造中，運用計算機信息系統的智能化發展技術，可以克服在傳統機械制造工藝中所存在的不足問題，進一步的提高機械制造的高精密度和產業化的發展趨勢，同時還能減少環境污染，實現低碳經濟的發展。

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【關鍵詞】 智能化 網絡 控制 機械

1 機械智能化制造技術的實現

隨著經濟的快速發展，計算機技術也不斷創新，以往傳統的制造方式被現代化智能制造技術所替代，各個國家均對制造技術產業投入巨大資金來實現新的技術創新，目前提出了多種新型智能化技術。在現代的制造行業中，數控技術作為核心技術，它將信息處理、微電子、計算機、數控檢測等高科技技術融為一體，大大提高了生產效率，且具備了一定的精確度。這些革新對制造行業中自動化和智能化的實現提供了有利的條件。

現階段的數控技術已經發生了翻天覆地的變化，原有的專用型封閉式開環控制系統已經逐步被淘汰，慢慢被通用型開放式的實時動態全閉環控制系統所取代。數控技術還使超薄外觀得以實現，并將多媒體、神經網絡、計算機等多種科技相結合，在智能化基礎上實現了高速度、高精確度、高效率的加工模式，且在制造過程中可以對已完成的加工進行自動修正和自動檢測，對未達成的參數進行調整，實現了在線檢測和在線故障排除。且隨著網絡的不斷發展，數控技術與CAD融為一體，進行機床間聯網，實現了集中式智能化機床管理。

2 機械智能化制造技術的應用

2.1 性能方面的應用。機械制造技術中最核心最關鍵的性能指標是運行速度和運行精確度。在現代化制造過程中，使用了高速CPU芯片和多元化CPU控制系統，還加入了高分辨率檢測軟件，并采取一系列防錯手段，大大提高了制造過程的效率。機械制造技術包含兩大柔化性，首先是數控系統自身具備的柔性，在數控系統中，主要使用模塊化設計方式，極大覆蓋了所有功能，且具備極強的可裁性，根據用戶的要求制定不同的方案。

其次是群控系統的柔性，即使是同一個群控系統，也能夠對不同的生產流水線進控制，并自動監控其不同要求所決定的物料信息及參數設置，最大程度地實現了群控系統的工作效率。機械制造技術中還存在為了減少工作程序和輔助時間，而產生的工藝復合形式的制造過程。數控機床的工藝復合化通常是指某個工裝件在一臺機器上安裝后，通過各種不同的工藝手段對零件進行復雜的加工，實現多工序同時進行。機械制造技術中還有一個較為高端的技術，稱為實時智能化技術。最初的實時系統僅是在較為簡單的環境基礎上定義的，它的作用僅僅停留在如何對任務進行調整，如何對操作進行修改，如何通過這些手段來保證各項任務在規定的時間內有效完成。而高科技產物下的人工智能化實時則是企圖通過計算模型來對人類的各種智能行為進行重組，并實現其作用。現階段的科學技術已將實時系統與人工智能化互相結合，取長補短，人工智能正朝著更加現實的領域不斷前進不斷發展，實時系統也向著更加智能化的應用領域邁出了一大步，正是由于這種進步，才使得現在的實時智能控制取得了萬眾矚目的成績。

2.2 功能方面的應用。數控系統和使用者之間唯一的對話窗口就是用戶界面了。由于不同制造行業產品的不同，他們對機械用戶界面的要求也隨著不同，因此對用戶界面進開發時所花費的工作量是非常龐大的，用戶界面的設計逐漸成為計算機軟件開發中最具難度的過程，再加上目前的因特網、虛擬現實等媒體技術的產生，對用戶界面的設計提出了更苛刻的要求，用戶界面的設計成為了一項急需創新的事項。現階段使用最廣發的用戶界面類型是圖形用戶界面，圖形用戶界面的創造，很大程度地為非專業人士提供了便捷，即使是非專業人士，也能根據窗口的顯示進行簡單的操作，可以在界面上進行各種類型的編程、三維彩色立體圖顯示、操作示范等功能。

科學計算可視化的產生不僅可以運用在高效數據處理和數據分析方面，不再將文字表達作為唯一的信息傳播途徑，還可以直接運用在圖形和動畫等可視信息方面。這種將可視化技術與虛擬技術相結合的方式，在很大程度上拓展了其運用領域，這種方式可以減少圖紙設計時間和虛擬樣機技術設計時間，這樣就大大縮短了產品的設計周期，提高了性價比，在降低其生產成本的同時還提高了產品質量。

在數控技術方面，可視化常被運用在CAD領域，例如自動編程、自動設定參數等可視化演示等。多種插補方式包括直線型插補、圓形插補、柱狀插補、橢圓形插補、螺栓型插補、NANO插補、多方位式插補、多孔性插補等等。其多種補償功能包括空間間隙補償、平行度補償、故障式補償、象限誤差補償和統計補償、溫度補償、垂直度補償、平面補償等等。有關數控系統內存在的內裝高性能PLC控制模塊，能夠使用梯形圖對其進行高級語言編程，可以通過直觀的在線調整等功能提供幫助。在編程工具中含有在車床上使用的PLC標準和用戶程序實例示范，用戶能夠根據PLC標準在原有的程序基礎上自行修改，這樣的操作模式給予了用戶對程序建立的需求。

多媒體技術與聲像技術融合在一起，使計算機在處理文字與聲像方面的能力更加直接更加具體，大大提高了計算機的綜合性能。在數控技術領域中也是如此，在數控技術領域中也是如此，運用多媒體能夠將信息的處理轉向更加綜合和智能的形式，在實時監控系統及生產現場，可以對設備的故障進行及時報警及診斷，并對過程參數的設置進行監督和測量。

2.3 體系結構方面的應用。采用高度集成化的CPU和RISC芯片及大范圍的集成電路、專用電路相結合，均可到達提升數控系統的集成度及軟件和硬件的效率。FPD平板技術顯示的采用，也大大提高了顯示器的基本性能。平板顯示器的產生為用戶帶來了極大的方便，它采用高科技含量技術，將顯示器設計為重量輕、耗能低、便于攜帶的物體。并在原先基礎上將顯示屏尺寸加大，實現超大屏幕顯示，成為21世紀顯示器的引領者。它的設計原理是運用高科技封裝及互聯技術，將半導體及表面安裝技術相結合，以此來增加集成電路的密度，并將互連長度降低，從而大大降低產品生產成本，并優化其性能，使零件大小縮小，并提高了其可靠性。

硬件模塊化的產生為數控系統的集成化和標準化提供了有利的條件，根據每個用戶不同的要求，根據其基本模塊做成標準的系列產品，并通過積木方式對其功能進行簡單的剪輯和增減，從而形成各種層次的數控系統。對機床進行集體聯網可以實現集中化管理和遠程操作，并一定程度減少了因人為失誤而引發的故障。運用這種方式，可以在任何一臺機床上對其他機場進行遠程編程、參數設定、參數修改、開機關機，且在主機臺可以顯示其他任何幾臺的操作畫面。

采用通用計算機所組成的模塊化和嵌入式結構，便于擴展和升級，這樣的結構可以組成不同層次和不同類型的數控系統。現在傳統數控系統的基礎上提出了更新的閉環控制模式，由于制造加工過程中具有較多變量因素，且工藝參數復雜，其中包括尺寸、溫濕度、摩擦、形狀等關鍵因素，因此要全方面控制過程中的每個關鍵因素，最好采用多變量閉環控制方式來對其進行監控，在整個加工過程中對其參數進行控制。這樣不僅能將智能化、網絡技術、CAD技術、動態數據管理能技術高效地結合在一起，形成一個綜合性能極其強大的控制系統，還能夠實現集成化和智能化的統一。

參考文獻

1 宋波.論機械制造的智能化技術發展趨勢[J].現代商貿工

業，2009（21）

2 李建勇.機電一體化技術[M].科學出版社，2004