引言
自1952年美国研制出第一台试验性数控系统以 来，数控技术的发展十分迅速，数控系统也由原先 的硬连接数控发展成为今天的计算机数控(CNC)， 它是综合了计算机、通信、微电子、自动控制、传 感、测试、机械制造等技术而形成的一门边缘学科。 随着现代化的生产对CNC的要求越来越高，数控系 统之间不兼容，编程困难，智能化程度等诸多问题 大大限制了现代化生产以及数控技术的发展，因此 解除束缚数控发展的这些障碍，创建一个新的强有 力的开放性体系结构已是数控发展的最重要趋势之 一。当前，数控系统正在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；在技能化基础上，综合了计算机、通信、人工 智能等多学科技术，实现了高速、高效、高精控制， 加工过程中可以自动修正、调节与补偿各种参数， 实现在线故障诊断和智能化处理；在网络基础上， CAD／CAM与数控系统集成一体，实现工厂制造网 络化、异地制造等。
1数控系统的发展趋势
1．1高精度．高速度．高效和高可靠性 从1950年至2000年的50年间加工精度提升
了100倍左右，即加工精度平均每8年提高l倍。近
10年来，普通级数控机床的加工精度由lOgm提高 到59m，精密级加工中心则从3～59m，提高到
1～1．59m，且超精密加工精度已开始进入纳米级
(0．Olgm)。 在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值巳达
到6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h
以上，表现出非常高的可靠性。 为实现高速、高精加工，与之配套的功能部件
如电主轴、直线电机等得到了快速发展，应用领域 进一步扩大。目前，意大利某公司的数控铣床电主 轴的最高转速可达75000   r／min，功率4 kW。高档 数控机床的快进速度可达120    m／min，加速度达29 以上，主轴转速已达100000   ffmin，换刀时间则少 于0．14 S，五轴联动成为发展方向。发达国家正致 力于研制更高精度的超高速数控机床。
1．2智能化、柔性化，网络化的发展趋势

21世纪的数控装备将具有一定智能化的系统， 智能化内容包含在数控系统中的各个方面。为追求 加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的 自适应控制，工艺参数的自动生成等；为提高驱动 性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机 参数的自适应运算、自动识别负载、自动选定模型、 自整定等；简化编程和操作方面的智能化，如智能

化的自动编程、智能化的人机界面等，还有智能诊
断、智能监控、方便系统的诊断及维修等内容。 数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：一
方面从点(数控单机，加工中心和数控复合加工机 床)、线(FMC，FMS，FTL，FML)向面(工段车 间)、体(CIMS)的方向发展；另一方面注重应用型 和经济型的发展。柔性自动化技术是制造业适应动 态市场需求及产品迅速更新的手段，是各国制造业
发展的主流趋势，其重点是以提高系统的可靠性、
实用性为前提，以异域联网和集成为目标，注重加 强单元技术的开拓、完善；数控机床及其构成的柔 性制造单元能方便的与CAD、CAM、CAPP、MTS 连接，向信息集成方面发展。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会 的新亮点。数控装备的网络化能够极大地满足生产 线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是 实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制 造的基础单元。国内外的著名数控机床和数控系统 制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机， 如日本山崎马扎克  (M a z a k)公司展出的 “CyberProduction Center”(智能生产控制中心，简称 cPc)；德国西门子(Siemens)公展出的Open     Manu— facturing Environment(开放制造环境，简称OME)等， 均反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
1．3数控系统开放性发展趋势 开放式数控系统可以解决传统的数控系统封闭
性和数控应用软件产业化生产存在的问题。数控系 统开放化巳成为数控系统的未来之路。所谓开放式 数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平
台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加
或剪裁结构对象(数控功能)，形成系列化，并方便 地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中， 快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统， 形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系 统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平 台、数控系统功能库及数控系统功能软件开发工具 等是当前研究的核心。
目前世界上己成气候的开放式数控系统研究计 划有：OSACA、OMAC和OSECO。OSACA全称 Open System Architecture for Control within Automa- tion Systems，即自动化系统中的控制开放系统体系 结构。系统平台通过Applicator Program Interface对

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外提供服务。API是结构功能单元AO(Architecture
Object)访问系统平台唯一途径，它屏蔽了平台的真实 实现，保证了系统平台的硬件无关性和操作系统无 关性。常用的5个AO通常是HMC(人机界面)、LC (逻辑控制)、MC(运动控制)、AC(轴控制)和PC(过 程控制)。OSACA充分保证了“开放”的特征，即 可移植性、可扩展性和可互换性。
OMAC(Open Modular Architecture  Controllers， 开放式、模块化体系结构控制器)，最初由美国3大 汽车公司克莱斯勒、福特和通用提出。它是采用搭 积木的方式来构造控制系统。设计者在完成了分解 之后，预制特定的模块集合在一起组成了一个库或 积木盒。构造系统时只需从库中选取模块拼接在一 起即可，就像搭积木一样简单，模块可以被重新利
用和继承。
OSEC(Open System Environment for Controllers， 控制器开放系统环境)是由6家日本公司(东芝、丰 田、MAZAK、日本IBM、三菱电子公司和SML公 司)组成的一个工作组提出的。OSEC所谓的开放式
系统本身被认为是一个分布式系统，它能满足用户
对制造系统不同配置的要求、最小化费用的要求和 应用先进控制算法及基于PC的标准化人机界面的 要求。OSEC的结构虽有独到之处，但与其他开放 系统结构一样，也只是处于试验阶段，目前并未形 成商业化的产品。(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）