數(shù)控系統(tǒng)之我見

■江蘇金通靈流體機(jī)械科技股份有限公司 朱建春

數(shù)控系統(tǒng)之我見

■江蘇金通靈流體機(jī)械科技股份有限公司 朱建春

作為用戶，我們的要求可以說很低也可以說很高，我們需要的就是機(jī)床不出問題，具有良好的可靠性和穩(wěn)定性；保證產(chǎn)品加工的合格。然而，事與愿違，這樣簡(jiǎn)單的要求也很難滿足廣大客戶的需求。作為一個(gè)使用國外數(shù)控系統(tǒng)較多的用戶來說，我從下面幾點(diǎn)來簡(jiǎn)要說明我的觀點(diǎn)和建議。

眾所周知的國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)主要有北京凱恩帝、廣州數(shù)控等，他們的市場(chǎng)主要集中在數(shù)控車床的市場(chǎng)，而高檔數(shù)控車床以及加工中心大部分都采用的國外系統(tǒng)。

現(xiàn)如今國內(nèi)的系統(tǒng)趨勢(shì)已與國外數(shù)控系統(tǒng)廠家一樣，都是采用總線技術(shù)、總線具有如下優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）接線簡(jiǎn)化。

（2）良好EMI/EMC。

（3）靈活簡(jiǎn)單的控制模式。

（4）高同步實(shí)時(shí)，高可靠冗余。

（5）高隔離ESD保護(hù)。

（6）共模誤差小。通過總線實(shí)時(shí)讀取參數(shù)和診斷數(shù)據(jù)，使設(shè)備調(diào)試維護(hù)更加簡(jiǎn)單。

國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的差距

我認(rèn)為國內(nèi)外的差距主要體現(xiàn)在硬件和軟件開發(fā)兩個(gè)方面：國內(nèi)技術(shù)瓶頸一部分就在伺服驅(qū)動(dòng)器 ，好的數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)架保證了快速的計(jì)算；但不通過伺服系統(tǒng)沒法體現(xiàn)在機(jī)器的運(yùn)動(dòng)上，但是國內(nèi)產(chǎn)品還大部分采用的是通用伺服，主要性能指標(biāo)有動(dòng)靜態(tài)剛性、快速速度環(huán)位置環(huán)。如機(jī)床振動(dòng)大，國外把振動(dòng)檢測(cè)出來，然后在算法上抑制。“靜若處子，動(dòng)如脫兔，分厘不差，亦步亦趨，穩(wěn)如泰山。”是對(duì)好的伺服系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。伺服的關(guān)鍵技術(shù)在電動(dòng)機(jī)本體，而編碼器、DSP

和IPM/IGBT 等，這些都是國產(chǎn)的弱點(diǎn)，本體的差距就不用說了。

未來數(shù)控的發(fā)展及新技術(shù)

數(shù)控系統(tǒng)以其架構(gòu)分開嵌入式專用處理器架構(gòu)，NCU+PCU架構(gòu)，與全開放式soft CNC架構(gòu)。以softCNC的開放式架構(gòu)從20世紀(jì)末出現(xiàn)以來，被公認(rèn)為未來數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展方向，主流數(shù)控系統(tǒng)廠商多為此種架構(gòu)。其主要特點(diǎn)如下：

（1）開放性。開放式系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有平臺(tái)無關(guān)性，不依賴特定的硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)平臺(tái)。用戶可以自定義人機(jī)界面，系統(tǒng)的功能、規(guī)模可以靈活設(shè)置，方便修改，既可以增加硬件或軟件構(gòu)成功能更強(qiáng)的系統(tǒng)，也可以裁減其功能以適應(yīng)低端應(yīng)用。

（2）標(biāo)準(zhǔn)模塊化。模塊化的含義有兩層，首先是數(shù)控功能的模塊化，可以根據(jù)機(jī)床廠的要求選配各個(gè)功能；另一層含義是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的模塊化，即數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)各功能的算法是可分離的、可替換的。模塊化結(jié)構(gòu)使得控制器具有可互操作性和可移植性。可互操作性是通過提供標(biāo)準(zhǔn)化接口、通信和交互機(jī)制，使不同功能模塊能以標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口運(yùn)行于系統(tǒng)平臺(tái)之上，并獲得平等的相互操作能力，協(xié)調(diào)工作。可移植性是系統(tǒng)的功能軟件與設(shè)備無關(guān)，即應(yīng)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式、交互模型、控制機(jī)理，使構(gòu)成系統(tǒng)的各功能模塊可來源于不同的開發(fā)商，并且通過一致的設(shè)備接口，使各功能模塊能運(yùn)行于不同供應(yīng)商提供的硬件平臺(tái)上。

（3）可定制化。開放式控制器應(yīng)當(dāng)允許用戶進(jìn)行二次開發(fā)。二次開發(fā)是具有不同層次的。比較簡(jiǎn)單的二次開發(fā)可以包括用戶根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定和進(jìn)行模塊配置，進(jìn)一步的二次開發(fā)包括對(duì)用戶界面的重新設(shè)計(jì)，更深層的開發(fā)應(yīng)當(dāng)允許用戶將自己按照規(guī)范設(shè)計(jì)的功能部件集成到系統(tǒng)中去。這個(gè)對(duì)于許多的特定數(shù)控系統(tǒng)來說十分重要。還有些算法，高級(jí)算法，對(duì)處理器要求很高。不同的系統(tǒng)，要求不同，特別是專機(jī)，算法的速度、精度對(duì)系統(tǒng)的速度精度都具有絕對(duì)性影響。

如今，對(duì)話式編程已成為數(shù)控系統(tǒng)編程的主流，能快速的解決機(jī)床加工的編程問題，新一代的數(shù)控把CAD/CAM集成進(jìn)去，輔助用戶更方便的輸入；如切線，交點(diǎn)；但生成的路徑是根據(jù)加工工藝，而不是僅僅的刀路等。直接輸入?yún)?shù)，不需要編程，全圖形化，用戶可以一點(diǎn)看不到G代碼。這樣就普通能看圖樣就能加工，不需要復(fù)雜的經(jīng)驗(yàn)。輸入圖樣，然后工藝由系統(tǒng)處理。當(dāng)然這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫也只是通用的，要是有特殊的，你可以去更改。

愿國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)能夠緊跟國際的步伐，盡快的擺脫國內(nèi)高檔機(jī)床對(duì)進(jìn)口系統(tǒng)的依賴。