数控系统发展趋势分析目前国产数控品牌整体提升较快，国产数控系统在某些关键技术上已获得了突破。自主研发成功的高档数控系统具备了总线接口、五轴功能、多通道控制功能等高档功能，并且开始应用于主机配套。此外，国产数控系统的应用领域已经从单一的普通金属加工发展到覆盖木材加工、玻璃加工、板金加工、模具加工、特种加工、柔性加工等更多领域，其技术水平已达到了较高的层次。围绕数控系统的高速．高精的发展趋势，国产数控系统的技术进步和产业规模仍然面临巨大的压力与挑战。一、数控系统体系结构1．基于PC的体系结构生命力旺盛基于PC是为了充分使用PC机丰富软硬件资源，无论是老牌的系统厂商和该领域内的新秀，均直接采用PC机作为人机界面或直接采用PC作为控制。如西门子840di系统、HEIDENHAIN公司的iTNC530等，是基于PC技术的数控系统。而FANUC．SIMENS等公司的其他系统，也引入了PC技术，使用Pc作为操作界面。国内的华中数控、大连光洋、广州数控数控系统也是基于PC技术的。2．采用多CPU结构是高档数控系统的必然对于高性能系统，由于分辨率的增高、控制算法复杂性的增加以及处理能力要求苛刻，对CPU的处理能力提出了很高的要求为了满足这一要求，对于高端系统，均采用了多个高性能的处理器。采用多处理器的结构后，各CPU分工合作提高了系统的计算速度、插补速度及对现场输入输出设备。3．总线结构是数控系统实现高速的保证随着数控机床速度和精度的不断提升，传统脉冲和模拟接口相形见绌，难以满足信息高速传输的要求。而总线技术是解决这一瓶颈的必由之路。通过总线技术实现数据以纯数字的方式在各模块间传递，避免了模拟量的零漂以及脉冲串的高频干扰，提高了传输的效率和可靠性。二、高性能运动控制技术为了适应高效、高精的加工需求，高精、高速平滑运动控制技术一直是系统厂商研究的热点。在数控装置中，通过增加系统分辨率、平滑轨迹、进行速度和加减速的箝制等措施来减少加工过程中的冲击、抑制机床激振来获得平滑的加工表面是该技术的一个发展趋势。其中采用样条插补、增强前瞻性能等手段是目前国内系统厂商采用的技术手段。如国内高档系统把样条插补，前瞻段数等作为比较重要的指标。三．五轴加工技术采用5轴联动对三维曲面零件加工，可使用刀具最佳几何形状进行切削，不仅加工表面粗糙度值低，而且效率也大幅度提高。一般，1台5轴联动机床的效率等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工比3轴联动加工能发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前，由于电主轴的应用，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床。1．RTCP功能传统五轴加工时，受旋转轴的影响控制中心不在刀尖，会产生较大的非线性误差。采用刀具中心位置控制功能(RTCP功能)后。不管刀具的方向怎么变换，刀尖的路径以及速度都按照程序指定的路径及速度进行自动控制，可以提高五轴加工精度。2．倾斜面加工在对工件上的某个倾斜面进行钻孔或铣槽等形状加工时，通过指定加工面为XY平面，编程工作就会变得很简单。倾斜面加工命令可以实现这种指定方式，同时，不需要指定刀具的方向，就可以使刀具以垂直于倾斜的加工面的方式自动地定位刀具。这个功能使在倾斜的加工面上的编程变得很简单。四．CAD／CAM集成技术1．对话式编程操作的简单和傻瓜化一直是主流数控系统厂商努力的方向，为了能更加简化车间级的编程过程，以及为了未来和更高级的加工编程理念相靠近，目前国际高档、主流数控系统制造商已经明确地将图形化、集成式的编程系统，作为数控系统功能的扩展。国内的华中数控等中高档系统均支持对话式编程。2．3D防碰动态碰撞监测功能(DCM)能为机床操作人员提供全面支持，一旦有碰撞危险，系统立即中断加工提高操作人员和机床的安全性，防止机床的损坏，避免代价高昂的停机损失，使无人职守生产模式更安全可靠。机床制造商需定义机床部件，所应用的几何形状，如平面、立方体、圆柱，描述工作区和碰撞对象还可组合多个几何体构成复杂的机床部件，系统自动考虑刀具半径圆柱体，对倾斜设备，机床制造商可用机床运动特性定义碰撞对象。3．多通道协同控制近年来，多通道技术的不断发展，在柔性生产线、复合机床及多轴控制等方面得到了广泛应用。如在多刀架车削中心中，两个通道的程序可同时对一个零件加工，大大提高了效率。在自动柔性生产线上，装卸机械手采用一个通道控制，零件的加工采用另一个控制，实现全自动化加工；在高精度自动磨削机床上，一个通道对零件在线测量，另