数控系统的国内外发展及应用现状
数控系统的国内外发展
及应用现状
数控技术课大作业
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数控系统的国内外发展及应用现状
目录
第1章序言
第2章数控系统的发展过程和趋势
2.1数控系统的发展过程
2.2数控系统的发展趋势
第3章国外和国内数控系统功能介绍与应用分析
3.1 国外数控系统功能介绍与应用分析
3.1.1 西门子SINUMERIK 840D
3.1.2 FANUC 数控系统6
3.2 国内数控系统功能介绍与应用分析
3.2.1 华中“世纪星”数控系统
3.2.2 广州数控GSK27全数字总线式高档数控系统
第4章国内外数控系统比较及差距分析
4.1 国内外数控系统比较
4.1.1 西门子公司数控系统(SIEMENS)的产品特点
4.1.2 FANUC公司数控系统的产品特点
4.2 我国数控系统与国外数控系统的差距
参考文献
第一章序言
数控即数字控制(Numerical Control，NC)。数控技术是指用数字信号形成的控制程序对一台或多台机械设备进行控制的一门技术。
数控机床，简单的说，就是采用了数控技术的机床。即将机床的各种动作、工件的形状、尺寸以及机床的其他功能用一些数字代码表示，把这些数字代码通过信息载体输入给数控系统，数控系统经过译码、运算以及处理，发出相应的动作指令，自动地控制机床的刀具与工件的相对运动，从而加工出所需要的工件。
因此，数控机床就是一种具有数控系统的自动化机床。它是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。
第二章数控系统的发展过程和趋势
2．1数控系统的发展过程
1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。六年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上。在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。
1.数控(NC)阶段
(1952-1970年)早期计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控，简称为数控
(NC)。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年第一代——电子管;1959年第二代——晶体管;1965年第三代——小规模集成电路。
2.计算机数控
(CNC)阶段(1970——现在)到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。其运算速度比五、六十年代有了大幅度的提高，这比专门"搭"成的专用计算机成本低、可靠性高。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控(CNC)阶段(把计算机前面应有的"通用"两个字省略了)。到1971年美国lintel公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件——运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处器，又可称中央处理单元(简称CPU)。到1974年微处理器被应用于数控系统。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为仿计算机数控。到了1990年，PC机(个人计算机，国内习惯称微机)的性能已发展到很高的阶段，可满足作为数控系统核心部件的要求，而且PC机生产批量很大，价格便宜，可靠性高。数控系统从此进入了基于PC的阶段。总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年第四代——小型计算机；1974年第五代——微处理器和1990年第六代——基于PC的阶段(国外称为PC-BASED)。必须指出，数控系统近五十年来经历了两个阶段六代的发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解决了可靠性低，价格极为昂贵，应用很不方便等极为关键的问题。因此，即使在工业发达国家，数控机床大规模地得到应用和普及，是在七十年代未八十年代初以后的事情，也即数控技术经过近三十年的发展才走向普及应用的。还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控(即CNC)了，而我国仍习称数控(NC)。所以我们日常讲的"数控"实质上已是指"计算机数控"了。
2.2数控系统的发展趋势
从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了五十多年的历程。近10年来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，发展很快。总体上讲，目前世界数控技术及其装备发展趋势主要体现在以下几个方面：
①向高速、高效、高精度、高可靠性方向发展。
②向模块化、智能化、柔性化、网络化和集成化方向发展。
③向PC—based化和开放性方向发展。
④出现新一代数控加工工艺与装备，机械加工向虚拟制造的方向发展。
⑤信息技术(IT)与机床的结合，机电一体化先进机床将得到发展。
⑥纳米技术将形成新发展潮流，并将有新的突破。
⑦节能环保机床将加速发展，占领广大市场。
第三章国外和国内数控系统功能介绍与应用分析3.1 国外数控系统功能介绍与应用分析
3.1.1 西门子SINUMERIK 840D
SINUMERIK 840D是西门子公司20世纪90年代推出的高性能数控系统。它保持西门子前两代系统SINuMERIK 880和840C的三CPU结构：人机通信
CPU(MMC-CPU)、数字控制CPU(NC-CPU)和可编程逻辑控制器CPU(PLC-CPU)。三部分在功能上既相互分工，又互为支持。在物理结构上，NC-CPU和PLC-C P U 合为一体，合成在NCU(Numerical Control Unit)中，但在逻辑功能上相互独立。
SINUMERIK 840D的特点主要包括：
(1)数字化驱动。在SINUMERIK 840D中，数控和驱动的接口信号是数字量，通过驱动总线接口，挂接各轴驱动模块。
(2)轴控规模大。最多可以配31个轴，其中可配10个主轴。
(3)可以实现五轴联动。SINUMERIK 840D可以实现X、Y、Z、A、B五轴的联动加工，任何三维空间曲面都能加工。
(4)操作系统视窗化.SINUMERIK 840D采用Windows95作为操作平台，使操作简单、灵活，易掌握。
(5)软件内容丰富功能强大。SINUMERIK 840D可以实现加工(Machine)、参数设置(Parameter)、服务(Services)、诊断(Diagnosis)及安装启动(Start—up)等几大软件功能。
(6)具有远程诊断功能。如现场用PC适配器、MODEM卡，通过电话线实现SINUMERIK 840D与异域PC机通信，完成修改PLC程序和监控机床状态等远程诊断功能。
(7)保护功能健全。SINUMERIK 840D系统软件分为西门子服务级、机床制造厂家级、最终用户级等7个软件保护等级，使系统更加安全可靠。
(8)硬件高度集成化。SINUMERIK 840D数控系统采用了大量超大规模集成电路，提高了硬件系统的可靠性。
(9)模块化设计。SINUMERIK 840D的软硬件系统根据功能和作用划分为不同的功能模块，使系统连接更加简单。
(10)内装大容量的PLC系统。SINUMERIK 840D数控系统内装PLC最大可以配2048输入和2048输出，而且采用了Profibus现场总线和MPI多点接口通信协议，大大减少了现场布线。