数控系统之我见

■江苏金通灵流体机械科技股份有限公司 朱建春

数控系统之我见

■江苏金通灵流体机械科技股份有限公司 朱建春

作为用户，我们的要求可以说很低也可以说很高，我们需要的就是机床不出问题，具有良好的可靠性和稳定性；保证产品加工的合格。然而，事与愿违，这样简单的要求也很难满足广大客户的需求。作为一个使用国外数控系统较多的用户来说，我从下面几点来简要说明我的观点和建议。

众所周知的国内数控系统主要有北京凯恩帝、广州数控等，他们的市场主要集中在数控车床的市场，而高档数控车床以及加工中心大部分都采用的国外系统。

现如今国内的系统趋势已与国外数控系统厂家一样，都是采用总线技术、总线具有如下优点如下：

（1）接线简化。

（2）良好EMI/EMC。

（3）灵活简单的控制模式。

（4）高同步实时，高可靠冗余。

（5）高隔离ESD保护。

（6）共模误差小。通过总线实时读取参数和诊断数据，使设备调试维护更加简单。

国内外数控系统的差距

我认为国内外的差距主要体现在硬件和软件开发两个方面：国内技术瓶颈一部分就在伺服驱动器 ，好的数控系统构架保证了快速的计算；但不通过伺服系统没法体现在机器的运动上，但是国内产品还大部分采用的是通用伺服，主要性能指标有动静态刚性、快速速度环位置环。如机床振动大，国外把振动检测出来，然后在算法上抑制。“静若处子，动如脱兔，分厘不差，亦步亦趋，稳如泰山。”是对好的伺服系统的评价。伺服的关键技术在电动机本体，而编码器、DSP

和IPM/IGBT 等，这些都是国产的弱点，本体的差距就不用说了。

未来数控的发展及新技术

数控系统以其架构分开嵌入式专用处理器架构，NCU+PCU架构，与全开放式soft CNC架构。以softCNC的开放式架构从20世纪末出现以来，被公认为未来数控系统发展方向，主流数控系统厂商多为此种架构。其主要特点如下：

（1）开放性。开放式系统应当具有平台无关性，不依赖特定的硬件平台和操作系统平台。用户可以自定义人机界面，系统的功能、规模可以灵活设置，方便修改，既可以增加硬件或软件构成功能更强的系统，也可以裁减其功能以适应低端应用。

（2）标准模块化。模块化的含义有两层，首先是数控功能的模块化，可以根据机床厂的要求选配各个功能；另一层含义是系统体系结构的模块化，即数控系统内部实现各功能的算法是可分离的、可替换的。模块化结构使得控制器具有可互操作性和可移植性。可互操作性是通过提供标准化接口、通信和交互机制，使不同功能模块能以标准的应用程序接口运行于系统平台之上，并获得平等的相互操作能力，协调工作。可移植性是系统的功能软件与设备无关，即应用统一的数据格式、交互模型、控制机理，使构成系统的各功能模块可来源于不同的开发商，并且通过一致的设备接口，使各功能模块能运行于不同供应商提供的硬件平台上。

（3）可定制化。开放式控制器应当允许用户进行二次开发。二次开发是具有不同层次的。比较简单的二次开发可以包括用户根据实际情况调整系统的参数设定和进行模块配置，进一步的二次开发包括对用户界面的重新设计，更深层的开发应当允许用户将自己按照规范设计的功能部件集成到系统中去。这个对于许多的特定数控系统来说十分重要。还有些算法，高级算法，对处理器要求很高。不同的系统，要求不同，特别是专机，算法的速度、精度对系统的速度精度都具有绝对性影响。

如今，对话式编程已成为数控系统编程的主流，能快速的解决机床加工的编程问题，新一代的数控把CAD/CAM集成进去，辅助用户更方便的输入；如切线，交点；但生成的路径是根据加工工艺，而不是仅仅的刀路等。直接输入参数，不需要编程，全图形化，用户可以一点看不到G代码。这样就普通能看图样就能加工，不需要复杂的经验。输入图样，然后工艺由系统处理。当然这些经验数据库也只是通用的，要是有特殊的，你可以去更改。

愿国内的数控系统能够紧跟国际的步伐，尽快的摆脱国内高档机床对进口系统的依赖。