本文探討研究了現(xiàn)代制造車間中的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容。

　　機床的信息化

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普遍運用，互聯(lián)網(wǎng)進入車間只是時間問題，這將是數(shù)字化制造的主要標志。

　　從另一角度來看，企業(yè)資源計劃如果僅僅局限于業(yè)務(wù)管理部門(人、財、物、產(chǎn)、供、銷)或設(shè)計開發(fā)等企業(yè)上層的信息化是遠遠不夠的，車間最底層的加工設(shè)備——數(shù)控機床不能夠連成網(wǎng)絡(luò)或信息化，就必然成為制造業(yè)信息化的制約瓶頸。所以，對于現(xiàn)代制造工廠來說，除了要提高機床的數(shù)控化率外，更要使所擁有的數(shù)控機床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車間的底層之間及底層與上層之間通信暢通無阻。

　　例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心不僅實現(xiàn)了加工過程和刀具交換的自動化，還配備一個稱為信息塔(e-Tower)外部設(shè)備，包括計算機、手機、機外和機內(nèi)攝像頭等，能夠?qū)崿F(xiàn)語音、圖形、視像和文本的通信功能。該機床與生產(chǎn)計劃調(diào)度聯(lián)網(wǎng)，實時反映機床工作狀態(tài)和加工進度。操作者需指紋確認權(quán)限，在屏幕上觀察加工過程、故障報警顯示、在線幫助排除。它是獨立的、自主管理的制造單元。

　　企業(yè)的生產(chǎn)計劃調(diào)度系統(tǒng)安排一周的加工任務(wù)，發(fā)送到信息塔。信息塔向操作者發(fā)出指令，并在屏幕上顯示機床的實時工作狀態(tài)。操作者按照屏幕指示進行操作。遇到問題時，可隨時查閱計算機中的操作手冊。正常情況下，機床自動工作，操作者與機床在時間和空間上都是分離的。管理者和操作者皆配備有手機，通過手機可以查詢生產(chǎn)工況，預(yù)計加工完成時間以及延期報告和故障報警。

　　機床發(fā)生故障時，屏幕會顯示排除故障的方法，Mazak公司維修中心能同時看到問題所在，遠距離及時提供幫助，盡可能減少機床的停機時間。

　　新一代數(shù)控系統(tǒng)

　　德國Andron公司的最新產(chǎn)品是新一代基于微機的、在Windows平臺上的開放式數(shù)控系統(tǒng)。

　　它采用由兩個Intel處理器，通過PCI-PCI橋進行相互通信。一個處理器承擔(dān)數(shù)控運算(NC計算機)，另一個作為人機界面計算機。NC計算機中插有NCCPU卡、NC機床卡。NC機床卡與數(shù)控驅(qū)動裝置連接，并通過2塊帶PCI橋的總線卡與人機界面計算機通信。人機界面計算機的內(nèi)部總線卡與數(shù)控系統(tǒng)操作面板和外部接口連接。人機界面計算機的CPU卡控制觸摸式LCD顯示屏以及計算機外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)通信。

　　傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)是將編程系統(tǒng)的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成為電壓模擬信號，再以電壓的大小控制驅(qū)動電動機的轉(zhuǎn)速，事實上仍是模擬量控制。

　　新一代數(shù)控系統(tǒng)的最大特點還在于采用串行實時通信接口SERCOS和皮米級插補技術(shù)。它可將位置控制、速度控制、精密插補以及伺服電動機的控制集成在一個集成電路中。數(shù)字伺服驅(qū)動技術(shù)借助SERCOS接口將數(shù)控系統(tǒng)與伺服控制器用光纖連接起來，大幅度提高系統(tǒng)的傳輸率和響應(yīng)速度，可達到納秒級。

　　數(shù)控系統(tǒng)性能以及數(shù)控機床的加工精度和效率的提高與插補精度是分不開的。Andron公司采用SERCOS接口技術(shù)后，開發(fā)了皮米級插補技術(shù)，將插補精度從1×10-7m提高到0.6×10-12m。

　　插補精度越高，機床加工零件的尺寸精度也越高，表面粗糙度越小，機床運動越平穩(wěn)，刀具磨損也越小，可進一步降低加工成本。