智能化數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)研究

盧志濤

（山西介休義棠倡源煤業(yè)有限公司 山西 介休 032000）

引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的愈發(fā)普及，各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)化水平正在逐步提高。數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)中產(chǎn)生了很大的變化，并實(shí)現(xiàn)了智能化。因?yàn)樗梢蕴岣呱a(chǎn)的準(zhǔn)確性和效率，并在生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)有效的控制。對(duì)于制造方法來(lái)說(shuō)，高精度、高效率和高質(zhì)量的工藝是生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要方向。現(xiàn)如今，智能數(shù)控系統(tǒng)已成為當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中必然的發(fā)展趨勢(shì)，并且在學(xué)習(xí)現(xiàn)代生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)改進(jìn)方面發(fā)揮著重要作用。

1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)字控制被系統(tǒng)化的、普遍性的應(yīng)用于當(dāng)今的各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)。在信息時(shí)代的背景下，生產(chǎn)力也獲得了更深入的解放和發(fā)展。最受歡迎的就是使用智能化數(shù)控技術(shù)來(lái)改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和制造。數(shù)控技術(shù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)控制來(lái)組織和控制生產(chǎn)過(guò)程。通過(guò)嚴(yán)格的參數(shù)設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)高精度特性，并提高生產(chǎn)效率和沖擊力。但是，當(dāng)前的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)仍存在重大的上升空間。通過(guò)將數(shù)控技術(shù)集成到新的計(jì)算機(jī)和多媒體技術(shù)中，能夠有效地推動(dòng)數(shù)控技術(shù)的迅猛發(fā)展，同時(shí)也能夠大幅度提高生產(chǎn)效率，這將是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的未來(lái)方向[1]。

2 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 性能發(fā)展方向

（1）高速、高精度、高效率。速度、準(zhǔn)確性和效率是機(jī)器制造技術(shù)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。得益于使用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶有全分辨率檢測(cè)器的AC數(shù)字伺服系統(tǒng)，并采取了有效措施來(lái)改善動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。它使得機(jī)床特性朝著高速、高精度和高效方向不斷進(jìn)步。

（2）靈活性。它涵蓋了兩個(gè)方面，即數(shù)控系統(tǒng)本身的靈活性，以及團(tuán)隊(duì)控制系統(tǒng)的靈活性。數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，其性能廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)，方便滿足不同用戶的特定需求。而同一團(tuán)隊(duì)控制系統(tǒng)可以基于不同生產(chǎn)過(guò)程的要求。物料流和信息流可以自動(dòng)更改，從而最大化控制組系統(tǒng)的有效性。

（3）工藝復(fù)合性和多軸化。其復(fù)雜的處理過(guò)程逐漸轉(zhuǎn)移到多軸和多系列控制功能方向，進(jìn)而節(jié)省了輔助工作方法和時(shí)間。而將工件固定到機(jī)床上，通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸以及轉(zhuǎn)盤精加工等各個(gè)步驟完成混合物的多過(guò)程和多表面處理的過(guò)程即為數(shù)控機(jī)床的混合過(guò)程。

2.2 功能發(fā)展趨勢(shì)

（1）用戶界面圖形化。數(shù)控系統(tǒng)的不斷智能化發(fā)展，將使非專家用戶在將來(lái)的應(yīng)用過(guò)程中更加方便，因?yàn)橛脩魧⒛軌蛲ㄟ^(guò)對(duì)話框界面直接觀察組件的處理狀態(tài)。然而，在功能發(fā)展方面，用戶界面引用了3D彩色立體動(dòng)態(tài)圖形，此外，圖形界面的要求也逐漸升高。這使用戶可以監(jiān)視CNC系統(tǒng)顯示的界面的處理組件[2]。

（2）科學(xué)計(jì)算可視化。在解釋和處理數(shù)據(jù)時(shí)，視覺(jué)處理的實(shí)現(xiàn)使某些用戶和生產(chǎn)人員可以使用更多的表達(dá)方式，而不僅僅是語(yǔ)言和文本表達(dá)方式。直觀的動(dòng)畫、圖形、圖像和其他信息可幫助用戶了解實(shí)際產(chǎn)品。如此一來(lái)，可以有效縮短產(chǎn)品制造周期，并且縮減高昂的制造成本。

（3）內(nèi)置高性能PLC。隨著科技的不斷發(fā)展，由智能數(shù)控系統(tǒng)支持的數(shù)控技術(shù)也將被應(yīng)用于高性能的PLC模塊當(dāng)中。當(dāng)程序員直接使用該模塊時(shí)，他們可以使用高級(jí)語(yǔ)言和圖形處理過(guò)程，從而可以在線和在線使用CNC技術(shù)。在開(kāi)發(fā)專業(yè)的應(yīng)用程序之前，用戶可以在原始的PLC模塊上進(jìn)行編程和修改，進(jìn)而提升程序的專業(yè)性。

（4）多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用。將多媒體技術(shù)應(yīng)用于智能數(shù)字控制系統(tǒng)中，有利于數(shù)字控制在數(shù)字上的應(yīng)用更加完善。首先，多媒體技術(shù)涵蓋了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和視聽(tīng)技術(shù)，因此計(jì)算機(jī)在制造過(guò)程中具有更多優(yōu)勢(shì)，例如強(qiáng)大的視頻信息、圖像和文本信息處理功能等。其次，該系統(tǒng)可以更好地監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)，生產(chǎn)車間的設(shè)備故障，并基于智能和信息處理集成來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)正在發(fā)生的行為[3]。

2.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

（1）集成化。使用高度集成的CPU和RISC芯片、大型可編程集成電路和專用集成電路ASIC芯片，能夠加快CNC系統(tǒng)的集成，并有利于軟件的使用。相關(guān)的工作人員也能夠通過(guò)應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)來(lái)提高顯示性能。平板顯示器具有諸多優(yōu)勢(shì)，例如科技含量高、重量輕、尺寸小以及功耗低和便攜性等等。它們可以實(shí)現(xiàn)巨大的可視性，成為可以與CRT競(jìng)爭(zhēng)的不斷發(fā)展的顯示技術(shù)，并逐漸成長(zhǎng)目前最有用的顯示技術(shù)。另外，先進(jìn)的封裝和互連技術(shù)，通過(guò)結(jié)合半導(dǎo)體和安裝技術(shù)，可用于增加集成電路的密度，并通過(guò)減少安裝的長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格。同時(shí)，還能夠改進(jìn)其的性能，減小的組件尺寸和改進(jìn)的系統(tǒng)可靠性。

（2）模塊化。硬件模塊化推進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能要求，其基本模塊是標(biāo)準(zhǔn)化的序列化產(chǎn)品。這些模塊的數(shù)量可以提高積木的方式增加或減少，形成了多元化水平的數(shù)控系統(tǒng)。

（3）網(wǎng)絡(luò)化。機(jī)器網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程和無(wú)人操作。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以使得工作人員使用任何機(jī)床進(jìn)行編程、配置和操縱等工作，還可以一次性在同一臺(tái)機(jī)器的屏幕上顯示多種機(jī)床的屏幕。

3 結(jié)語(yǔ)

智能數(shù)控系統(tǒng)已成為當(dāng)今生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展的必要要求，它即將變得更加自動(dòng)化，并且獲得更加智能化的改進(jìn)。當(dāng)前的數(shù)字控制技術(shù)被廣泛使用，并有較大的未來(lái)發(fā)展空間。智能數(shù)控系統(tǒng)更加注重提高產(chǎn)品性能，同時(shí)，其系統(tǒng)的整體功能和結(jié)構(gòu)也將出現(xiàn)相應(yīng)調(diào)整。除此之外，有了人工智能等待我們的探索，為未來(lái)的發(fā)展提供了無(wú)窮的可能性。