国产数控系统的特点和机床数控化改造的迫切性纸杯机

国产数控系统的特点和机床数控化改造的迫切性

国产数控系统的特点和机床数控化改造的迫切性 2011： 1 数控系统发展简史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。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。 半个世纪以来，以计算机为主导和核心的信息技术，通过电视、现代通信等提高了人类生活的质量，还促使生产力飞速向前发展，开创了人类文明史、生产史的新纪元。信息技术的飞速发展直接导致了知识经济的到来。 6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。 数控(NC)阶段(1952～1970年) 早期计算机的运算速度低，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(HARD-WIRED NC)，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年的第一代——电子管；1959年的第二代——晶体管；1965年的第三代——小规模集成电路。 计算机数控(CNC)阶段(1970年～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50～60年代有了大幅度的提高，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INTEL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，称之为微处理器(MICROPROCESSOR)，又可称为中央处理单元(简称CPU)。 到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕(故当时曾用于控制多台机床，称之为群控)，不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。 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，从8位、16位发展到32位，可以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年的第四代——小型计算机；1974年的第五代——微处理器和1990年的第六代——基于PC(国外称为PC—BASED)。 必须指出，数控系统近50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(主要是编程困难)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，也是在70年代末80年代初以后的事。即数控技术经过了近30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，而我国仍习惯称数控(NC)。所以我们日常讲的“数控”，实质上已是指“计算机数控”了。 2 我国数控系统技术的发展发展过程 我国从1958年起，由一些科研院所、高等学校和少数机床厂起步，进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低、部门经济等因素的制约，未能取得较大的进展。 只有在改革开放以后，我国数控技术才逐步取得实质性的进展。经过“六五”(1981～1985年)的引进国外技术，“七五”(1986～1990年)的消化吸收和“八五”(1991～1995年)国家组织的科技攻关和正在进行的“九五”(1996～2000年)国家组织的产业化攻关，才使得我国数控系统技术有了质的飞跃。当前凡是通过国家攻关验收和鉴定的产品(包括中国珠峰公司的中华Ⅰ型，北京航天机床数控系统集团公司的航天Ⅰ型，华中数控公司的华中Ⅰ型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天Ⅰ型，以及它们的派生产品)，以及其它通过“国家机床质量监督检验中心”测试合格的国产系统(如南京四开电子企业有限公司的产品。以下讲的国产系统即为上述这些系统)，无论技术水平，还是可靠性，均与国外产品相差无几。由高档数控国家工程研究中心与北京凯奇数控设备成套总公司开发的高档数控系统已出口到俄罗斯80套，国产数控系统已经实现了从进口到出口的转折。国产数控系统的优势和特点 拥有自主的知识产权，在性能和水平上已突破过去冷战时期工业发达国家对我们的封锁。 性能较高的数控系统，由于可满足国防和军工的需要，历来被视为战略物资。在过去冷战时期，三轴以及三轴以上联动的数控系统，曾先后被列为对我国禁运的物资。现在，冷战虽已过去，但仍对我国有限制。例如最近我国有几家企业欲进口五轴联动、分辨率为0.1μm的数控系统。对方答复是：要经他们政府批准，而且还不能用于军事目的，可见限制仍旧存在。凡具有这些高性能指标的产品，在“八五”攻关中均被我们攻下，不会再受到外国的限

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