数控技术简称数控(Numerical Control,NC)[1],数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光机电技术等于一体的现代制造业的基础技术,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。[4]工作原理是根据被加工零件图纸进行工艺分析,编制加工程序,将加工程序输入数控装置中完成轨迹插补运算,控制伺服系统机床本体的执行机构的运动轨迹,加工出符合零件图要求的工件。[6]数控行业的发展技术即为数控机床,是制造行业实现现代化技术的关键基石。[7]
1952年第一台数控机床诞生[3],1955年,第一台工业用数控机床由美国Bendix公司生产出来,1960年以后其他一些工业国家,如德国、日本都陆续开发、生产及使用数控机床。之后经历了两个阶段6次迭代,数控机床由早期的NC(硬件数控)系统发展到现在使用较广的CNC(硬件+软件数控)系统。[8] 数控技术由机床本体、数控系统及外围技术三部分组成。机床本体主要由床身、立柱、导轨、工作台等基础件和刀架、刀库等配套件组成。[5]数控系统由输入/输出设备、计算机数控(Computer Numerical Control,CNC)装置、可编程控制器(Programmable Logic Control,PLC)及主轴伺服驱动装置、进给伺服驱动装置以及测量装置等组成。其中,计算机数控装置是数控系统的核心。外围技术主要包括工具技术(主要指刀具系统)、编程技术和管理技术。[5]数控技术根据数控装置分为硬线控制系统和计算机控制系统;根据控制方式分为开环、半闭环、闭环及复合控制系统[6];根据运动方式分为点位直线控制系统,点位控制系统和轮廓控制系统[9];根据功能水平分为低档,中档,高档数控技术。[6]
数控技术的优点是高精度和可靠性[10],自动化,现代化管理及很强的通信功能,缺点是数控设备费用高,投资大,数控技术操作难度大。[6]数控技术主要运用在制造行业,信息产业,医疗设备,军事装备以及其他行业。[2]
发展历程