数控系统功能的主要发展趋势

1．轴控制功能

1）多通道控制功能几年来得到发展，绝大多数知名厂家的数控系统都具有通道控制选择功能。这样，一台数控系统可以同时控制几台不同机床的工作，一般控制2～4个通道的系统为多数。每个通道控制的轴数少的话，则可以设定控制更多的通道数。

2）多轴同时联动移动，也是系统的重要指标，多数系统都能完成多轴联动，实际使用的联动轴数有6～8轴就足够了。

3）高档次的数控系统，增加了自动上下料的轴控制功能。

4）在PLC里增加了位置控制功能，补充系统轴控制数的不足。

5）轴同步控制功能，这是一些大型机床双边驱动时不可少的功能，当然，在一些特殊控制场合也是需要这种功能的。

6）电子齿轮功能，适应齿轮加工机床或其他传动机构的要求。

2．高精、高速加工的控制功能

1）前馈（Feed forward）功能。

2）预测前馈（Preview feed forward）功能，预先对多个程序进行演算，确定被加工零件在这几个程序段产生的误差，然后在加工过程中给予补偿。

3）插补前进行加减速控制，减少位置误差。

4）圆弧插补时过象限的误差补偿。

5）最近有的厂家开发出精细加减速（Fine acceleration/deceleration）功能，根据加工曲线平滑加减速过程，以减少加工冲击力，提高加工精度。

6）锐角加工时最佳的自动减速功能。

7）追求小的程序段插补时间。

8）追求高速进给，系统在1µm移动当量时，可输出240m/min的进给速度。

9）平滑高增益的位置控制系统，减少跟踪误差。

10）减小刚性攻螺纹时主轴和进给轴间的同步误差，提高螺纹加工精度。

3．多种插补功能

1）直线插补。

2）圆弧插补。

3）样条插补。

4）渐开线插补。

5）螺旋插补。

6）极坐标插补。

7）指数曲线插补。

8）圆柱插补。

9）假想坐标插补。

10）逆向插补。

4．机械误差补偿功能

1）反向间隙补偿。

2）螺距误差补偿。

3）直线度补偿。

4）垂直度补偿。

5）机械坐标系补偿。

6）工件坐标系补偿。

7）斜角补偿。

8）意外的力矩扰动补偿。

9）动态精度补偿。

10）阻尼误差补偿。

11）机械空间误差补偿。

根据数学模型和变量自动进行补偿。

5．人机界面的友好

1）丰富的显示功能，多数系统都具有实时图形显示、PLC梯形图显示和多窗口的其他显示功能。

2）丰富的编程功能，像会话式自动编程功能、图形输入自动编程功能，有的还具有CAD／CAM功能。

3）方便的操作，有引导对话方式帮助你很快熟悉操作，设有自动工作手动参与功能。

4）根据加工的要求，各系统都设了多种方便于编程的固定循环。

5）伺服系统数据和波形的显示，伺服系统参数的自动设定。

6）系统具有多种管理功能，刀具及其寿命的管理、故障记录、工作记录等。

7）PLC程序编制方法增加，目前有梯形图编程（Ladder Language Program）方法、步进顺序流程图编程（Step Sequence Program）方法。现在越来越广泛地用C语言编写PLC程序。

8）帮助功能，系统不但显示报警内容，而且能指出解决问题的方法。

6．网络功能

多数系统都提供适用于FMS或车间管理的通信协议，或通过RS232串行口，或通过ARCNET通信网卡，或与以太网进行联网。

7．安全与维修性不断完善

1）硬软件的限位。

2）急停。

3）卡盘和尾座干涉区的设定。

4）各种互锁功能。

5）移动前的行程检查。

6）各种安全报警的显示。

7）伺服监控显示。

8）输入输出界面显示。

9）注重远距离故障诊断和维修功能开发。