中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長,為數(shù)控切割機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。同時，在中國積極推進(jìn)振興裝備制造業(yè)戰(zhàn)略的大環(huán)境中,極大地帶動了又被稱為裝備制造業(yè)的"工作母機(jī)"的數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。在數(shù)控切割機(jī)的品種看，普及型數(shù)控切割機(jī)所占比例從十多年前的10%增長到目前的近40%。這個結(jié)構(gòu)的變化說明了中國數(shù)控切割機(jī)行業(yè)的整體素質(zhì)有了很大的改善和提高。航空航天、船舶工業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)、模具加工以及電子產(chǎn)品等零部件制造業(yè)等對數(shù)控切割機(jī)、將提出更高質(zhì)量、高精度、高速度、高穩(wěn)定性、高操作性的要求，推動中高檔數(shù)控切割機(jī)的需求比例持續(xù)上升。另一方面，生產(chǎn)的大規(guī)?；图庸ぎa(chǎn)品品種的不斷更新和切換等現(xiàn)場生產(chǎn)效率的追求，更將促進(jìn)數(shù)控切割機(jī)從傳統(tǒng)的加工機(jī)械向同時具有數(shù)據(jù)傳遞、網(wǎng)絡(luò)通訊等功能的復(fù)合型信息化加工機(jī)械的轉(zhuǎn)變。

數(shù)控系統(tǒng)作為對數(shù)控切割機(jī)發(fā)出各種工序指令的核心部件,其本身的性能指標(biāo)和功能直接關(guān)系到數(shù)控切割機(jī)的性能和規(guī)格。因而今后中國的數(shù)控切割機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在很大程度上依賴于投放于市場的數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展。

作為世界知名的數(shù)控切割機(jī)研發(fā)及制造廠商，武漢拓晟科技和廣大的中國國內(nèi)數(shù)控切割機(jī)廠商一起，致力于中國的數(shù)控切割機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其投放于中國市場的數(shù)控產(chǎn)品，在近幾年中無論從性能價格比，以及性能規(guī)格上積極迎合中國市場的需求。以下結(jié)合中國數(shù)控切割機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展展望，就數(shù)控系統(tǒng)方面，應(yīng)具備哪些功能方面，，就主要功能實(shí)現(xiàn)等技術(shù)層次方面樂意和廣大讀者做一介紹和探討。

1.高精度、高質(zhì)量加工

良好的加工取決于數(shù)控系統(tǒng)的可控制精度，數(shù)控切割機(jī)的機(jī)械精度以及合適的加工條件。針對數(shù)控機(jī)床的具有高精度、高質(zhì)量加工要求，體現(xiàn)在前兩者在機(jī)電控制上的完美結(jié)合。為實(shí)現(xiàn)這樣的指標(biāo)，就整體的數(shù)控系統(tǒng)方面筆者認(rèn)為應(yīng)注重以下幾個要點(diǎn)：1）指令精度、內(nèi)部數(shù)值計算及處理的精度;控制單元與伺服驅(qū)動單元間數(shù)據(jù)的通信能力;驅(qū)動系統(tǒng)（包含伺服驅(qū)動單元內(nèi)部數(shù)值處理、高靈敏度電機(jī)、高分辨率編碼器等）的控制精度。2）對應(yīng)于機(jī)械部分的靜態(tài)誤差的補(bǔ)償能力（背隙、機(jī)械補(bǔ)償?shù)龋?）對應(yīng)于機(jī)械部分的動態(tài)補(bǔ)償（LostMotion、溫度補(bǔ)償、高速優(yōu)化機(jī)械響應(yīng)及前饋控制等）。

2.高效率、復(fù)合型加工

現(xiàn)場的生產(chǎn)效益的提高，在數(shù)控系統(tǒng)中體現(xiàn)于更短的加工準(zhǔn)備時間、更高的加工速度、以及復(fù)雜的加工能一次性在同一臺數(shù)控機(jī)床上完成。具體的主要技術(shù)指標(biāo)上分別體現(xiàn)在:1）加工圖紙至加工程序的轉(zhuǎn)換的簡便性;2）高速加工能力;3）多系統(tǒng)（通道）車銑一體化復(fù)合型加工等方面。三菱電機(jī)為滿足今后中國市場的需求，在其數(shù)控產(chǎn)品上，例如M70/M700本體，以及作為輔助工具在一般電腦上，均可實(shí)現(xiàn)由圖紙到加工過程中無需用戶編程的NAVIMILL/NAVILATHE功能。同時以縮短加工時間為目的，尤其對于一次加工就需花費(fèi)較長時間的模具加工，其加工速度可達(dá)135KBPM的能力。而對于更多的諸如汽車零部件加工方面，分別在加工中心上提供雙系統(tǒng)（通道）和車床上的四系統(tǒng)（通道）和充實(shí)的車銑功能，以方便客戶能在同一臺數(shù)控機(jī)械上對多個零部件的同時加工和自動完成高度復(fù)雜的加工程序并將因零部件的切削面不同而需重新裝夾的時間和精度誤差縮至極小。

3.高操作性、智能化人機(jī)界面

伴隨著數(shù)控系統(tǒng)的高度復(fù)雜化，其功能的增加也無意增加了操作的復(fù)雜化。而數(shù)控機(jī)床的不斷普及和市場的擴(kuò)展，又有更多的專用機(jī)械也將加入數(shù)控行列。僅依賴于由數(shù)控系統(tǒng)制造廠商提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控畫面已無法完全滿足實(shí)際現(xiàn)場操作需求和機(jī)械廠家的畫面?zhèn)€體化設(shè)計。數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)界面的操作便捷性及個性化的設(shè)計作為數(shù)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)之一，更顯其重要性。其技術(shù)層面的發(fā)展方向：1）伴隨功能的增加而日漸增多的數(shù)控畫面，如何以盡可能少的鍵操作獲取能希望的畫面;2）何如能在顯示必要的信息同時，又能體現(xiàn)簡潔明了的畫面含義;3）使用觸摸屏方式，減少機(jī)械操作面板的硬件配置的同時，提高設(shè)計的靈活性等等。，其標(biāo)準(zhǔn)畫面的設(shè)計和現(xiàn)有機(jī)種相比，其畫面構(gòu)成，字體大小，色彩配置，在更好地吻合現(xiàn)場需求的同時，相對其畫面數(shù)量增加近20%，通過菜單鍵的組合和運(yùn)用彈出畫面等功能，切換畫面所需鍵操作則減少了20%，提高了畫面的信息顯示能力和操作性能。同時針對在線編程方面，能隨輸入指令同步顯示編程指令格式和檢查其輸入正確性。而利用NCDesigner、或觸摸屏等硬軟件工具，則為一些機(jī)械廠家提供了開機(jī)畫面的個性化設(shè)計，并且通過簡單的畫面部件重新排列組合，更為使用武漢拓晟科技數(shù)控客戶創(chuàng)造獨(dú)自的NC操作畫面，以區(qū)別其他機(jī)械廠家產(chǎn)品和提高操作性提供了強(qiáng)有力的手段。

4.最優(yōu)機(jī)械響應(yīng)控制

數(shù)控機(jī)床并不是只有數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備，機(jī)械的性能會直接影響到實(shí)際的加工效果。由于機(jī)械的設(shè)計、材質(zhì)、制造、裝配等的不同，從而導(dǎo)致機(jī)械的特性有很大的差異，在這種情況下，為了提高數(shù)控機(jī)床的動態(tài)加工精度，就必須對機(jī)械上引起誤差的主要因素加以考慮，進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?，才能達(dá)到滿意的動態(tài)加工精度。

武漢拓晟科技控制功能，是對產(chǎn)生軌跡誤差主要原因的機(jī)械和電機(jī)的模型進(jìn)行推定（考慮其慣量、摩擦、粘性系數(shù)等），并且基于這個模型進(jìn)行前饋控制，實(shí)現(xiàn)高精度的加工。借助于此，圓弧插補(bǔ)中的象限突起和實(shí)際軌跡小一圈的現(xiàn)象也得到了大幅度的改善。與以前簡單的前饋控制不同，OMR控制功能更傾向于考慮實(shí)際的機(jī)械和電機(jī)的狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際狀態(tài)的變化，進(jìn)行動態(tài)的精密控制。

OMR控制功能包含兩個部分-高精度校正功能和OMR-FF控制。OMR控制-高精度校正功能通過對機(jī)械側(cè)彈性形變、動態(tài)摩擦、粘性系數(shù)的推定，實(shí)現(xiàn)滿意的動態(tài)加工效果。OMR-FF是通過高增益的三環(huán)控制，促使機(jī)械達(dá)到最佳響應(yīng)，但不會引起機(jī)械振動的前饋控制。

5.綜合生產(chǎn)管理、數(shù)字化、信息化加工

利用多臺的數(shù)控切割機(jī)，進(jìn)行類似汽車、或3C的部品加工，是當(dāng)今機(jī)械加工現(xiàn)場的又一趨向。其數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)時信息開放的種類及內(nèi)容，手段或?qū)?yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)格的多寡，很大程度上影響制造工廠的數(shù)字化綜合現(xiàn)場生產(chǎn)管理。主要體現(xiàn)于：1）信息開放種類，如機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)、加工數(shù)量、刀具壽命、報警信息、加工程序等;2）信息開放手段，如數(shù)據(jù)類方面有RS232、Ethernet、PC-card、USB;控制類方面有PLC接口、CC-link、MELSECNET、Profi-bus等;3）遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，如通過網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行機(jī)床部分操作、畫面切換、故障分析及排除等。拓晟數(shù)控系統(tǒng)在其拓晟電機(jī)作為工廠自動化（FA）的綜合研發(fā)及制造企業(yè)的背景之下，針對數(shù)控切割機(jī)行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化對應(yīng)方面，具有悠久的發(fā)展歷史。

以上為我對中國數(shù)控切割機(jī)行業(yè)的發(fā)展過程中，就數(shù)控系統(tǒng)的控制技術(shù)的現(xiàn)狀和近期發(fā)展副方向做了部分介紹。希望廣大讀者和我一起探討，為中國數(shù)控發(fā)展作貢獻(xiàn)。