.数控技术·
.机床数字控制系统的发展
高浩
（唐钢自动化公司炼铁厂动力维检中心河北唐山063000)
数字技术与应用
摘要，数控机床的核心就是CNC系统（尚称数拉系统)从自动控制的角度看，数控系统就是一种轨送控制系统，即其本质上是以多执行部件(各运动轴)的位移量为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。
关键词：数字控制系统发展CNC 中图分类号：TG659
文献标识码：A
1、数控系统的发展史
自从20世纪50代世界上第一台数控机床间世至今已经历50余年。数控机床经过了 2个阶段和6代的发展历程
第1阶段是硬件数控(NC)：第1代1952年的电子管，第2代1959年晶体管(分离元件) 第3代1965年小规模集成电路；
第2阶段是软件数控(CNC)：第4代1970 年的小型计算机，中小规模集成电路：第5代 1974年的微处理器，大规模集成电路。
2、数控(NC)阶段（1952~1970年）早期计算机的运算速度低，虽然对当时
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-WIREDNC).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。
常见的电子管是真空式电子管：不管是二极，三极还是更多电极的真空式电子管，它们都具有一个共同结构就是由抽成接近真空的玻瑞或金属，陶瓷外壳及封装在壳里的灯丝，阴极和阳极组成。直热式电子管的灯丝就是阴极，三极以上的多极管还有各种栅极。以电子管收音机为例，这种收音机普遍使用五六个电子管，输出功率只有1瓦左右，而耗电却要四五十瓦，功能也很有限。打开电源开关，要等1分多钟才会慢慢地响起来。如果用于数控机床可想而知其耗电量.控制速度。
晶体管是用来控制电路中的电流的重要元件。1956年，晶体管是由贝尔实验室发明的，荣获诺贝尔物理学奖，创造了企业研发机构有史以来因技术发明而获诺贝尔奖的先例，晶体管的发明对今后的技术革命和创新具有重要的启示意义。晶体管的发明，终于使由玻璃封装的、易碎的真空管有了替代物。同真空管相同的是，晶体管能放大微弱的电子信号，不同的是，它廉价、耐久耗能小，并且几乎能够被制成无限小。
晶体管是现代科技史上最重要的发明万方数据
文章编号：1007-9416(2011)03-001701
之一，究其原因有三个方面。第一，它取代了电子管，成为电子技术的最基本元件，原因是性能好，体积小，可靠性大和寿命长。第二，它是微电子技术革命的发动者，面信息时代至今的发展就是由微电子技术，光子技术和网络技术三次技术革命组成的，所以它的出现成为报晓信息时代的使者。第三，晶体管是集成电路和芯片的组成单元，也是光电器件和集成光路的基本组成单元，更是网络技术的基础，只不过光电子品体管是微电子晶体管的演变或发展署了。由于这三方面的原因，晶体管的发明在信息科技的迅速发展中起了决定性的重要作用，它的意义远远超出了一种元器件的发明范围，而成为揭开现代技术新领城和变革几乎各种技术基础的关键。所以晶体管发明过程中的突出特点，对于其他科技的产生和发展有重要的参考和启示意义
小规模集成电路：晶体管诞生后，首先在电话设备和助听器中使用.逐渐地，它在任何有插座或电池的东西中都能发挥作用了。将微型晶体管蚀刻在硅片上制成的集成电路，在20世纪50年代发展起来后，以芯片为主的电脑很快就进人了人们的办公室和家庭。
3、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。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进人了计算机数控(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一—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(MICROP ROCESSOR)，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格(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品还不够高，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，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进人了基于PC的阶段。最常用的形式：CNC嵌人入PC型，在PC内部插入专用的CNC控制卡。
将计算机用于数控机床是数控机床史上的一个重要里程碑，因为它综合了现代计算机技术、自动控制技术、传感器技术及测量技术，机械制造技术等领城的最新成就，使机械加工技术达到了一个薪新的水平。(随着科技的发展晶体管的体积越来越小，已达到纳米级。（1纳米为1米的10亿分之一)，纳米品体管的出现将导致未来可以制造出更强劲的计算机芯片。把20纳米的晶体管放进一片普通集成电路，形同一根头发放在足球场的中央，现代微处理器包含上亿的最体管。
CNC与NC相比有许多优点，最重要的是：CNC的许多功能是由软件实现的，可以通过软件的变化来满足被控机械设备的不同要求，从而实现数控功能的更改或扩展，为机床制造厂和数控用户带来了极大的方便。
4、结语
总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代一-小型计算机，1974年的第五代一一微处理器和1990年的第六代一基于PC(国外称为PC-BASED)。基于PC 的运动控制器，目前最流行的是PMAC。(P MAC(Program Multiple Axises Controll er)是美国deltatau公司生产制造的多轴运
动控制卡)。参考文献
[1]对生,等.数控系统的基本情况分析与
研究.2002.(7)
[2]李积继,等.CNC系统的研究与开发D] 防爆电机,1995.(2)。
Digital technology and application
数字技术与应用
17