數控系統是用于機械加工方面，如機床。應用范圍不同。產品的功能也不同，。

SIMOTION是一個全新的西門子運動控制系統，它是世界上款針對生產機械而設計的控制系統，將運動控制，邏輯控制及工藝控制功能集成于一身，為生產機械提供了完整的解決方案。 

—-機械運動越來越復雜，對速度及精度的要求也越來越高。SIMOTION面向的行業主要是包裝機械，橡塑機械，鍛壓機械，紡織機械，以及其他生產機械領域，正是針對復雜運動控制而推出的全新運動控制系統。 

 

—-SIMOTION運動控制系統： 

 

由一個系統來完成所有的運動控制任務 

適用于具有許多運動部件的機器 

—-SIMOTION系統具有三個組成部分 

 

工程開發系統 

—-工程開發系統可以實現由一個系統解決所有運動控制、邏輯及工藝控制的問題，并且它還能夠提供所有必要的工具，從編程到參數設定，從測試調試到故障診斷。

 

 

實時軟件模塊 

—-這些模塊提供了眾多的運動控制及工藝控制功能。針對某一特定的機器所需的功能，靈活地選擇相關的模塊。

 

 

硬件平臺 

—-硬件平臺是SIMOTION運動控制系統的基礎。使由工程開發系統所開發的且使用了實時軟件模塊的應用程序可以運行在不同的硬件平臺上，用戶可以選擇適合自己機器的硬件平臺。 

 

 

數控系統的概念 

 

        數控系統是數字控制系統的簡稱，英文名稱為Numerical Control System,早期是由硬件電路構成的稱為硬件數控（Hard NC），1970年代以后，硬件電路元件逐步由專用的計算機代替稱為計算機數控系統。

        計算機數控（Computerized numerical control,簡稱CNC）系統是用計算機控制加工功能，實現數值控制的系統。CNC系統根據計算機存儲器中存儲的控制程序，執行部分或全部數值控制功能，并配有接口電路喝伺服驅動裝置的專用計算機系統。

        CNC系統由數控程序、輸入裝置、輸出裝置、計算機數控裝置（CNC裝置）、可編程邏輯控制器（PLC）、主軸驅動裝置喝進給（伺服）驅動裝置（包括檢測裝置）等組成。CNC系統的核心是CNC裝置。由于使用了計算機，系統具有了軟件功能，又用PLC代替了傳統的機床電器邏輯控制裝置，使系統更小巧，其靈活性、通用性、可靠性，易于實現復雜的數控功能，使用、維護也方便，并具有與上位機連接及進行遠程通信功能。

 

 

 

      數控系統的分類

 

數控系統的種類很多，從不同角度對其進行考查，就有不同的分類方法，通常有以下幾種不同的分類方法：

（1） 按控制功能分類

1） 點位控制數控機床

在點位控制數控機床中，工件相對于刀具運動，直到到達零件程序規定的位置后停止，在運動過程中不進行任何加工。刀具在定位點處執行切削任務。點位控制數控系統只準確控制坐標運動的終位置，而對軌跡不作控制要求。為了定位和提高生產率，系統首先高速運行，然后進行減速，使之緩慢趨近定位點以減少定位誤差。點位控制數控機床主要有數控鉆床、印刷電路板鉆孔機、數控鏜床、數控沖床、三坐標測量機等。

2） 輪廓控制數控機床

在輪廓控制(連續軌跡)數控機床中，數控系統控制幾個坐標軸同時諧調運動(坐標聯動)，使工件相對于刀具按程序規定的軌跡和速度運動，在運動過程中進行連續切削加工。

可實現聯動加工是這類數控機床的本質特征。這類數控機床有數控車床、數控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面形狀零件的數控機床?，F代的數控機床基本上都是這種類型。若根據其聯動軸數還可細分為：2軸聯動數控機床、3軸聯動數控機床、4軸聯動數控機床、5軸聯動數控機床。

 其中聯動軸數越多，數控機床的功能越齊全，可以加工的曲面輪廓越復雜，加工精度和效率越高，但系統控制、程序編制也越復雜，只有使用自動編程系統來編制

 

 

 

數控系統的發展趨勢

 

從1952年美國麻省理工學院研制出臺試驗性數控系統，到現在已走過了半個世紀歷程。隨著電子技術和控制技術的飛速發展，當今的數控系統功能已經強大，與此同時加工技術以及一些其他相關技術的發展對數控系統的發展和進步提出了新的要求。

 

趨勢之一：數控系統向開放式體系結構發展

 

 

20世紀90年代以來，由于計算機技術的飛速發展，推動數控技術更快的更新換代。世界上許多數控系統生產廠家利用PC機豐富的軟、硬件資源開發開放式體系結構的新一代數控系統。開放式體系結構使數控系統有的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易的實現智能化、網絡化。近幾年許多紛紛研究開發這種系統，如美國科學制造中心(NCMS)與空軍共同領導的“下一代工作站/機床控制器體系結構”NGC，歐共體的“自動化系統中開放式體系結構”OSACA，日本的OSEC計劃等。開放式體系結構可以大量采用通用微機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結構的新一代數控系統，其硬件、軟件和總線規范都是對外開放的，數控系統制造商和用戶可以根據這些開放的資源進行的系統集成，同時它也為用戶根據實際需要靈活配置數控系統帶來方便，促進了數控系統多檔次、多品種的開發和廣泛應用，開發生產周期大大縮短。同時，這種數控系統可隨CPU升級而升級，而結構可以保持不變。

 

趨勢之二：數控系統向軟數控方向發展

現在，實際用于工業現場的數控系統主要有以下四種類型，分別代表了數控技術的不同發展階段，對不同類型的數控系統進行分析后發現，數控系統不但從封閉體系結構向開放體系結構發展，而且正在從硬數控向軟數控方向發展的趨勢。

傳統數控系統，如FANUC 0系統、MITSUBISHI M50系統、SINUMERIK 810M/T/G系統等。這是一種專用的封閉體系結構的數控系統。目前，這類系統還是占領了制造業的大部分市場。但由于開放體系結構數控系統的發展，傳統數控系統的市場正在受到挑戰，已逐漸減小。

“PC嵌入NC”結構的開放式數控系統，如FANUC18i、16i系統、SINUMERIK 840D系統、Num1060系統、AB 9/360等數控系統。這是一些數控系統制造商將多年來積累的數控軟件技術和當今計算機豐富的軟件資源相結合開發的產品。它具有的開放性，但由于它的NC部分仍然是傳統的數控系統，用戶無法介入數控系統的核心。這類系統結構復雜、功能強大，價格昂貴。

“NC嵌入PC”結構的開放式數控系統 它由開放體系結構運動控制卡和PC機共同構成。這種運動控制卡通常選用高速DSP作為CPU，具有很強的運動控制和PLC控制能力。它本身就是一個數控系統，可以單獨使用。它開放的函數庫供用戶在WINDOWS平臺下自行開發構造所需的控制系統。因而這種開放結構運動控制卡被廣泛應用于制造業自動化控制各個領域。如美國Delta Tau公司用PMAC多軸運動控制卡構造的PMAC-NC數控系統、日本MAZAK公司用三菱電機的MELDASMAGIC 64構造的MAZATROL 640 CNC等。

SOFT型開放式數控系統 這是一種開放體系結構的數控系統。它提供給用戶的選擇和靈活性，它的CNC軟件全部裝在計算機中，而硬件部分僅是計算機與伺服驅動和外部I/O之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應的驅動程序一樣。用戶可以在WINDOWS NT平臺上，利用開放的CNC內核，開發所需的各種功能，構成各種類型的高性能數控系統，與前幾種數控系統相比，SOFT型開放式數控系統具有的性能價格比，因而有生命力。通過軟件智能替代復雜的硬件，正在成為當代數控系統發展的重要趨勢。其典型產品有美國MDSI公司的Open CNC、德國Power Automation公司的PA8000 NT等。

趨勢之三：數控系統控制性能向智能化方向發展

智能化是21世紀制造技術發展的一個大方向。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統使自診斷和故障監控功能更趨完善。伺服系統智能化的主軸交流驅動和智能化進給伺服裝置，能自動識別負載并自動優化調整參數。

 

世界上正在進行研究的智能化切削加工系統很多，其中日本智能化數控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。

 

趨勢之四：數控系統向網絡化方向發展

數控系統的網絡化，主要指數控系統與外部的其它控制系統或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。數控系統一般首先面向生產現場和企業內部的局域網，然后再經由因特網通向企業外部，這就是所謂Internet/Intranet技術。 

 

隨著網絡技術的成熟和發展，近業界又提出了數字制造的概念。數字制造，又稱“e-制造”，是機械制造企業現代化的標志之一，也是先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用，越來越多的國內用戶在進口數控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。

 

數控系統的網絡化進一步促進了柔性自動化制造技術的發展，現代柔性制造系統從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網絡集成制造系統)的方向發展。柔性自動化技術以易于聯網和集成為目標，同時注重加強單元技術的開拓、完善，數控機床及其構成柔性制造系統能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯結，向信息集成方向發展，網絡系統向開放、集成和智能化方向發展。

 

趨勢之五：數控系統向高可靠性方向發展

 

 

隨著數控機床網絡化應用的日趨廣泛，數控系統的高可靠性已經成為數控系統制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16小時內連續正常工作，無故障率在P(t)＝99%以上，則數控機床的平均無故障運行時間MTBF就大于3000小時。我們只對某一臺數控機床而言，如主機與數控系統的失效率之比為10:1(數控的可靠比主機高一個數量級)。此時數控系統的MTBF就要大于33333.3小時，而其中的數控裝置、主軸及驅動等的MTBF就大于10萬小時。如果對整條生產線而言，可靠性要求還要更高。

 

當前國外數控裝置的MTBF值已達6000小時以上，驅動裝置達30000小時以上，但是，可以看到距理想的目標還有差距。

 

趨勢之六：數控系統向復合化方向發展

 

 

在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，復合功能的機床成為近年來發展很快的機種。 

 

柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。

 

普通的數控系統軟件針對不同類型的機床使用不同的軟件版本，比如Siemens的810M系統和802D系統就有車床版本和銑床版本之分。復合化的要求促使數控系統功能的整合。目前，主流的數控系統開發商都能提供高性能的復合機床數控系統。 

 

趨勢之七：數控系統向多軸聯動化方向發展

 

 

由于在加工自由曲面時，3軸聯動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進而對工件的加工質量造成破壞性影響，而5軸聯動控制對球頭銑刀的數控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，因此，各大系統開發商不遺余力地開發5軸、6軸聯動數控系統，隨著5軸聯動數控系統和編程軟件的成熟和日益普及，5軸聯動控制的加工中心和數控銑床已經成為當前的一個開發熱點。

 

近，國外主要的系統開發商在6軸聯動控制系統的研究上已經取得和很大進展，在6軸聯動加工中心上可以使用非旋轉刀具加工任意形狀的三維曲面，且切深可以很薄，但加工效率太低一時尚難實用化。

 

電子技術、信息技術、網絡技術、模糊控制技術的發展使新一代數控系統技術水平大大提高，促進了數控機床產業的蓬勃發展，也促進了現代制造技術的快速發展。數控機床性能在高速度、高精度、高可靠性和復合化、網絡化、智能化、柔性化、綠色化方面取得了長足的進步?，F代制造業正在迎來一場新的技術革命。