數控系統一般由3大部分組成：控制系統、伺服系統和位置測量系統。其中，控制系統是數控機床的“大腦”，是一個具有計算能力的控制元件或者計算機，負責向伺服系統發送運動控制指令。位置測量系統負責檢測機械的運動位置和速度，并將信息反饋到控制系統和伺服系統，達到精確控制的目的。伺服系統將來自控制系統的控制指令和測量系統的反饋信息進行比較和調節后，通過控制電流驅動伺服電機，再由伺服電機驅動機床部件的運動，所以“伺服”是將電能轉化為機械運動的過程?？刂葡到y和伺服系統之間由現場總線連接，總線負責傳遞信息數據，是整個系統的“神經網絡”。數控系統的結構如圖2所示。 智能制造裝備數控系統具備傳統數控系統的基本硬件，以及基于PC控制的全軟件式結構。其體系結構從嵌入式向開放式系統轉變，從專用封閉式轉變為通用開放式，不僅能使機床實現數控，而且能使機床與移動互聯網無縫連接，其核心技術為信息通信技術（ICT）。 智能制造裝備數控系統除了使機床具備感知、自學習、自診斷、自判斷能力外，還增加了從用戶角度定義的智能化功能。例如，三維仿真功能：使操作人員預覽加工軌跡，提升管理效率，分辨后續加工問題；工藝支持功能：把操作經驗轉換為程序代碼，指導經驗匱乏人員；特征編程功能：系統根據三維圖紙調用后臺工藝支持功能，直接生成加工程序，并完成校對測量等任務；圖形診斷功能：使智能設備可以自動診斷故障，生成三維圖片引導用戶解決問題，在網絡支持下，可實現遠程診斷功能，與企業上層信息管理系統連接，以智能設備為中心，又可集成作業計劃、生產調度、設備管理、成本核算等信息系統。數控機床在生產人工制品的同時也產生相應的數據。智能制造裝備的可控制及聯動軸數較傳統設備更多，如五軸數控系統與兩軸、三軸系統有著巨大的技術跨越，不僅需要完成底層算法，還需考慮軸與軸之間的協調、同步及規劃。 智能制造裝備數控系統作為機床的“大腦”，集成了開放式數控系統架構、大數據采集與分析技術、多傳感器融合技術，直接決定著機床裝備的智能化水平。（1）開放式數控系統架構。遵循公開性、擴展性及兼容性原則，確保機床中的軟硬件具有互換性、可擴展性和互操作性。包括系統平臺和應用軟件，其中系統平臺對機床運動部件進行數字量控制，它所具備的硬件和軟件平臺用于運行應用軟件。硬件平臺是實現系統功能的物理實體，主要包括處理器、存儲器、電源、I/O接口、顯示器、控制面板及外設裝置。在系統、軟件和程序的驅動下，完成各項任務。軟件平臺是開放式數控系統的核心，包括操作系統、通信系統、圖形系統和編程接口等，應用軟件在軟件平臺中對系統硬件進行利用和控制。（2）應用軟件分為標準模塊庫。運動控制模塊、I/O控制模塊、邏輯控制模塊、網絡控制模塊等；系統配置軟件將各模塊配置成一致、完整的應用軟件系統，是軟件集成的工具和方法；用戶應用軟件根據應用協議自行開發或由系統制造商開發。（3）大數據采集與分析技術。主要負責采集機床內部或外加傳感器的信息，如主軸電流、力矩、刀具狀態、G指令時間、位置、速度等內部信息和振動、熱誤差、變形量等外部信息，以支撐制造過程管理及分析優化。（4）多傳感器融合模塊。采集機床加工過程相關信息并進行融合、特征提取，為智能控制、故障診斷及加工工藝優化提供數據支撐。未來智能化數控系統關鍵技術研究在于數控系統的開放化、網絡化；具有自適應、自學習的智能伺服系統；多傳感器信息融合理論及技術；CAD、CAM、CNC集成技術等，如圖3所示。
公安備案號：11010502039965??? 