以下文章来源于智造苑 ，作者小智
导读
由于数控技术是高度市场化条件下竞争发展起来的，其前沿数控技术的研究与开发主要集中于知名数控系统企业中，呈现出了百花齐放、百家争鸣的良好局面。
文章来源
本文引自：《新一代智能化数控系统》（作者：陈吉红，杨建中，周会成），由清华大学出版社「智造苑」原创首发，数字化企业经授权发布。
作为机床、机器人等主机设备的大脑，数控系统须与之配套使用才可以发挥效用。从数控系统企业与主机厂的关系来看，数控系统产业主要有3种发展模式。
（1）西门子模式。其主要特点是数控系统企业专注于生产各种规格的数控系统，提供各种标准型的功能模块，为全世界的主机厂提供批量配套。这种模式的优点是：主机厂和数控系统企业发挥各自的优势，有利于形成专业化、规模化生产。缺点是：数控系统企业和主机厂为买卖关系，双方结合不够紧密，主机厂缺乏意愿将知识产权分享给数控系统厂。
（2）哈斯模式。主机厂独立开发数控系统，并与其自产的主机装备配套销售。这种模式的优点是：主机销售带动数控系统推广。其缺点是：主机厂独有品牌的数控系统很难被其它主机厂选用。
（3）马扎克模式。主机厂在数控系统企业提供的开发平台上，研发自主品牌的数控系统，与其主机配套销售。这一模式既避免了 “西门子模式” 和 “哈斯模式”的缺点，又发扬了其自身的优点。这使得主机厂所需要的特殊控制要求、加工工艺和使用特色可方便地融入到数控系统中。主机厂用较少的投入，可形成自己的特色技术、知识产权和数控系统产品。主机厂自主品牌的数控系统的推广，还可以进一步强化主机厂的品牌，增加用户对主机厂的忠诚度，降低主机厂采购数控系统的成本，同时带动数控系统产业的发展。
近二三十年来，随着科技的进步和信息化水平的提升，数控技术也在不断进步与演化。从数控系统的发展历程来看，其技术可以分为三个阶段：数字化技术、网络化技术及智能化技术。
数控系统数字化技术
随着人们制造精度、效率、成本控制等方面的要求不断提高，数控系统必须具有全闭环、高速高精、多轴联动与多通道和误差补偿等高端功能。数控系统的数字化技术主要解决用数控系统替代人的体力劳动和少部分脑力劳动，以实现对数控装备的高效精确控制，提高数控装备的可靠性、加工质量和效率，缩短生产周期，满足制造业高水平发展的要求。
针对数控系统的数字化技术，目前国内外数控系统企业进行了广泛的工业实践。
发那科的Series 0i MODEL F、Series 0i MODEL F Plus数控系统是具有先进伺服技术的CNC系统，能进行纳米级的精密运算。基于该类数控系统，发那科推出ROBONANO α-NMiA超精密加工机，将0.1nm指令应用于加工程序和超精密插补中，结合发那科超精密控制技术，可加工手表和光电子元器件等高精密部件以及生物医药行业产品。图1是应用α-NMiA的0.1nm指令与其前期1nm指令的加工表面轮廓的对比，可看出α-NMiA的0.1nm指令可显著提高加工轮廓的精度及质量。
图1 ROBONANO α-NMiA的0.1nm指令与1nm指令加工质量对比
三菱的M800/M80系列数控系统具有渐开线插补功能，能创建平滑高精的渐开线指令轨迹。M800/M80/C80的SSS-4G高精度控制功能，能有效抑制机械振动，缩短加工时间，平滑加工轨迹，实现高速高精加工。图2所示为三菱M70数控系统（未采用SSS-4G高精控制功能）与M80数控系统（采用SSS-4G高精控制功能）对于转角平滑控制的对比图，对比结果证明基于规范模型的前馈控制，能实现更平滑的高精伺服控制。
图2 三菱M80的SSS-4G功能用于转角平滑控制
西门子SINUMERIK 840Dsl系列数控系统采用模块化结构设计，软硬件的灵活搭配可满足多种设备及生产环境的需求。SINUMERIKMDynamic工艺包提供CAD/CAM解决方案，集成了完整的铣削技术，包括精优曲面的创新型运动控制技术，以适应五轴铣削加工。SINUMERIK 840Di sl数控系统可按照个性化的操作方式和理念，改变人机界面（HMI），可在数控核心部分使用标准开发工具对用户指定的系统循环和功能宏进行调整。
此外，德国海德汉的TNC530、TNC640系列TNC控制器，采用全新的微处理器结构，具有强大的计算能力，可控制12轴联动；法国施耐德NUM的Axium Power数控系统，采用了先进的数字信号处理技术，适用于高速高精控制；法格（Fagor）CNC8070高档数控系统可以控制多达28个进给轴（联动）、4个主轴、4个刀库和4个执行通道。
国产数控系统华中数控HNC-848D具有五轴联动、高速高精、多轴多通道控制、双轴同步控制等数字化技术核心功能，如图3所示的五轴RTCP功能和图4所示的纳米插补功能。沈阳高精GJ400数控系统采用高性能开放式体系结构，可安装多种操作系统，支持二次开发，采用高性能刀片式处理器模块，最小指令单位到达0.001μm。大连光洋GNC60数控系统采用基于光纤介质的高速数控现场总线GLINK2.0，具备高速实时信息点对点传输功能和多轴联动多通道控制技术，最多可支持 8通道128轴同步控制，同时支持双轴同步驱动控制、高速高精等控制功能。
