机床电气控制的发展趋势

随着科学技术的发展，对生产工艺过程不断提出新的要求，机床电气控制装置也不断更新。在控制方法上，主要是从手动控制到自动控制；在控制功能上，从简单到复杂；在操作上，由笨重到轻巧；从控制原理上，由单一的有触点硬接点的继电控制系统转为以微处理器为中心的软控制系统。新的控制理论和新的电器及电子器件的出现，不断地推动着机床电气控制技术的发展。

在20世纪20年代至30年代，主要采用继电器－接触器的控制方式。这种控制方式的优点是结构简单、价格低廉、维护方便、抗干扰能力强，因此被广泛地应用于各类机床和机械设备，采用这种控制方式不仅可以方便地实现生产工艺过程自动化，而且还可以实现集中控制和远程控制。目前，继电器－接触器控制仍然是我国机床和其他机械设备最基本的电气控制方式之一。继电器－接触器控制系统的缺点是：由于采用固定接线方式，所以在进行程序控制时，不易改变控制逻辑程序，灵活性差；由于继电控制采用有触点开关方式，所以动作频率不允许过高，触点寿命短、易损坏。

20世纪40年代至50年代，出现了磁放大器－电动机控制系统，这是一种闭环反馈控制系统，通过反馈作用可以自动进行调整，对偏差进行纠正，系统的控制精度、控制速度等性能指标都有提高。20世纪60年代出现了晶体管－晶闸管控制，发展到20世纪70年代形成了集成电路放大器－晶闸管控制。由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅使调速性能得到较大改善，而且减少了机电设备和占地面积，减少了损耗，提高了经济性。

在20世纪70年代后期，随着大规模集成电路和微处理器技术的发展和运用，出现了采用软件手段来实现各种程序控制的功能，以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器利用微处理器的基本逻辑运算功能来进行控制编程，这种器件完全能适应恶劣的工业环境。由于它兼备了计算机控制系统和继电控制系统两方面的优点，目前在工业控制中展现出了强劲的发展势头，已被世界各国作为一种标准化通用装置普遍用于工业控制。(www.xing528.com)

为了解决占机械加工总量80%左右的单件和小批量生产自动化，以提高生产效率、提高产品质量和降低劳动强度，在20世纪50年代出现了数控机床，它是一种具有广泛通用性的高效率自动化机床。如今它综合应用了电子技术、检测技术、计算机技术、自动控制和机床结构设计等技术领域内的最新技术成果，在一般数控机床的基础上，发展成为附带自动换刀和自适应等功能的复杂数控系列产品。它能对多道工序的工件进行连续加工，节省了夹具，缩短了定位、对刀等辅助时间，提高了工作效率和产品质量，成功地取代了以往靠模板、凸轮、专用夹具、刀具等来实现顺序加工的自动机床、组合机床和专用机床。

随着计算机应用技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，进一步推动了数控系统的发展，因此产生了自动编程系统、计算机控制系统（CNC）、计算机群控系统（DNC）和柔性制造系统（FMS）。FMS是把一组数控机床与工件、刀具、夹具等用自动传递连接起来，并在计算机的统一控制下形成一整套管理和制造相结合的生产体系。这就组成了计算机群控自动线，或称柔性制造系统。当今的计算机集成制造系统（CIMS）和设计制造一体化（CAD/CAM）代表了机械制造自动化的一个新的发展阶段，实现了从产品设计到制造的全部自动化。