【正文】 機床、數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控磨床和數(shù)控車床。數(shù)控機床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)用于數(shù)控機床的運算、管理和控制，通過輸入介質(zhì)得到數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進行解釋和運算并對機床產(chǎn)生作用；伺服系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令驅(qū)動機床，使刀具和零件執(zhí)行數(shù)控代碼規(guī)定的運動；檢測系統(tǒng)則是用來檢測機床執(zhí)行件（工作臺、轉(zhuǎn)臺、滑板等）的位移和速度變化量，并將檢測結(jié)果反饋到輸入端，與輸入指令進行比較，根據(jù)其差別調(diào)整機床運動；機床傳動系統(tǒng)是由進給伺服驅(qū)動元件至機床執(zhí)行件之間的機械進給傳動裝置；輔助系統(tǒng)種類繁多，如：固定循環(huán)（能進行重復加工） 、自動第 5 頁換刀（可交換指定的刀具） 、傳動間隙補償（補償機械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的間隙誤差）等等。 數(shù)控機床的發(fā)展過程自從 1952 年第一臺數(shù)控銑床在美國誕生以來，隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制和精密測量技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床得到迅速的發(fā)展和更新?lián)Q代。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展先后經(jīng)歷了電子管（1952 年） 、晶體管（1959 年） 、小規(guī)模集成電路（1956 年） 、大規(guī)模集成電路及小型計算機（1970 年）和微處理或計算機（1974 年）等五代數(shù)控系統(tǒng)。前三代數(shù)控系統(tǒng)采用專用電子線路實現(xiàn)硬件式數(shù)控，一般成為普通數(shù)控系統(tǒng)，簡稱 NC。第四代和五代系統(tǒng)是采用微處理器及大規(guī)模集成電路組成的軟件式數(shù)控系統(tǒng)，稱為現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，簡稱 CNC(第四代)和 MNC（第五代） 。由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的控制功能大部分由軟件技術(shù)來實現(xiàn)，因而使硬件得到進一步簡化，系統(tǒng)可靠性提高，功能更加靈活和完善。目前現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)幾乎完全取代了以往的普通數(shù)控系統(tǒng)。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，用通用微機技術(shù)開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)可以得到強的力的硬件和軟件支持，這些軟件和硬件是開放式的，此時的通用微機除了具備本身的功能外，還具有全功能數(shù)控系統(tǒng)的全部功能，這是一條發(fā)展數(shù)控技術(shù)的途徑。當前全功能數(shù)控系控的特點有：1. 選用高速微處理器微處理器是現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，擔負著運算、存儲和控制等多重任務(wù)，其位數(shù)和運行速度直接關(guān)系到加工效率和加工精度。高速 32 位微處理器的采用，使得數(shù)控系統(tǒng)的輸入譯碼、計算和輸出等環(huán)境都在高速下進行，同時提高了多軸聯(lián)動，進給速度和分辨率等指標。 2. 配置高速，功能強的可編程控制器數(shù)控系統(tǒng)除了對位置進行信息控制外，還要對 I/O 狀態(tài)量進行控制。數(shù)控系統(tǒng)中高速和強功能的可編程控制器能滿足數(shù)控機床這方面的要求。同時，PLC 輸入/輸出點數(shù)和 PLC 容量的增加可滿足直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DNC）和柔性制造單元（FMC）的控制要求。3 CRT 圖形顯示、人機對話功能及自診斷功能大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采用 CRT 于手能鍵盤配合，實現(xiàn)程序的輸入，編輯、修改和刪除等功能，具有前臺操作、后臺編輯的功能及用戶宏程序等；可以有二維圖形軌跡顯示，有的還可以實現(xiàn)三維彩色動態(tài)圖形的顯示。系統(tǒng)具有硬件、軟件及機床故障自診斷功能，提高了可維修性。4．具有多種監(jiān)控、檢測和補償功能為了提高數(shù)控機床的效率及加工精度，有些數(shù)控機床配置了各種測量裝置，如刀具磨損的檢測、機床精度及熱變形的檢測等，于之相適應(yīng)，數(shù)控系統(tǒng)則有刀具壽命管理、刀具參數(shù)補償、反向間隙及絲杠螺距誤差補償、熱變形補償?shù)裙δ堋?．CND 智能化第 6 頁在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引進了自適應(yīng)控制技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)能檢測對機床本身有影響的信息，并自動連續(xù)調(diào)整有關(guān)數(shù)據(jù)，以達到系統(tǒng)運行的最優(yōu)化。在有的 CNC 系統(tǒng)中，有建立了切削率的數(shù)據(jù)庫及切削用量的專家系統(tǒng)等。大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都有學習及示教功能。6．通信功能一般數(shù)控系統(tǒng)都有通信功能，如采用 RS 232C 串行接口與編程機、微機等外設(shè)通信。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)還要于其他數(shù)控系統(tǒng)或上級計算機通信，所以除了 RS232 接口外，還有 RS422 的 DNC 等多種通信接口。數(shù)控系統(tǒng)要單機的進入柔性制造系統(tǒng)進而形成計算機知集成制造系統(tǒng)，就要求數(shù)控系統(tǒng)具有更高通信功能為此有的數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)了符合 ISO 開發(fā)系統(tǒng)互聯(lián)七成網(wǎng)絡(luò)模型的通信規(guī)約，為自動化技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。7．標準化、通用化和模塊化現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的性能越來越完善，功能越來越多樣，促使數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)標準化、通用化和模塊化?，F(xiàn)在不同的標準化模塊可以組成各種不同的數(shù)控機床控制系統(tǒng)。能方便的移植計算機行業(yè)或自動化領(lǐng)域的成果，也便于現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)進一步擴展及升級。8．開發(fā)性基于 PC 的開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為數(shù)技術(shù)發(fā)展的重要方向，通過制定必要的技術(shù)規(guī)范，在通用 PC 基礎(chǔ)上一方面使硬件的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有兼容性；另一方面使軟件、接口等技術(shù)規(guī)范化和標準化，為機床制造廠或用戶提供一個良好的開發(fā)環(huán)境?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的平均無故障時間已達到 30000h 以上。數(shù)控系統(tǒng)與微機和通用機積極生產(chǎn)批量大小的區(qū)別，其制造過程，包括元件篩選，印制電路板、焊接和貼附、生產(chǎn)過程及最終產(chǎn)品的檢測和出廠前整機的考機等措施保證了數(shù)控系統(tǒng)有很高的可靠性。 數(shù)控加工工藝分析包括：分析零件圖、重要尺寸與精度的分析、工件的定位、定位基準的選擇、工件的夾緊、夾具設(shè)計、加工余量的確定、切削用量的選擇、冷卻液的選擇、工序尺寸與公差的確定、機械加工精度與表面精度、加工所用的刀具的設(shè)計與選擇（刀具的材質(zhì)、幾何角度與形狀、各種參數(shù)的設(shè)計） 、制定工藝工序卡； 數(shù)控加工數(shù)控加工是將待加工零件進行數(shù)字化表達，數(shù)控機床按數(shù)字量控制刀具和零件的運動，從而實現(xiàn)零件加工的過程。被加工零件采用線架、曲面、實體等幾何體來表示，CAM 系統(tǒng)在零件幾何體基礎(chǔ)上生成刀具軌跡，經(jīng)過后處理生成加工代碼，將加工代碼通過傳輸介質(zhì)傳給數(shù)控機床，數(shù)控機床按數(shù)字量控制刀具運動，完成零件加工。其過程如下圖所示：【零件信息】→【CAD 系統(tǒng)造型】→【CAM 系統(tǒng)生成加工代碼】→【數(shù)控機床】→【零件】第 7 頁（1）零件數(shù)據(jù)準備：系統(tǒng)自設(shè)計和造型功能或通過數(shù)據(jù)接口傳入 CAD 數(shù)據(jù)，如STEP，IGES ，SAT，DXF，XT 等；在實際的數(shù)控加工中，零件數(shù)據(jù)不僅僅來自圖紙，特別在廣泛采用 Inter 網(wǎng)的今天，零件數(shù)據(jù)往往通過測量或通過標準數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)确绞降玫?。?）確定粗加工、半精加工和精加工方案。（3）生成各加工步驟的刀具軌跡。（4）刀具軌跡仿真。（5）后期處理輸出加工代碼。（6）輸出數(shù)控加工工藝技術(shù)文件。（7）傳給機床實現(xiàn)加工。 數(shù)控編程系統(tǒng)數(shù)控加工機床與編程技術(shù)兩者的發(fā)展是緊密相關(guān)的。數(shù)控加工機床的性能提升推動了編程技術(shù)的發(fā)展，而編程手段的提高也促進了數(shù)控加工機床的發(fā)展，二者相互依賴。現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向發(fā)展，而編程方式也越來越豐富。數(shù)控編程可分為機內(nèi)編程和機外編程。機內(nèi)編程指利用數(shù)控機床本身提供的交互功能進行編程，機外編程則是脫離數(shù)控機床本身在其他設(shè)備上進行編程。機內(nèi)編程的方式隨機床的不同而異，可以以“手工”的形式分行輸入控制代碼（手工編程）、交互方式輸入控制代碼（會話編程）、圖形方式輸入控制代碼（圖形編程），甚至可以語音方式輸入控制代碼（語音編程）或通過高級語言方式輸入控制代碼（高級語言編程）。但機內(nèi)編程一般來說只適用于簡單形體，而且效率較低。機外編程也可以分成手工編程、計算機輔助 APT 編程和CAD/CAM 編程等方式。機外編程由于其可以脫離數(shù)控機床進行數(shù)控編程，相對機內(nèi)編程來說效率較高，是普遍采用的方式。隨著編程技術(shù)的發(fā)展，機外編程處理能力不斷增強，已可以進行十分復雜形體的靈敏控加工編程。隨著微電子技術(shù)和 CAD 技術(shù)的發(fā)展，自動編程系統(tǒng)也逐漸過渡到以圖形交互為基礎(chǔ)的與 CAD 集成的 CAD/CAM 系統(tǒng)為主的編程方法。與以前的語言型自動編程系統(tǒng)相比， CAD/CAM集成系統(tǒng)可以提供單一準確的產(chǎn)品幾何模型，幾何模型的產(chǎn)生和處理手段靈活、多樣、方便，可以實現(xiàn)設(shè)計、制造一體化。雖然數(shù)控編程的方式多種多樣，毋庸置疑，目前占主導地位的是采用 CAD/CAM 數(shù)控編程系統(tǒng)進行編程。 CAD/CAM 系統(tǒng)20 世紀 90 年代以前，市場上銷售的 CAD/CAM 軟件基本上為國外的軟件系統(tǒng)。90 年代以后國內(nèi)在 CAD/CAM 技術(shù)研究和軟件開發(fā)方面進行了卓有成效的工作，尤其是在以 PC 機動性第 8 頁平臺的軟件系統(tǒng)。其功能已能與國外同類軟件相當，并在操作性、本地化服務(wù)方面具有優(yōu)勢。一個好的數(shù)控編程系統(tǒng)，已經(jīng)不是一種僅僅是繪圖，做軌跡，出加工代碼，他還是一種先進的加工工藝的綜合，先進加工經(jīng)驗的記錄，繼承，和發(fā)展。北航海爾軟件公司經(jīng)過多年來的不懈努力，推出了 CAXA 制造工程師數(shù)控編程系統(tǒng)。這套系統(tǒng)集 CAD、CAM 于一體，功能強大、易學易用、工藝性好、代碼質(zhì)量高，現(xiàn)在已經(jīng)在全國上千家企業(yè)的使用，并受到好評，不但降低了投入成本，而且提高了經(jīng)濟效益。CAXA 制造工程師數(shù)編程系統(tǒng)，現(xiàn)正在一個更高的起點上騰飛。 利用 CAXA 制造工程師 CAD/CAM 系統(tǒng)進行自動編程的基本步驟CAM 系統(tǒng)的編程基本步驟如下：? 理解二維圖紙或其它的模型數(shù)據(jù)? 建立加工模型或通過數(shù)據(jù)接口讀入? 確定加工工藝（裝卡、刀具等）? 生成刀具軌跡? 加工仿真? 后期處理生成 NC 代碼? 輸出加工代碼現(xiàn)在分別予以說明。加工工藝的確定加工工藝的確定目前主要依靠人工進行，其主要內(nèi)容有：? 核準加工零件的尺寸、公差和精度要求? 確定裝夾位置? 選擇刀具? 確定加工路線? 選定工藝參數(shù)加工模型建立利用 CAM 系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被加工部位繪制計算機屏幕上。作為計算機自動生成刀具軌跡的依據(jù)。加工模型的建立是通過人機交互方式進行的。被加工零件一般用工程圖的形式表達在圖紙上，用戶可根據(jù)圖紙建立三維加工模型。針對這種需求，CAM 系統(tǒng)應(yīng)提供強大幾何建模功能，不僅應(yīng)能生成常用的直線和圓弧，還應(yīng)提供復雜的樣條曲線、組合曲線、各種規(guī)則的和不規(guī)則的曲面等的造型方法，并提供種過渡、裁剪、幾何變換等編輯手段。第 9 頁被加工零件數(shù)據(jù)也可能由其他 CAD/CAM 系統(tǒng)傳入，因此 CAM 系統(tǒng)針對此類需求應(yīng)提供標準的數(shù)據(jù)接口，如 DXF、IGES、STEP 等。由于分工越來越細，企業(yè)之間的協(xié)作越來越頻繁，這種形式目前越來越普遍。被加工零件的外形不可能是由測量機測量得到，針對此類的需求，CAM 系統(tǒng)應(yīng)提供讀入測量數(shù)據(jù)的功能，按一定的格式給出的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動生成零件的外形曲面。刀具軌跡生成建立了加工模型