【正文】 工程序和刀具圓弧半徑自動計算假想刀尖軌跡，進行刀具圓角半徑補償，完成零件的加工。 對于有些不具備補償功能經濟型數(shù)控系統(tǒng)的車床可直接按照假想刀尖的軌跡進行編程，即在編程時給出假想刀尖的軌跡，如圖 3b和圖 4 所示的虛線軌跡進行編程。由于目前數(shù)控系統(tǒng)的功能參差不齊，針對不同類型數(shù)控系統(tǒng)，在實際應用中采取方法也不同，有些在編程時就要考慮半徑補償，有些可在機床中進行半徑補償。它隨著計算機技術的發(fā)展而迅速地發(fā)展，在仿真中占有越來越重要的地位。仿真模型對實際系統(tǒng)來講是一個二次簡化的模型。計算機仿真技術不僅在傳統(tǒng)的工程技術 20 領域（航空、航天、化工等方面）繼續(xù)發(fā)展，而且擴大到社會經濟、生物等許多非工程領域，此外，并行處理、人工智能、知識庫和專家系統(tǒng)等技術的發(fā)展正影響著仿真計算機的發(fā)展。但這種方法費工費料，代價昂貴，使生產成本上升，增加了產品加工時間和生產周期。為此，人們一直在研究能逐步代替試切的計算機仿真方法，并在試切環(huán)境的模型化、仿真計算和圖形顯示等方面取得了重要的進展，目前正向提高模型的精確度、仿真計算實時化和改善圖形顯示的真實感等方向發(fā)展。切削過程的力學仿真屬于物理仿真范疇，它通過仿真切削過程的動態(tài)力學特性來預測刀具破損、刀具振動、控制切削參數(shù)，從而達到優(yōu)化切削過程的目的。 Sungurtekin和 Velcker 開發(fā)了一個銑床的模擬系統(tǒng)。 Kawashima 等的接合樹法將毛坯和切削區(qū)域用接合樹（ graftree）表示，即除了空和滿兩種結點，邊界結點也作為八叉 樹（ octtree）的葉結點。毛坯的顯示采用了深度緩沖區(qū)算法，將毛坯劃分為多邊形實現(xiàn)毛坯的可視化。他使用類似圖形消隱的 zbuffer 思想，沿視線方向將毛坯和刀具離散，在每個屏幕象素上毛坯和刀具表示為沿 z 軸的一個長方體，稱為 Dexel 結構。他們使用 zmap 作為基本數(shù)據(jù)結構，記錄一個二維網格的每個方塊處的毛坯高度，即 z 向值。為此 Chappel提出了一種基于曲面技術的“點矢量” (pointvector)法。 設 sg 和 sm 分別為曲面加工的內、外偏差，如果 sgSSM 說明加工處在誤差范圍內， Ssm 則漏切?；趫D像空間的方法速度快得多，能夠實現(xiàn)實時仿真，但由于原始數(shù)據(jù)都已轉化為像素值，不易進行精確 24 的檢測。 2）認真檢查 CNC裝置與外界之間的全部連接電纜是否按隨機提供的連接手冊的規(guī)定，正確而可靠地連接。 （ 2）數(shù)控系統(tǒng)通電后的檢查 1）首先要檢查數(shù)控裝置中各個風扇是否正常運轉。 5）用手動以低速給移動各個軸，觀察機床移動方向的顯示是否正確。 2）應盡量少開數(shù)控柜和強電 柜的門。 6）經常監(jiān)視 CNC裝置用的電網電壓。對于已購置的備用印刷線路板應定期裝到 CNC裝置上通電運行一段時間，以防損壞。萬用表也是一種常用的儀表。 （ 1）故障的表現(xiàn) ①系統(tǒng)發(fā)生故障的工作方式 工作方式有： Tape（紙帶方式）、 MDI（手動數(shù)據(jù)輸入方式）、 MEMORY（存儲器方式）、 EDIT（編輯）、 HANDLE（手輪）、 JOG（點動）方式。 ⑤在 CRT上的報警及報警號。 ③故障發(fā)生的方式，判別是否與進給速度、換刀方式或是與螺紋切削有關。 ③本系統(tǒng)以前是否發(fā)生過同樣故障？ （ 4）外界狀況 ①環(huán)境溫度。 ⑤輸入電壓調查，輸入電源是否有波動、電壓值等。高速、 高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。加工一薄壁飛機零件，只用 30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需 3h，在普通銑床加工需 8h；德國 DMG 公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達 12*!000r/mm 和 1g。 2. 5 軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展 采用 5 軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。因此促進了復合主軸頭類型 5 軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含 5面加工機床）的發(fā)展。 為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運 32 行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。 4. 重視新技術標準、規(guī)范的建立 （ 1） 關于數(shù)控系統(tǒng)設計開發(fā)規(guī)范 如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結構數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范 (OMAC、 OSACA、 OSEC)的研究和制定，世界 3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定，預 示了數(shù)控技術的一個新的變革時期的來臨。為此，國際上正在研究和制定一 33 種新的 CNC 系統(tǒng)標準 ISO14649（ STEP－ NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產品整個生命 周期內的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領域產品信息的標準化。其次， STEPNC 數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約 75％）、加工程序編制時間（約 35％）和加工時間（約50％）。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經在配備了 SIEMENS、 FIDIA 以及歐洲 OSACANC 數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機上進行了驗證。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的 34 改善，我國數(shù)控技術的研究、開發(fā)以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。 縱觀我國數(shù)控技術近 50 年的發(fā)展歷程，特別是經過 4 個 5 年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產能力的數(shù)控系統(tǒng)生產廠。 雖然在數(shù)控技術的研究開發(fā)以及產業(yè)化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數(shù)控技術的研究開發(fā)，尤其是在產業(yè)化方面的技術水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實需求還有較 大的差距。 ，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產；功能部件專業(yè)化生產水平及成套能力較低；外觀質量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。對國產數(shù)控產業(yè)進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術應用水平及能力分析不夠。不良機制造成人才流失，又制約了技術及技術路線創(chuàng)新、產品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難。 對我國數(shù)控技術和產業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考 戰(zhàn)略考慮 我國是制造大國，在世界產業(yè)轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業(yè)結構調整中，我國制造業(yè)將進一步“空芯”。 強調市場需求為導向，即以數(shù)控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床、典型數(shù)字化機械、重點行業(yè)關鍵設備等）帶動數(shù)控產業(yè)的發(fā)展。 37 第 6 章 結語 從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產業(yè)化水平為目標，用系統(tǒng)的方法， 選擇能夠主導 21 世紀初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關鍵技術以及支持產業(yè)化發(fā)展的支撐技術、配套技術作為研究開發(fā)的內容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。 我們衷心希望，我國科技界、產業(yè)界和教育界通力合作，把握好知識經濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球化帶來的嚴峻挑戰(zhàn)，為在 21 世紀使我國數(shù)控技術和產業(yè)走向世界的前列，使我國經濟保持強勁的發(fā)展勢頭而共同努力奮斗！ 38 參考文獻 。本文在對數(shù)控技術和產業(yè)發(fā)展趨勢的分析，對我國數(shù)控領域存在的問題進行研究的基礎上，對 21 世紀我國數(shù)控技術和產業(yè)的發(fā)展途徑進行了探討，提出了以科技創(chuàng)新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術支持和服務為后盾，堅持可持續(xù)發(fā)展道路的總體發(fā)展戰(zhàn)略。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。 我們應站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術和產業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達國家把高精尖數(shù)控產品都列為國家的戰(zhàn)略物質，對我國實現(xiàn)禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。企業(yè)在技術方面自主創(chuàng)新能力不強，核心技術的工程化能力不強。從技術的角度關注數(shù)控產業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、 完善的培訓、服務網絡等支撐體系。 分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。從國際上來看，對我國數(shù)控技術水平和產業(yè)化水平估計大致如下。這些生產廠基本形成了我國的數(shù)控產業(yè)基地。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅動、數(shù)控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發(fā)的基礎，部分技術已商品化、產業(yè) 化。在此階段，我國國產數(shù)控裝備的產業(yè)化取得了實質性進步。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數(shù)控技術的發(fā)展較為緩慢。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的 20 個 CAD/CAM/CAPP/CNC 用戶、廠商和學術機構。首先， STEPNC 提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中， NC 加工程序都集中在單個計算機上。 （ 2） 關于數(shù)控標準 數(shù)控標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。德國DMG 公司展出 DMUVoution 系列加工中心，可在一次裝夾 下 5 面加工和5 軸聯(lián)動加工，可由 CNC 系統(tǒng)控制或 CAD/CAM 直接或間接控制。但過去因 5 軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比 3 軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù) 倍，加之編程技術難度較大，制約了 5 軸聯(lián)動機床的發(fā)展。 在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的 MTBF 值已達 6 000h 以上，伺服系統(tǒng)的 MTBF 值達到 30000h 以上，表現(xiàn)出非常高 的可靠性。目前世界上許多汽車廠， 30 包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。