【正文】 者改善機(jī)床的操作、使機(jī)床由報(bào)警狀態(tài)快速恢復(fù)正常、顯示加工完成情況報(bào)告（通過(guò)移動(dòng)電話）、機(jī)床報(bào)警通知、時(shí)間顯示、加工完成時(shí)間、要求維護(hù)保養(yǎng)通知等等。e系列車(chē)銑中心為五軸聯(lián)動(dòng)（X、 Y、 Z、 B、 C）。當(dāng)前已開(kāi)發(fā)出模糊邏輯控制和帶自學(xué)習(xí)功能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控系統(tǒng)和其它數(shù)控加工系統(tǒng)。 ① 應(yīng)用自適應(yīng)控制（ Adaptive1.、環(huán)保、安全技術(shù)?三維圓弧插補(bǔ)，可以指定傾斜平面內(nèi)的圓弧。功能為：P4目前支持 NURBS功能的 CNC系統(tǒng)有： FANUC系統(tǒng)的 15B、 16C、 16iMA、 18i、 Seimens、 Heidenhain、 Makino、 Fidia等。② 角度公差控制。刀具軌跡曲線這樣每到一拐角就要降低速度，然后再加速。④ 改變高速切削的表面質(zhì)量 。 m(Ft)2/8r=fT= NURBS插補(bǔ)采樣周期為 1ms， 加工處曲率半徑為 50mm， 產(chǎn)生的法向加速度為 ， 以 行加工。NURBS插補(bǔ)比采用近似分段的直線和圓弧插補(bǔ)更為準(zhǔn)確，刀位 軌跡更加平滑 。直線插補(bǔ)基于點(diǎn)集的直線插補(bǔ)基于 NURBS的樣條插補(bǔ)2） NURBS插補(bǔ)的優(yōu)點(diǎn)：① 與線性插補(bǔ)相比 ， CAM輸出的 NURBS插補(bǔ)的刀位文件大為縮短 ，只有其 1/10~1/100。圖 4. 4 1 NURBS曲線的插補(bǔ)方式 各種插補(bǔ)比較如下：?在 CAM軟件的刀位軌跡計(jì)算時(shí)，直接輸出定義 NURBS曲線的 “控制點(diǎn) ”、 “權(quán)重 ”、 “節(jié)點(diǎn) ”，然后通過(guò)后處理譯成機(jī)床 CNC系統(tǒng)可識(shí)別的 G代碼， CNC以插補(bǔ)速率對(duì)原始的 NURBS曲線進(jìn)行插補(bǔ)加工。1）概述?NURBS插補(bǔ)簡(jiǎn)介使加工自由曲面時(shí)，減小或消除程序段之間出現(xiàn)的條紋。相應(yīng)的硬件（ RISC芯片）。納米控制 ： 在系統(tǒng)檢測(cè)分辨率為 1? m時(shí)，插補(bǔ)分辨率為 1nm。 ? 主軸采用交流同步伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，高增益控制、無(wú)齒槽效?制速度、加速度、加加速度，使加工保持最佳狀態(tài)。緩沖，從而控制刀具以很小的誤差進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng)。 在程序執(zhí)行前，對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理和多段進(jìn)給率和加減速曲線控制。高速高精、低速高精加工功能?最大 I/O點(diǎn)數(shù) 4096/4096? FANUC4.靠性不利。已生產(chǎn)的大量 CNC系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)上變化，對(duì)維修和可PC運(yùn)行以坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)為主的實(shí)時(shí)控制（作為數(shù)控功能運(yùn)行）。PC嵌入式 :把一塊多軸運(yùn)動(dòng)控制卡插入傳統(tǒng)的 PC中，運(yùn)動(dòng)卡問(wèn)題。以 PC機(jī)為平臺(tái)，數(shù)控功能由軟件模塊實(shí)現(xiàn)，但要決實(shí)時(shí)性的CNC）： 全方位開(kāi)放。： ② 可 擴(kuò)展性：不同的模塊能運(yùn)行于一個(gè)平臺(tái)，而不出現(xiàn)沖突。其特點(diǎn)：① 可 移植性：在保持應(yīng)用模塊功能的情況下，不需任何變化就開(kāi)放性 ： OSECOpen歐州的機(jī)床生產(chǎn)商、控制開(kāi)發(fā)商、控制集成商和研究機(jī)構(gòu)參Systems） ”的 聯(lián)合計(jì)劃。Architecture1981年，國(guó)防部為了減少軍備制造對(duì)日本控制系統(tǒng)的依 賴性，開(kāi)始了一項(xiàng)名為 “ 下一代控制器（ NGC） ” 的計(jì)劃， 并成立了 “ 美國(guó)國(guó)家科學(xué)制造中心 ” ，該計(jì)劃于 1991年終 止，完成了 “ 開(kāi)放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)（ SOSAS） ” 。發(fā)展情況 ：?家產(chǎn)品不兼容，成本高。??當(dāng)今的 CNC控制器是個(gè)黑匣子，封閉保密，制造廠和用戶不開(kāi)放式數(shù)控（ OPEN加工質(zhì)量和效率， CNC改變被動(dòng)執(zhí)行者的地位；⑹ 數(shù)控編程界面；⑵ ⑥ ④ 也可能放在幾何數(shù)據(jù)到離散值的簡(jiǎn)單軸運(yùn)動(dòng)）。 改進(jìn) CAD/CAM 程序結(jié)束（ 數(shù)據(jù)段 ）說(shuō)明：文件程序名 、編者、日期、注釋 4.20為加工工步，包括： 21加工特征、 22加工操作21=Round hole(‘ Hole M6 ’ , , …) 。 1規(guī)劃由 工作計(jì)劃 10完成10=Workplan (20, 35, …) 文件頭部分 結(jié)束DATA 。 3. 例子 （西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的 ,其中的斜體為特意加入的說(shuō)明 )：HEADER 。作任務(wù)。?期以及注釋等。?2.將特征與技術(shù)信息聯(lián)系到一起。以工作步驟為加工流程的的基本單位。采用了 ISO10303數(shù)據(jù)格式和面向特征的編程原則。操作（ operation） 本身是 ISO14649定義的一個(gè)面向的概念，工作步驟將具體的加工特征（如平面、復(fù)雜曲面、孔等）與?工作計(jì)劃包括若干工作步驟（ Working3.12）；?放電加工（ Part1）；?通用數(shù)據(jù)（ Part其中有：?三維幾何信息 AP203/AP214；?特征信息 AP224；?工藝信息（如車(chē)、銑、放電加工等） AP219；?檢測(cè)信息 AP219等等。 作為 STEPNC研制情況?STEPNC是當(dāng)前世界各國(guó)正在開(kāi)展的研究項(xiàng)目。/CAM與 CNC一體化的加工。?STEPNC為 “新型的 CNC控制器數(shù)據(jù)模型 ”Data）Exchange限制了制造業(yè)的發(fā)展。?體現(xiàn)不出 IT技術(shù)與 MT技術(shù)的結(jié)合： CAD/CAM/CAE/PDM… 4.4. . 。高效傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)、選擇、計(jì)算、機(jī)電匹配 .傳動(dòng)系統(tǒng) .機(jī)電匹配：機(jī)電分工、電機(jī)和控制系統(tǒng)的選擇 .2.主機(jī)的設(shè)計(jì) ?采用高效傳動(dòng)件：精密滾珠絲杠、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副、精密 齒條、蝸母條、靜壓、磁浮導(dǎo)軌等。 3.數(shù)控 機(jī)床的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 第三部分 伺服系統(tǒng)；●光纖通訊的三環(huán)（電流、速度、位置）全閉環(huán)控制交流數(shù)字對(duì)驅(qū)動(dòng)控制及伺服電機(jī)的特殊要求●豐富的宏指令，循環(huán)指令； ●雙向螺距誤差補(bǔ)償 ； 切削進(jìn)給插補(bǔ)前 /后的直線加 /減速功能；法線方向及緩曲線法線方向控制；前視功能；高精度（納米）輪廓控制； interpolation） 210/160i/180i/數(shù)控、北京 FANUC、 上海開(kāi)通數(shù)控、南京方達(dá)數(shù)控、威海華東8． 可靠性 怎樣選擇 CNC系統(tǒng) ：5． 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi) PLC功能 5)補(bǔ)償功能 進(jìn)給系統(tǒng) 100萬(wàn)脈沖 /每轉(zhuǎn)、 1600萬(wàn)脈沖 /每轉(zhuǎn)（ FANUC 0i） ,分辨率 為 ， 速度最高可達(dá)到 100M I/O處理 通訊診斷 譯控 CNC軟件 主軸控制接口MDI/CRT接口手搖脈沖發(fā)生器接口圖 4 單 CPU數(shù)控裝置 數(shù)控裝置軟件的基本組成和功能 軟件由控制功能程序、管理功能程序組成 實(shí)時(shí)性強(qiáng) ,用于進(jìn)給坐標(biāo)的位置控制，中斷完成 。 通訊控制接 AMR ?微機(jī)基本系統(tǒng) ?人機(jī)界面接口 :鍵盤(pán)、顯示器、操作面板、手搖脈沖發(fā)生器 ?通訊接口、 RS23 RS485串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口 ?進(jìn)給軸位置控制接口 ?主軸控制接口 ?輔助功能（ M 指令 ）控制接口 ● 數(shù)控裝置（專(zhuān)用計(jì)算機(jī)）：硬件和軟件組成。五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng) 是關(guān)鍵技術(shù)。 3 .數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)③ 弦線逼近、割線逼近、切線逼近。 插補(bǔ)有二層意義 ： 基本線型的形成及如何分段逼近 。將曲線 L分割成： l0、 l l2…… 、 li等線段。跡控制原理（插補(bǔ)原理）。■1990年后 ,高速加工，納米制造?！?970年，第四代小型計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CNC綠色制造、納米制造、高速加工等等。– FMSAidedMaunfacturng)通訊 ▼ CAD ◆ 數(shù)控技術(shù)： 用 數(shù)控機(jī)床（數(shù)控設(shè)備）進(jìn)行 自動(dòng)化加工的一 種技術(shù)，它綜合應(yīng)用了多種學(xué)科的知識(shí) 。Numerical 數(shù)控技術(shù)的基本知識(shí)和現(xiàn)代數(shù)控的發(fā)展方向 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院數(shù)控技術(shù)研究室 2022年 5月 12日— ◆ 數(shù)控機(jī)床 ： 是實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化的關(guān)鍵設(shè)備，是柔性自動(dòng)生:Design)Aided(ComputerCNC用在制造系統(tǒng)中CNC： DNC – FMC隨之出現(xiàn)刀庫(kù)，機(jī)械手、 加工中心 ；■1960年，第三代集成電路數(shù)控系統(tǒng)，硬邏輯數(shù)控系統(tǒng)（稱為 NC； NC） 系 統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)（ IMS） 大發(fā)展。 如圖 ?！?插補(bǔ) （ Interpolation） 是用被加工軌跡的有限信息（如起點(diǎn)和終點(diǎn)之間），計(jì)算插進(jìn)刀具運(yùn)動(dòng)的許多中間點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化工作，然后用已知線型（如直線、圓弧等）逼近。 分段逼近 ： 按允許的誤差?！?為什么補(bǔ)用數(shù)學(xué)函數(shù)直接插補(bǔ)？不能滿足實(shí)時(shí)控制的要求； 2 .數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用1） 多品種變批量 、單件 小批量 的自動(dòng)化 2） 柔性加工和柔性自動(dòng)化 ◆ 小批量而又輪番生產(chǎn)的零件； ◆ 幾何形狀復(fù)雜的零件； ◆ 在加工過(guò)程中必須進(jìn)行多種工序加工的零件； ◆ 切削余量大的零件； ◆ 必須嚴(yán)格控制公差（公差帶范圍很?。┑牧慵?； ◆ 工藝設(shè)計(jì)會(huì)經(jīng)常變化的零件； ◆ 貴重零件； ◆ 需全部檢測(cè)的零件，等等 。1） 按控制運(yùn)動(dòng)的 軌跡 特點(diǎn)分類(lèi)◆ 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 ◆ 直線控制數(shù)控機(jī)床 (單軸數(shù)控 ) ◆ 輪廓控制的數(shù)控機(jī)床：分為兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)， ，三坐 標(biāo)聯(lián)動(dòng)，四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)等數(shù)控機(jī)床。5）按 驅(qū)動(dòng)方式 分類(lèi) ◆ 步進(jìn)式 ◆ 直流伺服 ◆ 交流伺服（交流模擬、交流數(shù)字） 6）按組成和功能 ◆ 開(kāi)放式數(shù)控 ◆ 智能數(shù)控 第二部分 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)（ CNC） CNC系統(tǒng)的組成CNC系 統(tǒng) 由 “ 數(shù)控裝置 ” 、 “ 伺服系統(tǒng) ” 和系統(tǒng)程序 組成。 接口： 人機(jī)界面接口、通訊接口、機(jī)電接口 輔助功能 （ M） 控制接口等 ： 與軟件一起 接收輸入信息（程序）、經(jīng)過(guò)譯碼、軌跡計(jì)算（速 度計(jì)算）、補(bǔ)償計(jì)算、加 /減處理和插補(bǔ)運(yùn)算，給各個(gè)坐標(biāo)的 伺服驅(qū)動(dòng)器分配速度、位移指令，完成數(shù)控加工任務(wù)。IN 口口 理 T碼刀具補(bǔ)償 速度處理插 CNC系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo) 1． CPU的性能： 1 3 64位，主頻十多 GHz, 精減指令 集芯片（ RISC） ,提供高的速度和豐富的軟硬件資源 ；2． 系統(tǒng)具有高分辨率： 保證 高精度、超精密加工。 超精密 加工時(shí)分辨率 m（ 甚至 m） ,速度為 24m/min,或6)多種加工方式選擇 7． 系統(tǒng)的開(kāi)放性FANUC、 SIEMENS、 AB、 CINCINNATI、 NUM、 HP、 FAG180 SIEMENS: SIEMENS802S/802D/810D/840D； 、維修。1.納米精加工插補(bǔ)；（ Nano●5軸加工功能； ●●●●插補(bǔ)型螺距誤差補(bǔ)償； ●插補(bǔ)型直線度補(bǔ)償； ●接外部補(bǔ)償?shù)墓δ堋?.Response●雙位置反饋控制； 1 機(jī)床本體 機(jī)床本體也稱主機(jī)，它包括 : 主運(yùn)動(dòng)部件 :主軸箱及主軸； 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件：進(jìn)給傳動(dòng)件、工作臺(tái)、刀架、導(dǎo)軌等； 基礎(chǔ)部件：支撐部件，如：底座、床身、立柱等； 特殊部件：刀庫(kù)、自動(dòng)換刀裝置和托盤(pán)交換裝置等）； 現(xiàn)在包括 CNC裝置 ，各個(gè)部件都看做 功能部件， 專(zhuān)門(mén)生產(chǎn) 。?主運(yùn)動(dòng)，及進(jìn)給坐標(biāo)軸都由單獨(dú)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)； ?傳動(dòng)鏈短、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；運(yùn)動(dòng)關(guān)系由計(jì)算機(jī)來(lái)協(xié)調(diào)控制。33.1.電主軸 .自動(dòng)卡盤(pán) .3.直線電機(jī)系統(tǒng) . 目前的動(dòng)向是 : 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) 、 高速加工系統(tǒng) 。?限制了 CNC系統(tǒng)的開(kāi)放性和智能化發(fā)展的需要，使 CNC與CAM技術(shù)之間形成了瓶頸。theModelSTEPNC數(shù)據(jù)模型?STEP、 STEPNC是中性的 ,采用面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言 :EXPRESS,以面向?qū)ο蟮男问綄a(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息與制造信息聯(lián)系起來(lái)，STEPNC數(shù)控系統(tǒng)能進(jìn)行 CAD3.STEPNC標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容 STEPNC定義了一個(gè)新的應(yīng)用協(xié)議 AP238AP238