【正文】 。 隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。機(jī)床布局便于排屑和工件裝卸，部分?jǐn)?shù) 控機(jī)床帶有自動(dòng)排屑器和自動(dòng)工件交換裝置。機(jī)床采用塑料減摩導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌，以提高運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性并使低速運(yùn)動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。 為了保證機(jī)床具有很大的工藝適應(yīng)性能和連續(xù)穩(wěn)定工作的能力，數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是具有足夠的剛度、精度、抗振性、熱穩(wěn)定性和精度保持性。 閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)的工作原理和組成與半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)相同，只是位置檢測(cè)器安裝在工作臺(tái)上，可直接測(cè)出工作臺(tái)的實(shí)際位置，故反饋精度高于 此資料來(lái)自企業(yè) 半閉環(huán)控制，但掌握調(diào)試的難度較大，常用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床。位置檢測(cè)器有旋轉(zhuǎn)變壓器、光電式脈沖發(fā)生器和圓光柵等。位置檢測(cè)器裝在絲杠或伺服馬達(dá)的端部，利用絲杠的回轉(zhuǎn)角度間接測(cè)出工作臺(tái)的位置。這種伺服機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線路，和步進(jìn)電機(jī)組成。采用這類控制的有能加工曲面用的數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床和加工中心等。 連續(xù)軌跡控制 (或稱輪廓控制 )能夠連續(xù)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。 直線控制是除控制直線 此資料來(lái)自企業(yè) 軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要控制在這兩點(diǎn)之間以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行直線切削。 點(diǎn)位控制是只控制刀具或工作臺(tái)從一點(diǎn)移至另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，然后進(jìn)行定點(diǎn)加工，而點(diǎn)與點(diǎn)之間的路徑不需控制。 數(shù)控裝置包括程序讀入裝置和由電子線路組成的輸入部分、運(yùn)算部分、控制部分和輸出部分等。 數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控裝置、伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)床主體組成。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴(kuò)大了一倍，而體積則縮小為原來(lái)的1/20，價(jià)格降低了 3/4，可靠性也得到極大的提高。 60 年代末，先后出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱 DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱 CNC),使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。 當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件，體積龐大，價(jià)格昂貴，只在航空工業(yè)等少數(shù)有特殊需要的部門用來(lái)加工復(fù)雜型面零件； 1959年，制成了晶體管元件和印刷電路板，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代，體積縮小，成本有所下降； 1960 年以后，較為簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)位控制數(shù)控鉆床，和直線控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展，使數(shù)控機(jī)床 此資料來(lái)自企業(yè) 在機(jī)械制造業(yè)各 部門逐步獲得推廣。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難 以適應(yīng)，于是提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。 數(shù)控機(jī)床 具有廣泛的適應(yīng)性，加工對(duì)象改變時(shí)只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動(dòng)機(jī)床高，可以精確加工復(fù)雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。離散矢量求交法基于零件的表面處理，能精確描述零件面的加工誤差，主要用于曲面加工的誤差檢測(cè)。 總體來(lái)說(shuō)，基于實(shí) 體造型的方法中幾何模型的表達(dá)與實(shí)際加工過(guò)程相一致，使得仿真的最終結(jié)果與設(shè)計(jì)產(chǎn)品間的精確比較成為可能；但實(shí)體造型的技術(shù)要求高，計(jì)算量大，在目前的計(jì)算機(jī)實(shí)用環(huán)境下較難應(yīng)用于實(shí)時(shí)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)模擬。該方法分為被切削曲面的離散 (discretization)、檢測(cè)點(diǎn)的定位（ location）和離散點(diǎn)矢量與工件實(shí)體的求交 (intersection)三個(gè)過(guò)程。通過(guò)仿真刀具的切削過(guò)程，計(jì)算各個(gè)離散點(diǎn)沿法矢到刀具的距離 s。這種方法將曲面按一定精度離散，用這些離散點(diǎn)來(lái)表示該曲面。 離散矢量求交法 由于現(xiàn)有的實(shí)體造型技術(shù)未涉及公差和曲面的偏置表示，而像素空間布爾運(yùn)算并不精確，使仿真驗(yàn)證有很大的局限性。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只適用于刀軸 z向的三軸銑削仿真。 Hsu 和 Yang 提出了一種有效的三軸銑削的實(shí)時(shí)仿真方法。刀具切削毛坯的過(guò)程簡(jiǎn)化為沿視線方向上的一維布爾運(yùn)算，切削過(guò)程就變成兩者 Dexel結(jié)構(gòu)的比較： CASE 1：只有毛坯，顯示毛坯， break； CASE 2：毛坯完全在刀具之后，顯示刀具， break； CASE 3：刀具切削毛坯前部，更新毛坯的 dexel結(jié)構(gòu)，顯示刀具，break； CASE 4：刀具切削毛坯內(nèi)部，刪除毛坯的 dexel結(jié)構(gòu)，顯示刀具，break； CASE 5：刀具切削毛坯內(nèi)部，創(chuàng)建新的毛坯 dexel結(jié)構(gòu)，顯示毛坯， break； CASE 6：刀具切削毛坯后部，更新毛坯的 dexel結(jié)構(gòu)，顯示毛坯，break； CASE 7：刀具完全在毛坯之后，顯示毛坯， break； CASE 8：只有刀具，顯示刀具， break。 Van Hook采用圖象空間離散法實(shí)現(xiàn)了加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)圖形仿真。 用基于實(shí)體造型的方法實(shí)現(xiàn)連續(xù)更新的毛坯的實(shí)時(shí)可視化，耗時(shí)太長(zhǎng)，于是一些基 于觀察的方法被提出來(lái)。逐步的切削仿真利用毛坯和切削區(qū)域的差運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。邊界結(jié)點(diǎn)包含半空間，結(jié)點(diǎn)物體利用在這些半空間上的 CSG 操作來(lái)表示。在掃描了每段 NC代碼后 顯示變化了的毛坯形狀。該系統(tǒng)采用 CSG 法來(lái)記錄毛坯的三維模型，利用一些基本圖元如長(zhǎng)方體、圓柱體、圓錐體等，和集合運(yùn)算，特別是并運(yùn)算，將毛坯和一系列刀具掃描過(guò)的區(qū)域記錄下來(lái)，然后應(yīng)用集合差運(yùn)算從毛坯中順序除去掃描過(guò)的區(qū)域。 直接實(shí)體造型法 這種方法是指工件體與刀具運(yùn)動(dòng)所形成的包絡(luò)體進(jìn)行實(shí)體