【正文】 包括：顯示生產(chǎn)進(jìn)度（用 CCD攝像頭和特有的結(jié)構(gòu)監(jiān)控）、輔助操作者改善機(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。可通過(guò)開(kāi)放式 CNC系統(tǒng)與 公司 的 e塔式信息中心交換數(shù)據(jù) ，從局域網(wǎng)下載零件圖紙、加工程序，對(duì)零件加工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控、錄像，以便對(duì)加工中心出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行檢查分析。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)。Control） 技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)檢測(cè)加工過(guò)程中的一些重要信息，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。 ① 應(yīng)用自適應(yīng)控制（ Adaptive1） 智能 技術(shù)隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展 ,數(shù)控系統(tǒng) 的智能化將不斷提高。1.、環(huán)保、安全技術(shù)?傾斜加工指令。?三維圓弧插補(bǔ)，可以指定傾斜平面內(nèi)的圓弧。功能為：及它們的混合方式。五軸加工的機(jī)械配置有刀具旋轉(zhuǎn)方式、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)方式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?；蚋?。② 角度公差控制。P? CNC圖 刀具軌跡曲線有的專(zhuān)家認(rèn)為： 提高數(shù)控加工質(zhì)量、速度的最好辦法之一是高速加工技術(shù)和 NURBS插補(bǔ)的結(jié)合3） NURBS格式輸出的系統(tǒng)模型NURBS插補(bǔ)由 CADCAMCNC的過(guò)程見(jiàn)下圖：?.這樣每到一拐角就要降低速度，然后再加速。⑤ NURBS插補(bǔ)可縮短加工時(shí)間 。④ 改變高速切削的表面質(zhì)量 。 m50(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。例如： GENURBS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 。按照常規(guī)的插補(bǔ)方法，這個(gè)程序的長(zhǎng)度會(huì)很大，可能達(dá)到 100MB以上，許多機(jī)床的 CNC控制器不能接受。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。公差CAD的NURBS曲線CAM的圖 4. 4 1 NURBS曲線的插補(bǔ)方式 各種插補(bǔ)比較如下：常規(guī)的 CAM后置處理提供二種插補(bǔ)：直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，常用線性插補(bǔ)逼近。?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NURBS插補(bǔ)。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。納米平滑功能：以納米為單位評(píng)估原始曲線，圓整指令公差。相應(yīng)的硬件（ RISC芯片）。采取措施： CNC內(nèi)部計(jì)算以納米或更小的單位計(jì)算，使誤最納米控制 ： 在系統(tǒng)檢測(cè)分辨率為 1? m時(shí)，插補(bǔ)分辨率為 1nm。異步高分辨率伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，高速度高精度。 ? 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 ? 高增益的驅(qū)動(dòng)器、控制單元、電機(jī)； ? 提高編碼器的分辨率， 1600萬(wàn) /轉(zhuǎn)； ? 直線伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，提高進(jìn)給剛度；對(duì)于直線電機(jī)，設(shè)計(jì)數(shù)?數(shù)字濾波器技術(shù)。制速度、加速度、加加速度，使加工保持最佳狀態(tài)。平滑運(yùn)行的高精度輪廓控制。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。 補(bǔ)償由于反饋滯后所產(chǎn)生的誤差，提高加工精度。高速高精、低速高精加工功能??最大預(yù)讀程序段： 1000段。最大 I/O點(diǎn)數(shù) 4096/4096?A：?十個(gè)通道， 40個(gè)軸（ 32個(gè)進(jìn)給軸、 8個(gè)主軸）?聯(lián)動(dòng)軸數(shù) 24/每通道。 FANUC4.聯(lián)系在一起的方案。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CNCPC 易實(shí)現(xiàn)，研究單位和高校。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 全方位開(kāi)放。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。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）：： 結(jié)構(gòu) ： 目前開(kāi)放的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有 3種： ④ 可維護(hù)性：用戶(hù)修方便。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 ：這 幾大開(kāi)放數(shù)控 系統(tǒng)計(jì)劃正在執(zhí)行 中，已有了自己的標(biāo)準(zhǔn)和樣機(jī)產(chǎn)品。for 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。withinArchitecture1992年 在歐洲，啟動(dòng)了一項(xiàng) “自動(dòng)化系統(tǒng)中控制器的開(kāi)放 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)（ OSACAOpen歐洲 ： OSACAArchitecture“開(kāi)放式模塊化體系結(jié)構(gòu)控制器（ OMACOpen20個(gè)公司合作的 “ OASAY” 計(jì)劃，目的是建立 8個(gè)控制器并 在 6個(gè)不同的系統(tǒng)平臺(tái)上測(cè)試這 8個(gè)控制器。1981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(lài)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 ：?用戶(hù)界面不靈活，網(wǎng)絡(luò)功能弱，系統(tǒng)維護(hù)培訓(xùn)昂貴。家產(chǎn)品不兼容，成本高。為專(zhuān)用的軟硬件，遠(yuǎn)落后于 PC的主流技術(shù)。?明，因此需要開(kāi)放結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。?當(dāng)今的 CNC控制器是個(gè)黑匣子，封閉保密，制造廠和用戶(hù)不CNC開(kāi)放式數(shù)控（ OPEN4.加工質(zhì)量和效率， CNC改變被動(dòng)執(zhí)行者的地位；⑹ 數(shù)控系統(tǒng)的智能化；⑷ 數(shù)控編程界面；⑵ 將影響相關(guān)的 CAX技術(shù)（ CAD、 CAPP、 CAM、 CAE、 PDM、 ERP等）、刀具、機(jī)床、夾具、先進(jìn)生產(chǎn)模式等。系統(tǒng)和 NC系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換將更方便。較少的后置處理，而且更標(biāo)準(zhǔn)化。⑥ ⑤ ④ 也可能放在CNC幾何數(shù)據(jù)到離散值的簡(jiǎn)單軸運(yùn)動(dòng)）。② 不采用刀具運(yùn)動(dòng)編程，而采用工作步驟面向?qū)ο蟮母拍?。改進(jìn) CAD/CAMG、 M代碼。 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. 鉆削加工（刀具、工藝、機(jī)床功能） …35=Machining Workingstep (…) 。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 。??技術(shù)描述（刀具、機(jī)床功能、加工策略等） ?幾何描述（幾何數(shù)據(jù)、加工特征等）其后的內(nèi)容可分為三部分： ?工作與可執(zhí)行語(yǔ)句（ Executable， 包括工作步驟、一般 NC作任務(wù)。?期以及注釋等。?2.每個(gè)工作步驟只定義一個(gè)具體操作（干什么、如何干、只將特征與技術(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（ Working?工件上需去除的材料的區(qū)域由一系列加工特征（ Machining3.14）；?檢測(cè)（ Part12）；?放電加工（ Part11）；?刀具、銑削刀具（ Part1）；?通用數(shù)據(jù)（ PartSTEPNC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。1. 作為 ?法那科、西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)公司都宣布將執(zhí)行 STEPNC標(biāo)準(zhǔn)。Model項(xiàng)目）、韓國(guó)、日本（ DigitalSTEPNC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。標(biāo)準(zhǔn)的 CAD三維產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型（包括工件幾何數(shù)據(jù)、設(shè)置、 制造特征信息、工藝信息和刀具信息），而直接產(chǎn)生的加工 程序用來(lái)控制機(jī)床。 要求 CNC系統(tǒng)直接使用符合 STEP/CAM與 CNC一體化的加工。CAM到 CNC的數(shù)據(jù)模型 。?STEPNC為 “新型的 CNC控制器數(shù)據(jù)模型 ”2.Data）ProductExchangefor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…程序格式（ ISO6983）， 它 是面向運(yùn)動(dòng)和開(kāi)關(guān)控制的 語(yǔ)言。STEPNC標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生及概念：?數(shù)控發(fā)展已 50多年了，編程還在采用 G、 M代碼、地址字的 4.數(shù)控技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)代，數(shù)控技術(shù)的典型應(yīng)用是 FMC/FMS/CIMS， 其發(fā)展方 向是 高速化、高精度化、高效加工、多功能化、小型化、復(fù) 合化、開(kāi)放化和智能化以及數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。4. . 。4.高效傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)、選擇、計(jì)算、機(jī)電匹配 .進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 動(dòng)力刀架 .3.2.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.總體方案：布局外觀、精度、性能、靜動(dòng)態(tài)特性（剛度特 性摩擦特性、熱特性） .總體 設(shè)計(jì)主機(jī)的設(shè)計(jì)3. ?在加工中心上還具備有刀庫(kù)和自動(dòng)交換刀具的機(jī)械手 。 ?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。 3.3.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●完善的自診斷、參數(shù)設(shè)置、動(dòng)態(tài)圖形顯示、高速緩存、 I/O外●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 /后的鈴型（或叫鼓型）加 /減速 切削進(jìn)給插補(bǔ)前 /后的直線加 /減速功能；精細(xì)加 /減速功能；法線方向及緩曲線法線方向控制；預(yù)測(cè)及反復(fù)控制；前視功能；NURBS插補(bǔ)；●高精度（納米）輪廓控制； 光順插補(bǔ)；interpolation）● /…F30 i； 210/160i/180i/FANUC0TD/0MD/0C/0i/15/15i/16/16i/18/18i/21/21i/160/數(shù)控、南京清華數(shù)控 … FANUC: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、 GEFANUC、 三菱、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、航天數(shù)控、藍(lán)天8． 可靠性 怎樣選擇 CNC系統(tǒng) ：6． 系統(tǒng)的通訊和聯(lián)網(wǎng)功5． 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi) PLC功能 7)具有故障自診斷功能 5)補(bǔ)償功能 3． 系統(tǒng)的控制功能： 1)多軸聯(lián)動(dòng)、多坐標(biāo)控制 2)多種函數(shù)的插補(bǔ) 3)多種程序輸入功能 ～ 240m/min。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 100補(bǔ)位置控制輸入存儲(chǔ) 圖 5 數(shù)控裝置軟件組成 M I/O處理 通訊診斷 譯S制顯控 CNC軟件 ?預(yù)處理（刀補(bǔ)和速度處理） ； ?插補(bǔ) ； ?位