【正文】 統(tǒng)和編程軟件的成熟和日益普及，5軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當前的一個開發(fā)熱點。復合化的要求促使數(shù)控系統(tǒng)功能的整合。 柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。當前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000小時以上，驅動裝置達30000小時以上，但是，可以看到距理想的目標還有差距。而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于10萬小時。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16小時內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在P(t)＝99%以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時。數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化進一步促進了柔性自動化制造技術的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。數(shù)字制造，又稱“e制造”，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技術。 世界上正在進行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ?，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。其它型產(chǎn)品有美國MDSI公司的Open CNC、德國Power Automation公司的PA8000 NT等。用戶可以在WINDOWS NT平臺上，利用開放的CNC內(nèi)核，開發(fā)所需的各種功能，構成各種類型的高性能數(shù)控系統(tǒng)，與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性能價格比，因而最有生命力。它提供給用戶最大的選擇和靈活性，它的CNC軟件全部裝在計算機中，而硬件部分僅是計算機與伺服驅動和外部I/O之間的標準化通用接口。如美國Delta Tau公司用PMAC多軸運動控制卡構造的PMACNC數(shù)控系統(tǒng)、日本MAZAK公司用三菱電機的MELDASMAGIC 64構造的MAZATROL 640 CNC等。它開放的函數(shù)庫供用戶在WINDOWS平臺下自行開發(fā)構造所需的控制系統(tǒng)。這種運動控制卡通常選用高速DSP作為CPU，具有很強的運動控制和PLC控制能力。這類系統(tǒng)結構復雜、功能強大，價格昂貴。這是一些數(shù)控系統(tǒng)制造商將多年來積累的數(shù)控軟件技術和當今計算機豐富的軟件資源相結合開發(fā)的產(chǎn)品。但由于開放體系結構數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)，已逐漸減小。這是一種專用的封閉體系結構的數(shù)控系統(tǒng)?，F(xiàn)在，實際用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)控系統(tǒng)主要有以下四種類型，分別代表了數(shù)控技術的不同發(fā)展階段，對不同類型的數(shù)控系統(tǒng)進行分析后發(fā)現(xiàn)，數(shù)控系統(tǒng)不但從封閉體系結構向開放體系結構發(fā)展，而且正在從硬數(shù)控向軟數(shù)控方向發(fā)展的趨勢。同時，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級而升級，而結構可以保持不變。開放式體系結構可以大量采用通用微機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結構使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易的實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡化。 當然在加工過程中同樣每一層都要盡量作到螺旋或圓弧進刀，采用無尖角刀具軌跡三. 數(shù)控系統(tǒng)的未來的發(fā)展20世紀90年代以來，由于計算機技術的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術更快的更新?lián)Q代。 精加工刀具路徑要求加工時常用的刀具路徑有： 先在陡峭面用Z向等高線層切法加工，然后在非陡峭面采用表面輪廓軌跡法加工； 先用表面輪廓軌跡法加工所有面，再在垂直方向上加工陡峭面。采用 這種刀具軌跡使刀具在切削時距某條曲線(一般是零件的輪廓線及其平移線)保持一個恒定的半徑，從而可使進給速度在加工過程中可保持不變，而且這時的徑向吃刀量一般取刀具直徑的5%左右，因此刀具的冷卻條件良好，刀具的壽命較長。 擺線刀具路徑。 插銑刀具路徑。這樣有利于排屑，也避免了切削力發(fā)生突變。 采用等高線軌跡，加工余量均勻的走刀路線可取得好的效果。軌跡是無尖角的，自然也就避免了這種情況的發(fā)生；二是在尖角處切削負荷會突然加大，引起沖擊。無切削方向突變，即刀具軌跡是無尖角的，普通加工軌跡的尖角處用圓弧或其他曲線來取代，從而保證切削方向的變化是逐漸的而不 是突變的。 切削時使用順銑使切削過程穩(wěn)定，不易過切，刀具磨損小，表面質量好。 通用的刀具路徑 刀具進給要求進刀時采用螺旋或弧進刀，使刀具逐漸切入零件，以保證切削力不發(fā)生突變，延長刀具壽命。 盡量減少空行程。可以說，高速切削機床只有有了合理的高速刀具軌跡才能真正獲得最大效益。 確定刀具路徑應滿足的基本要求 高速切削不僅提高了對機床、夾具、刀具和刀柄的要求，同時也要求改進刀具路徑策略，因為若路徑不合理，在切削過程中就會引起切削負荷的 突變，從而給零件、機床和刀具帶來沖擊，破壞加工質量，損傷刀具。以高切削速度、高進給速度和高加工精度為主要特征的高速切削技術，最近十幾年發(fā)展迅在航空航天、模具制造及精密微細加工等領域得到了廣泛應用。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統(tǒng)的誤差。混合控制系統(tǒng)又分為兩種形式： （1）開環(huán)補償型。 ．混合控制數(shù)控機床 將以上三類數(shù)控機床的特點結合起來，就形成了混合控制數(shù)控機床。 半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現(xiàn)控制。 閉環(huán)控制數(shù)控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統(tǒng)復雜，成本高。當位移指令值發(fā)送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工