【正文】 、溫 度 補(bǔ) 償、帶 平 滑 接 近 和 退 出 以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取Ｔ跀?shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD ／ CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài) 處 理 和 顯 示 以 及 加 工 過 程 的 可 視 化仿真演示等。2．2．2科學(xué)計(jì)算可視化科 學(xué) 計(jì) 算 可 視 化 可 用 于 高 效 處 理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息。當(dāng) 前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。2．2功能發(fā)展方向2．2．1用戶界面圖形化用 戶 界 面 是 數(shù) 控 系 統(tǒng) 與 使 用 者 之間的對話接口。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。（4）實(shí)時(shí)智能化。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。（3）工藝復(fù)合性和多軸化。（2）柔性化。速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。因此，計(jì)算機(jī)集成制 造、網(wǎng) 絡(luò) 制 造、異 地 診 斷、虛 擬 制 造、異 行 工 程 等 等 各 種 新 技 術(shù) 都 在 數(shù) 控 機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。加工鋼件切削速度能達(dá)1000m ／ min，加工鋁件能達(dá)5000m ／min。采用特殊機(jī)械結(jié) 構(gòu)，數(shù) 控 的 特 殊 運(yùn) 算 方 式，特 殊 編 程要求。1．3復(fù)合加工、新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn) 如5軸5面 體 復(fù) 合 加 工 機(jī) 床，5軸5聯(lián)動(dòng)加工各類異形零件。1．2高精度化 數(shù) 控 機(jī) 床 的 定 位 精 度 已 由 一 般 的0．01～0．02mm提 高 到0．008mm左 右，亞微米級機(jī)床達(dá)到0．0005mm左右，納米級機(jī)床達(dá)到0．005～0．01μm，最小分辨率為1nm（0．000001mm）的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 和 機(jī)床已有產(chǎn)品。近10年，數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。 目前，國際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠是日本FANUC公司，1年生產(chǎn)5萬套以上系統(tǒng)，占世界市場約40％左右，其次是德國的西門子公司約占15％以上，再 次 是 德 海 德 漢 爾、西 班 牙 發(fā) 格、意 大利菲地亞、法國的NUM、日本的三菱、安川。數(shù)控設(shè)備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機(jī)，形成龐大的數(shù)控制造設(shè)備家族，每年全世界的產(chǎn)量有10～20萬臺(tái)，產(chǎn)值上百億美元。數(shù)控技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r20世紀(jì) 人 類 社 會(huì) 最 偉 大 的 科 技 成果是計(jì)算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，計(jì)算機(jī)及控制 技 術(shù) 在 機(jī) 械 制 造 設(shè) 備 中 的 應(yīng) 用 是 世紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進(jìn)步。自從1952年美國第1臺(tái)數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了50個(gè)年頭。 “十五“剛剛開始，國防科工委就明確提出 了 在 軍 工 企業(yè) 中 投 入6．8億 元，用 于 對1．2 －1．8萬 臺(tái) 機(jī) 床 的 數(shù) 控 化 改造。國 產(chǎn) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 廠 家 主 要 有 華 中 數(shù)控、北 京 航 天 機(jī) 床 數(shù) 控 集 團(tuán)、北 京 凱 恩帝、北 京 凱 奇、沈 陽 藝 天、廣 州 數(shù) 控、南京 新 方 達(dá)、成 都 廣 泰 等，國 產(chǎn) 數(shù) 控 生 產(chǎn)廠 家 規(guī) 模 都 較 小，年 產(chǎn) 都 還 沒 有 超 過300～400套。1．1高速化 由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高各方面速度，車床主軸轉(zhuǎn)速由3 000～4 000r ／ min提 高 到8 000~10 000r ／ min，銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4 000～8 000r ／ min提高到12 000r ／ min、24 000r ／ min、40 000r ／ min以 上 快 速 移 動(dòng) 速 度 由 過 去的10 ～20m ／ min提 高 到48m ／ min、60m ／min、80m ／ min、120m ／ min，在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)的加速度，其已由過去一般機(jī)床的0．5G（重力加速度）提高到1．5～2G，最高可達(dá)15G，直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動(dòng)出的圓弧都可以達(dá)到1μ的圓度，插補(bǔ)前多程 序 段 預(yù) 讀，大 大 提 高 插 補(bǔ) 質(zhì) 量，并 可進(jìn)行自動(dòng)拐角處理等。也派生出各新 穎 的 機(jī) 床 結(jié) 構(gòu)，包 括6軸 虛 擬 軸 機(jī)床，串并聯(lián)鉸鏈機(jī)床等。1．4使用 各 種 高 效 特 殊 功 能 的 刀 具 使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼”如 內(nèi) 冷 鉆 頭 由 于 使 高 壓 冷 卻 液 直接冷卻鉆頭切削刃和排除切屑，在鉆深孔時(shí)大大提高效率。1．5數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理數(shù) 控 機(jī) 床 的 開 放 性 和 聯(lián) 網(wǎng) 管 理 已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動(dòng)率、生產(chǎn)率的必要手段，而 且 是 企 業(yè) 合 理 化、最 佳 化 利 用 這些制造手段的方法。2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢2．1性能發(fā)展方向（1）高速高精高效化。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以 及 帶 高 分 辨 率 絕 對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。以減少工 序、輔 助 時(shí) 間 為 主 要 目 的 的 復(fù) 合 加工，正 朝 著 多 軸、多 系 列 控 制 功 能 方 向發(fā)展。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié) 合，人 工 智 能 正 向 著 具 有 實(shí) 時(shí) 響 應(yīng)的、更 現(xiàn) 實(shí) 的 領(lǐng) 域 發(fā) 展，而 實(shí) 時(shí) 系 統(tǒng) 也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最 困 難 的 部 分 之 一。圖形 用 戶 界 面 極 大 地 方 便 了 非 專 業(yè) 用 戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操 作，便 于 藍(lán) 圖 編 程 和 快 速 編 程、三 維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了 應(yīng) 用 領(lǐng) 域，如 無 圖 紙 設(shè) 計(jì)、虛 擬 樣 機(jī)技 術(shù) 等，這 對 縮 短 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 周 期、提 高產(chǎn) 品 質(zhì) 量、降 低 產(chǎn) 品 成 本 具 有 重 要 意義。2．2．3插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插 補(bǔ)、極 坐 標(biāo) 插 補(bǔ)、2D ＋2螺 旋 插 補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)（非均勻有理B樣條插補(bǔ)）、樣條插補(bǔ)（A、B、C樣 條）、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。2．3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展2．3．1集成化采 用 高 度 集 成 化CPU、RISC芯 片和 大 規(guī) 模 可 編 程 集 成 電 路FPGA、EPLD、CPLD以及 專 用 集 成 電 路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。平板顯示器具有科技含量 高、重 量 輕、體 積 小、功 耗 低、便 于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性 能，減 小 組 件 尺 寸，提 高 系 統(tǒng) 的 可 靠性。根 據(jù) 不 同 的 功 能 需求，將