數(shù)控系統(tǒng)的起源與發(fā)展趨勢

1、數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點、起源以及發(fā)展趨勢，常用的基本知識。112312-云飄目錄(一) 起源,發(fā)展趨勢及結(jié)構(gòu)特點(二) CNC系統(tǒng)的組成(三) CNC系統(tǒng)的功能和一般工作過程 (一)起源,發(fā)展趨勢及結(jié)構(gòu)特點：數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度,機床制造業(yè)是一個國家的基本裝備工業(yè)，是工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)控技術(shù)在給機床制造業(yè)帶來顯著經(jīng)濟效益及廣闊發(fā)展前景的同時，也是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備，因此它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一?？丶夹g(shù)是當今先進制造技術(shù)和裝備最

2、核心的技術(shù)，世界各國制造廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 1952 年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了46 年歷程?？叵到y(tǒng)由當初的電子管式起步，經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段：分立式晶體管式小規(guī)模集成電路式大規(guī)模集成電路式小型計算機式超大規(guī)模集成電路微機式的數(shù)控系統(tǒng)。到本世紀初，數(shù)控系統(tǒng)的總體發(fā)展趨勢是：數(shù)控裝置由NC 向CNC 發(fā)展；廣泛采用32 位CPU組成多微處理器系統(tǒng)； 提高系統(tǒng)的集成度，縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便

3、于裁剪、擴展和功能升級，滿足不同類型數(shù)控機床的需要；驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；C N C 裝置向人工智能化方向發(fā)展；采用新型的自動編程系統(tǒng)；增強通信功能；數(shù)控系統(tǒng)可靠性不斷提高。 進入90 年代以來，由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控機床技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用P C 機豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)展。開放式體系結(jié)構(gòu)利用多CPU 的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)故障自動排除，增強通信功能，提高進線、聯(lián)網(wǎng)能力。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，由于其硬件、軟件和總線規(guī)范

4、都是對外開放的， 有充足的軟、硬件資源可供利用，不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進行的系統(tǒng)集成得到有力的支持，而且也為用戶的二次開發(fā)帶來極大方便，促進了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，既可通過升檔或剪裁構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)，又可通過擴展構(gòu)成不同類型數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。 數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。隨著人工智能在計算機領(lǐng) 域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)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

5、監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動和智能化進給伺服裝置，能自動識別負載并自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。直線電機驅(qū)動系統(tǒng)已實用化。 我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 我國數(shù)控技術(shù)起步于1958 年，發(fā)展歷程大致可分為三個階段：第一階段是封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是引進技術(shù)，消化吸收， 初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進步。第三階段是實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控 裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進步 5 。目前我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展已由研究開發(fā)階段向推廣應(yīng)用

6、階段過渡，也是由封閉型系統(tǒng)向開放型系統(tǒng)過渡的時期?，F(xiàn)已出現(xiàn)了一批能百臺成批量生產(chǎn)數(shù)控機床、數(shù)控系統(tǒng)的企業(yè)。在數(shù)控技術(shù)軟件上，一些單項技術(shù)已接近國外水平?？v觀我國數(shù)控技術(shù)5 0 多年的發(fā)展歷程，總體來看取得了以下成績： （1 ）奠定基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控核心技術(shù)。 （2）初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和 部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、廣州數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。 （3 ）建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才隊伍。我國數(shù)控技術(shù)在發(fā)展上取得了六個方面的跨越：可供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化、集成化、柔性化的制造設(shè)備，可服務(wù)器上實現(xiàn)加工對象的實體造型，并生成加工程序，自動傳送到各臺機床進

7、行加工； 5 軸聯(lián)動聯(lián)動的數(shù)控機床更加成熟；進入世界高速數(shù)控機床生產(chǎn)國行列。機床采用電主軸，主軸最高轉(zhuǎn)速達200000r/min；進入高精度、高精密數(shù)控機床生成國行列；進入全數(shù)控化螺旋齒輪切齒機生產(chǎn)行列，使中國成為繼美國、瑞士、德國之后的第四個能生產(chǎn)這類機床的國家；關(guān)聯(lián)桿系（虛擬軸） 開始走向?qū)嵱没?#160;4  我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展中存在的問題我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀是： 系統(tǒng)技術(shù)含量低，產(chǎn)品的附加值少，中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，只在低端市場占有一席之地，不具備與進口系統(tǒng)進行全面抗衡的能力，還不能為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)起到支撐的作用，與國外相比，還有差距。

8、0;主要問題有以下幾方面：（1 ）技術(shù)創(chuàng)新成分低、消化吸收能力不足。技術(shù)引進是加快我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的一條重要途徑，但引進技術(shù)后要實現(xiàn)從根本上提高我國數(shù)控技術(shù)水平，必須進行充分的消化吸收。消化吸收的力度不強，不但無法擺脫對國外技術(shù)的依賴，而且還會造成對國外技術(shù)依賴性增強的反作用。 （2）技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境不完善。我國尚未形成有利于企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 的競爭環(huán)境。企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的動力來源于對經(jīng)濟利益的追求和外部市場的競爭壓力，其主動技術(shù)創(chuàng)新意識不強。企業(yè)還沒有建立良好的技術(shù)創(chuàng)新機制，絕大部分企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新組織仍處于一種分散狀態(tài)，很難取得高水平的科研成果。（3 ）產(chǎn)品可靠性

9、、穩(wěn)定性不高?？煽啃?、穩(wěn)定性上與國外技術(shù)相差較大，影響了產(chǎn)品的市場占有率。（4 ）網(wǎng)絡(luò)化程度不夠。我國數(shù)控技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化程度不夠，其集成化、遠程故障排除、網(wǎng)絡(luò)化水平有限。（5 ）體系結(jié)構(gòu)不夠開放。大部分數(shù)控產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)不夠開放，用戶接口不完善，少數(shù)具有開放功能的產(chǎn)品又不能形成真正的產(chǎn)品，只是停在試驗、試制階段。用戶不能根據(jù)自己的需要將積累的技術(shù)經(jīng)驗融入到系統(tǒng)中，無形中流失了很多對數(shù)控技術(shù)改進、創(chuàng)新和完善的資源。（6 ）服務(wù)水平與能力欠缺。一部分企業(yè)不顧長遠利益，對提高自身的綜合服務(wù)水平不夠重視，只注重推銷而不注重售前與售后服務(wù)，導(dǎo)致用戶對制造商缺乏信心。 

10、1) 高速、高效 機床向高速化方向發(fā)展,可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具 材料的性能,不但可大幅度提高加工效率,降低加工 成本,而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。 超高速加工技術(shù)對制造業(yè)實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生 產(chǎn)有廣泛的適用性。新一代數(shù)控機床(含加工中 心)只有通過高速化來大幅度縮短切削工時才可能 進一步提高生產(chǎn)率。超高速加工特別是超高速銑削 與新一代高速數(shù)控機床特別是高速加工中心的開發(fā) 應(yīng)用緊密相關(guān)。 2) 高精度 從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工) ,

11、是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級,乃至納米級( < 10 nm) ,應(yīng)用范圍日趨廣泛。超精密加工主要包括超精密切削(車,銑) 、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工(三束加工及微細電火花加工,微細電解加工和各種復(fù)合加工等) 。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對超精密加工技術(shù)不斷提出了新的要求。新材料及新零件的出現(xiàn),更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝,大力發(fā)展新型超精密加工機床,完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù),以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。當前,機械加工高精度的要求如下:普通的加工精度提高了1倍,達到5m;精密加工精

12、度提高了2個數(shù)量級;超精密加工精度進入納米級( 0. 001 m) 主軸回轉(zhuǎn)精度要求達到0. 010. 05m;加工圓度為0. 1m;加工表面粗糙度Ra = 0. 003m等。精密化是為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要,也是為了提高普通機電產(chǎn)品的性能,質(zhì)量和可靠性,減少其裝配時的工作量,從而提高裝配效率的需要。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和對機電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提高,機床用戶對機床加工精度的要求也越來越高。為了滿足用戶的需要,近10多年來,普通級數(shù)控機床的加工精度已由±10m提高到±5m,

13、精密級加工中心的加工精度則從±3 5 m提高到±1 1. 5m。 3) 高可靠性 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性1個數(shù)量級以上,但也不是可靠性越高越好,仍然是適度可靠,因為是商品,受性能價格比的約束。對于每天工作2班的無人工廠而言,如果要求在16 h內(nèi)連續(xù)正常工作,無故障率P ( t) 99%的話,則數(shù)控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3 000h。MTBF大于3 000 h,對于由不同數(shù)量的數(shù)控機床構(gòu)成的無人化工廠差

14、別巨大,我們只對1臺數(shù)控機床而言,如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10 1(數(shù)控系統(tǒng)的可靠比主機高1個數(shù)量級) 。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33 333. 3 h,而其中的數(shù)控裝置,主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于10 萬h。當前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6 000 h以上,驅(qū)動裝置達30 000 h以上。 4) 模塊化、專門化與個性化 機床結(jié)構(gòu)模塊化、數(shù)控功能專門化、機床性能價格比顯著提高并加快優(yōu)化。為了適應(yīng)數(shù)控機床多品種,小批量的特點,機床結(jié)構(gòu)模塊化、數(shù)控功

15、能專門化、機床性能價格比顯著提高并加快優(yōu)化、個性化是近幾年來特別明顯的發(fā)展趨勢。 5) 智能化 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面: 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動生成; 為提高驅(qū)動性能及使用連接方便方面的智能化,如前饋控制,電動機參數(shù)的自適應(yīng)運算,自動識別負載自動選定模型,自整定等; 簡化編程,簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程,智能化的人機界面等;  智能診斷,智能監(jiān)控方面的內(nèi)容,方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 6) 柔性化和集成化 數(shù)控機床向

16、柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是:從點(數(shù)控單機,加工中心和數(shù)控復(fù)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(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展,另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟性方向發(fā)展。柔性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段,是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢,是先進制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點是以提高系統(tǒng)的可靠性、實用化為前提,以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標;注重加強單元技術(shù)的開拓和完善; CNC單機向高精度,高速度和高柔性方向發(fā)展;數(shù)控機床及其柔性制造系統(tǒng)能

17、方便地與CAD /CAM /CAPP /MTS聯(lián)結(jié),向信息集成方向發(fā)展;網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。(二)CNC系統(tǒng)的組成：CNC系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大部分組成。其核心是計算機數(shù)字控制裝置。它通過系統(tǒng)控制軟件配合系統(tǒng)硬件，合理地組織、管理數(shù)控系統(tǒng)的輸入、數(shù)據(jù)處理、插補和輸出信息，控制執(zhí)行部件，使數(shù)控機床按照操作者的要求進行自動加工。CNC系統(tǒng)采用了計算機作為控制部件，通常由常駐在其內(nèi)部的數(shù)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能，從而對機床運動進行實時控制。只要改變計算機數(shù)控系統(tǒng)的控制軟件就能實現(xiàn)一種全新的控制方式。CNC系統(tǒng)有很多種類型，有車床、銑床、加工中

18、心等的CNC系統(tǒng)。但是，各種數(shù)控機床的CNC系統(tǒng)一般包括以下幾個部分：中央處理單元CPU、存儲器（ROM/RAM）、輸入輸出設(shè)備（I/O）、操作面板、顯示器和鍵盤、紙帶穿孔機、可編程控制器等。圖4-1所示為CNC系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)框圖。 可編程控制器PLC CNC控制器 計算機硬件與數(shù)控系統(tǒng)軟件 輸出設(shè)備打 印 機穿 孔 機電 傳 機顯示設(shè)備 輸入設(shè)備編程計算機 操作面板電子手輪紙帶閱讀機程序 電氣控制單 元機床電器速度控制單 元 位置檢測 進給電機主軸控制 單 元主軸電機 圖4-1 CNC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 在圖4-1中所示的整個計算機數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，數(shù)控系統(tǒng)主要是指圖中的CNC控制器。CNC控

19、制器由計算機硬件、系統(tǒng)軟件和相應(yīng)的I/O接口構(gòu)成的專用計算機與可編程控制器PLC組成。前者處理機床軌跡運動的數(shù)字控制，后者處理開關(guān)量的邏輯控制。(三)CNC系統(tǒng)的功能和一般工作過程：（一）CNC系統(tǒng)的功能  CNC系統(tǒng)由于現(xiàn)在普遍采用了微處理器，通過軟件可以實現(xiàn)很多功能。數(shù)控系統(tǒng)有多種系列，性能各異。數(shù)控系統(tǒng)的功能通常包括基本功能和選擇功能。基本功能是數(shù)控系統(tǒng)必備的功能，選擇功能是供用戶根據(jù)機床特點和用途進行選擇的功能。CNC系統(tǒng)的功能主要反映在準備功能G指令代碼和輔助功能M指令代碼上。根據(jù)數(shù)控機床的類型、用途、檔次的不同，CNC系統(tǒng)的功能有很大差別，下面介紹其主要功能。&

20、#160;1. 控制功能  CNC系統(tǒng)能控制的軸數(shù)和能同時控制（聯(lián)動）的軸數(shù)是其主要性能之一?？刂戚S有移動軸和回轉(zhuǎn)軸，有基本軸和附加軸。通過軸的聯(lián)動可以完成輪廓軌跡的加工。一般數(shù)控車床只需二軸控制，二軸聯(lián)動；一般數(shù)控銑床需要三軸控制、三軸聯(lián)動或212軸聯(lián)動；一般加工中心為多軸控制，三軸聯(lián)動?？刂戚S數(shù)越多，特別是同時控制的軸數(shù)越多，要求CNC系統(tǒng)的功能就越強，同時CNC系統(tǒng)也就越復(fù)雜，編制程序也越困難。 2. 準備功能  準備功能也稱G指令代碼，它用來指定機床運動方式的功能，包括基本移動、平面選擇、坐標設(shè)定、刀具補償、固定循環(huán)

21、等指令。對于點位式的加工機床，如鉆床、沖床等，需要點位移動控制系統(tǒng)。對于輪廓控制的加工機床，如車床、銑床、加工中心等，需要控制系統(tǒng)有兩個或兩個以上的進給坐標具有聯(lián)動功能。 3. 插補功能  CNC系統(tǒng)是通過軟件插補來實現(xiàn)刀具運動軌跡控制的。由于輪廓控制的實時性很強，軟件插補的計算速度難以滿足數(shù)控機床對進給速度和分辨率的要求，同時由于CNC不斷擴展其他方面的功能也要求減少插補計算所占用的CPU時間。因此 ，CNC的插補功能實際上被分為粗插補和精插補，插補軟件每次插補一個小線段的數(shù)據(jù)為粗插補，伺服系統(tǒng)根據(jù)粗插補的結(jié)果，將小線段分成單個脈沖的輸出稱為

22、精插補。有的數(shù)控機床采用硬件進行精插補。 4. 進給功能  根據(jù)加工工藝要求，CNC系統(tǒng)的進給功能用F指令代碼直接指定數(shù)控機床加工的進給速度。 （1）切削進給速度  以每分鐘進給的毫米數(shù)指定刀具的進給速度，如100mm/min。對于回轉(zhuǎn)軸，表示每分鐘進給的角度。 （2）同步進給速度  以主軸每轉(zhuǎn)進給的毫米數(shù)規(guī)定的進給速度，如0.02mm/r。只有主軸上裝有位置編碼器的數(shù)控機床才能指定同步進給速度，用于切削螺紋的編程。 （3）進給倍率  操作面板上設(shè)置了進給倍率開關(guān)，

23、倍率可以從0200%之間變化，每檔間隔10%。使用倍率開關(guān)不用修改程序就可以改變進給速度，并可以在試切零件時隨時改變進給速度或在發(fā)生意外時隨時停止進給。 5. 主軸功能  主軸功能就是指定主軸轉(zhuǎn)速的功能。 （1）轉(zhuǎn)速的編碼方式  一般用S指令代碼指定。一般用地址符S后加兩位數(shù)字或四位數(shù)字表示，單位分別為r/min和mm/min。 （2）指定恒定線速度  該功能可以保證車床和磨床加工工件端面質(zhì)量和不同直徑的外圓的加工具有相同的切削速度。 （3）主軸定向準停  該功能使

24、主軸在徑向的某一位置準確停止，有自動換刀功能的機床必須選取有這一功能的CNC裝置。 6. 輔助功能  輔助功能用來指定主軸的啟、停和轉(zhuǎn)向；切削液的開和關(guān)；刀庫的啟和停等，一般是開關(guān)量的控制，它用M指令代碼表示。各種型號的數(shù)控裝置具有的輔助功能差別很大，而且有許多是自定義的。 7. 刀具功能  刀具功能用來選擇所需的刀具，刀具功能字以地址符T為首，后面跟二位或四位數(shù)字，代表刀具的編號。 8. 補償功能  補償功能是通過輸入到CNC系統(tǒng)存儲器的補償量，根據(jù)編程軌跡重新計算刀具的運

25、動軌跡和坐標尺寸，從而加工出符合要求的工件。補償功能主要有以下種類： （1）刀具的尺寸補償  如刀具長度補償、刀具半徑補償和刀尖圓弧補償。這些功能可以補償?shù)毒吣p以及換刀時對準正確位置，簡化編程。     （2）絲杠的螺距誤差補償和反向間隙補償或者熱變形補償  通過事先檢測出絲杠螺距誤差和反向間隙，并輸入到CNC系統(tǒng)中，在實際加工中進行補償，從而提高數(shù)控機床的加工精度。 9. 字符、圖形顯示功能  CNC控制器可以配置單色或彩色CRT或LCD，通過軟件和硬

26、件接口實現(xiàn)字符和圖形的顯示。通?？梢燥@示程序、參數(shù)、各種補償量、坐標位置、故障信息、人機對話編程菜單、零件圖形及刀具實際移動軌跡的坐標等。 10. 自診斷功能  為了防止故障的發(fā)生或在發(fā)生故障后可以迅速查明故障的類型和部位，以減少停機時間，CNC系統(tǒng)中設(shè)置了各種診斷程序。不同的CNC系統(tǒng)設(shè)置的診斷程序是不同的，診斷的水平也不同。診斷程序一般可以包含在系統(tǒng)程序中，在系統(tǒng)運行過程中進行檢查和診；也可以作為服務(wù)性程序，在系統(tǒng)運行前或故障停機后進行診斷，查找故障的部位。有的CNC可以進行遠程通信診斷。 11. 通信功能  

27、為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的需求，CNC裝置通常具有RS232C通信接口，有的還備有DNC接口。也有的CNC還可以通過制造自動化協(xié)議（MAP）接入工廠的通信網(wǎng)絡(luò)。 12. 人機交互圖形編程功能  為了進一步提高數(shù)控機床的編程效率，對于NC程序的編制，特別是較為復(fù)雜零件的NC程序都要通過計算機輔助編程，尤其是利用圖形進行自動編程，以提高編程效率。因此，對于現(xiàn)代CNC系統(tǒng)一般要求具有人機交互圖形編程功能。有這種功能的CNC系統(tǒng)可以根據(jù)零件圖直接編制程序，即編程人員只需送入圖樣上簡單表示的幾何尺寸就能自動地計算出全部交點、切

28、點和圓心坐標，生成加工程序。有的CNC系統(tǒng)可根據(jù)引導(dǎo)圖和顯示說明進行對話式編程，并具有自動工序選擇、刀具和切削條件的自動選擇等智能功能。有的CNC系統(tǒng)還備有用戶宏程序功能（如日本FANUC系統(tǒng)）。這些功能有助于那些未受過CNC編程專門訓(xùn)練的機械工人能夠很快地進行程序編制工作。 （三）CNC系統(tǒng)的一般工作過程 1. 輸入  輸入CNC控制器的通常有零件加工程序、機床參數(shù)和刀具補償參數(shù)。機床參數(shù)一般在機床出廠時或在用戶安裝調(diào)試時已經(jīng)設(shè)定好，所以輸入CNC系統(tǒng)的主要是零件加工程序和刀具補償數(shù)據(jù)。輸入方式有紙帶輸入、鍵盤輸入、磁盤輸入，上級計算機DNC

29、通訊輸入等。CNC輸入工作方式有存儲方式和NC方式。存儲方式是將整個零件程序一次全部輸入到CNC內(nèi)部存儲器中，加工時再從存儲器中把一個一個程序調(diào)出。該方式應(yīng)用較多。NC方式是CNC一邊輸入一邊加工的方式，即在前一程序段加工時，輸入后一個程序段的內(nèi)容。 2. 譯碼  譯碼是以零件程序的一個程序段為單位進行處理，把其中零件的輪廓信息（起點、終點、直線或圓弧等），F(xiàn)、S、T、M等信息按一定的語法規(guī)則解釋（編譯）成計算機能夠識別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用區(qū)域。編譯過程中還要進行語法檢查，發(fā)現(xiàn)錯誤立即報警。 3. 刀具補償  刀具補償包括刀具半徑補償和刀具長度補償。為了方便編程人員編制零件加工程序，編程時零件程序是以零件輪廓軌跡來編程的，與刀具尺寸無關(guān)。程序輸入和刀具參數(shù)輸入分別進行。刀具補償?shù)淖饔檬前蚜慵喞壽E按系統(tǒng)存儲的刀具尺寸數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換成刀具中心（刀位點）相對于工件的移動軌跡。 刀具補償包括B機能和C機能刀具補償功能。在較高檔次的CNC中一般應(yīng)用C機能刀具補償，C機能刀具補償能夠進行程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判斷等功能。 4. 進