數(shù)控技術(shù)培訓(xùn)課程

課程的性質(zhì)和目的:

是機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在有關(guān)的基礎(chǔ)課及其有關(guān)專(zhuān)業(yè)課的配合下，以數(shù)控機(jī)床為對(duì)象，研究計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基本原理及其在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用。學(xué)習(xí)的重要性:現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)，現(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)MS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上。本課程重點(diǎn):數(shù)控機(jī)床的組成編程方法插補(bǔ)技術(shù)伺服控制第一章緒論第一節(jié)機(jī)床數(shù)控技術(shù)的基本概念第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的組成和分類(lèi)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及適用范圍第一節(jié)

機(jī)床數(shù)控技術(shù)的基本概念一、概述

數(shù)控技術(shù)（NC）是指用數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。數(shù)控設(shè)備是采用數(shù)控技術(shù)的機(jī)械設(shè)備，即用數(shù)字信號(hào)對(duì)該設(shè)備（機(jī)床、切割機(jī)、繪圖機(jī)等）自動(dòng)工作過(guò)程進(jìn)行控制。數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類(lèi)機(jī)床。它是數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。數(shù)控車(chē)床線切切割割機(jī)機(jī)數(shù)控控加加工工中中心心數(shù)控控加加工工中中心心數(shù)控控加加工工中中心心的的換換刀刀脈沖沖當(dāng)當(dāng)量量(δδ)相對(duì)對(duì)于于每每一一個(gè)個(gè)輸輸入入的的脈脈沖沖信信號(hào)號(hào)，，機(jī)機(jī)床床移移動(dòng)動(dòng)部部件件的的位位移移量量。。是是衡衡量量數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床加加工工精精度度的的指指標(biāo)標(biāo).數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)：：是一一種種控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)，，它它自自動(dòng)動(dòng)閱閱讀讀輸輸入入載載體體上上事事先先給給定定的的數(shù)數(shù)字字值值，，并并將將其其譯譯碼碼，，從從而而使使機(jī)機(jī)床床動(dòng)動(dòng)作作和和加加工工零零件件。。數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)包包括括：：數(shù)控控裝裝置置可編編程程序序控控制制器器主軸軸驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)及及進(jìn)進(jìn)給給驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝裝置置等等。。二、、數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的工工作作流流程程工藝分析數(shù)控加工程序工序卡傳統(tǒng)加工數(shù)控加工數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的比較1、、數(shù)數(shù)控控加加工工的的工工作作流流程程機(jī)床零件零件圖樣程序編制信息載體數(shù)控裝置主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向選擇、刀具選擇其它功能選擇伺服系統(tǒng)刀架或工作臺(tái)位移檢測(cè)反饋系統(tǒng)數(shù)控控加加工工中中數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換過(guò)過(guò)程程譯碼刀補(bǔ)處理插補(bǔ)處理PLC控制進(jìn)給伺服系統(tǒng)切削運(yùn)動(dòng)、機(jī)床I/O裝置成形運(yùn)動(dòng)加工程序輸入Back銑削削加加工工:Back插補(bǔ)補(bǔ)就是是在在線線段段的的起起點(diǎn)點(diǎn)和和終終點(diǎn)點(diǎn)坐坐標(biāo)標(biāo)值值之之間間進(jìn)進(jìn)行行““數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)點(diǎn)點(diǎn)的的密密化化””，，求求出出一一系系列列中中間間點(diǎn)點(diǎn)的的坐坐標(biāo)標(biāo)值值的的方方法法。。Back2、、數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床加加工工原原理理逼近近處處理理插補(bǔ)補(bǔ)運(yùn)運(yùn)算算指令令輸輸出出XLY△Li△Xi△YiT0δP0Pe三、、數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的產(chǎn)產(chǎn)生生和和發(fā)發(fā)展展1、、數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的產(chǎn)產(chǎn)生生從工工業(yè)業(yè)化化革革命命以以來(lái)來(lái)人人們們實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)機(jī)機(jī)械械加加工工自自動(dòng)動(dòng)化化的的手手段段有有：：自動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)床床；；組合合機(jī)機(jī)床床；；專(zhuān)用用自自動(dòng)動(dòng)生生產(chǎn)產(chǎn)線線。。汽車(chē)車(chē)后后橋橋齒齒輪輪箱箱加加工工自自動(dòng)動(dòng)線線缺點(diǎn)點(diǎn)：：初始始投投資資大大；；準(zhǔn)備備周周期期長(zhǎng)長(zhǎng)；；柔性性差差。。數(shù)控控機(jī)機(jī)床床產(chǎn)產(chǎn)生生和和發(fā)發(fā)展展的的原原因因：：內(nèi)在在動(dòng)動(dòng)力力-----市場(chǎng)場(chǎng)競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)激激烈烈外在在動(dòng)動(dòng)力力------電電子子技技術(shù)術(shù)和和計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)技技術(shù)術(shù)的的飛飛速速發(fā)發(fā)展展數(shù)控控機(jī)機(jī)床床是為為了了解解決決單單件件、、小小批批量量、、精精度度高高、、復(fù)復(fù)雜雜型型面面零零件件加加工工的的自自動(dòng)動(dòng)化化要要求求而而產(chǎn)產(chǎn)生生的的。。2、數(shù)控機(jī)床床的發(fā)展1952年，，Parsons公司和和M.I.T合作研制了了世界上第一一臺(tái)三座標(biāo)數(shù)數(shù)控機(jī)床。1955年，，第一臺(tái)工業(yè)業(yè)用數(shù)控機(jī)床床由美國(guó)Bendix公公司生產(chǎn)出來(lái)來(lái)。從1952年年至今，NC機(jī)床按NC系統(tǒng)的發(fā)展展經(jīng)歷的五代代。第一代：1955年電電子管第二代：1959年晶晶體管。。第三代：1965年小小規(guī)模集集成電路第四代：1970年小小型計(jì)算算機(jī)第五代：1974年微微處理器器NC系統(tǒng)CNC系統(tǒng)1994年：：基于PC的NC系統(tǒng)誕生生，使NC系系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)進(jìn)入了開(kāi)放型型、柔性化的的新時(shí)代，新新型NC系統(tǒng)統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期期日益縮短。。它是數(shù)控技技術(shù)發(fā)展的又又一個(gè)里程碑碑。3、我國(guó)數(shù)數(shù)控機(jī)床發(fā)展展情況1）1958年開(kāi)始研究究數(shù)控技術(shù)；；2）1965年，開(kāi)始研研制晶體管數(shù)數(shù)控系統(tǒng)；3）60年代代末至70年年代初研制成成功X53K-1G數(shù)控控銑床、CJK-18數(shù)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)數(shù)控非圓齒輪輪插齒機(jī)。4）從70年年代開(kāi)始，數(shù)數(shù)控技術(shù)在機(jī)機(jī)械加工領(lǐng)域域全面展開(kāi)；；5）80年代代我國(guó)先后從從日本、美國(guó)國(guó)等國(guó)家引進(jìn)進(jìn)了部分?jǐn)?shù)控控裝置和伺服服系統(tǒng)技術(shù)；；6）現(xiàn)在，我我國(guó)已經(jīng)建立立了中、低檔檔數(shù)控機(jī)床為為主的產(chǎn)業(yè)體體系。2000年的的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)控機(jī)床廠家家：100數(shù)控系統(tǒng)廠家家：50數(shù)控機(jī)床配套套廠家：300年產(chǎn)量：14053臺(tái)數(shù)控機(jī)床品種種：1300產(chǎn)量數(shù)控化率率：8%（95年3.6%）中國(guó)數(shù)控機(jī)床床發(fā)展水平及及數(shù)字統(tǒng)計(jì)2002年中中國(guó)金屬加工工機(jī)床進(jìn)口、、出口貿(mào)易統(tǒng)統(tǒng)計(jì)進(jìn)口出口數(shù)量(千臺(tái))金額(百萬(wàn)$)與上年比較(%)數(shù)量(千臺(tái))金額(百萬(wàn)$)與上年比較(%)數(shù)量金額數(shù)量金額金屬切削機(jī)床合計(jì)75.962074.724.2926.605506.58263.922.2213.85其中數(shù)控機(jī)床18.281453.738.3731.633.1034.641.16-3.242002年世世界機(jī)床生產(chǎn)產(chǎn)前十名（（百萬(wàn)美元））國(guó)家(地區(qū))2002年2001年同比德國(guó)67377732-17%日本63799390-30%意大利37753794-5%中國(guó)3025262415%美國(guó)19132853-33%中國(guó)臺(tái)灣1754163510%瑞士17162047-20%西班牙863886-8%韓國(guó)8338044%法國(guó)812814-5%國(guó)家(地區(qū))2002年2001年同比中國(guó)5696474020%德國(guó)48155712-20%日本34415254-32%美國(guó)33255231-36%意大利29323080-10%韓國(guó)12231324-8%法國(guó)11651516-27%中國(guó)臺(tái)灣9771118-10%西班牙819881-12%英國(guó)690897-26%2002年世世界機(jī)床消費(fèi)費(fèi)前十名（（百萬(wàn)美元））國(guó)家(地區(qū))2002年2001年同比中國(guó)3151240631%美國(guó)23273411-32%德國(guó)19602269-14%意大利9571227-22%韓國(guó)790931-15%法國(guó)7811188-34%加拿大704739-5%中國(guó)臺(tái)灣661845-22%英國(guó)612781-22%日本495660-25%2002年世世界機(jī)床進(jìn)口口前十名（（百萬(wàn)美元））2002年世世界機(jī)床出口口前十名（（百萬(wàn)美元））國(guó)家(地區(qū))2002年2001年同比德國(guó)38824288-14%日本34434797-26%意大利18011942-12%瑞士14761756-20%中國(guó)臺(tái)灣143813638%美國(guó)9151034-11%英國(guó)514708-28%西班牙5014765%法國(guó)429486-16%比利時(shí)414564-30%第二節(jié)數(shù)數(shù)控機(jī)床的組組成及分類(lèi)一、數(shù)控機(jī)床床的組成數(shù)控機(jī)床的組組成框圖機(jī)床本體伺服裝置輔助裝置CNC裝置輸入輸出設(shè)備測(cè)量反饋裝置Next控制介質(zhì)和輸輸入輸出設(shè)備備表控制介質(zhì)輸入設(shè)備輸出設(shè)備穿孔紙帶紙帶閱讀機(jī)紙帶穿孔機(jī)磁帶磁帶機(jī)或錄音機(jī)磁盤(pán)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器BackCNC裝置組組成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)位置控制板PLC接口板板通訊接口板特殊功能模塊塊相應(yīng)的控制軟軟件。Back伺服系統(tǒng)包括括：伺服控制電路路功率放大線路路伺服電機(jī)等。。伺服系統(tǒng)的類(lèi)類(lèi)型：主軸伺服驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置和主軸軸電機(jī)進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置和進(jìn)給給電機(jī)

機(jī)床I/O電路和裝置

測(cè)量裝置

主軸驅(qū)動(dòng)裝置

進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置

主軸伺服單元

進(jìn)給伺服單元

計(jì)算機(jī)數(shù)

控

裝

置

操作面板

PLC

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

機(jī)

床

輔助控制機(jī)構(gòu)

進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

鍵盤(pán)

輸入輸出

設(shè)備

Back二、數(shù)控機(jī)床床的分類(lèi)1、按工藝用用途分類(lèi)切削加工類(lèi)：：數(shù)控鏜銑床、、數(shù)控車(chē)床、、數(shù)控磨床、、加工中心、、數(shù)控齒輪加加工機(jī)床、FMC等。成型加工類(lèi)：：數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、、數(shù)控彎管機(jī)機(jī)等。特種加工類(lèi)：：數(shù)控線切割機(jī)機(jī)、電火花加加工機(jī)、激光光加工機(jī)等其它類(lèi)型：數(shù)控裝配機(jī)、、數(shù)控測(cè)量機(jī)機(jī)、機(jī)器人等等2、按機(jī)械加加工的運(yùn)動(dòng)軌軌跡分類(lèi)（1）點(diǎn)位控控制數(shù)控機(jī)床床（2）直線控控制數(shù)控機(jī)床床（3）輪廓控控制數(shù)控機(jī)床床點(diǎn)位控制數(shù)控控機(jī)床特點(diǎn)：僅能實(shí)現(xiàn)刀具具相對(duì)于工件件從一點(diǎn)到另另一點(diǎn)的精確確定位運(yùn)動(dòng)；；對(duì)軌跡不作控控制要求；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不不進(jìn)行任何加加工。適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)數(shù)控鏜床、數(shù)數(shù)控沖床和數(shù)數(shù)控測(cè)量機(jī)。。點(diǎn)位控制系統(tǒng)統(tǒng):直線控制數(shù)控控機(jī)床特點(diǎn):不僅要保證點(diǎn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的的準(zhǔn)確定位，，而且要控制制兩相關(guān)點(diǎn)之之間的位移速速度和路線。。其路線一般由由各坐標(biāo)軸平平行的直線段段或與坐標(biāo)軸軸成45o的斜線組成。。yx數(shù)控機(jī)床的直線加工直線控制系統(tǒng)統(tǒng):輪廓控制數(shù)控控機(jī)床特點(diǎn)：能夠同時(shí)控制制兩軸或兩個(gè)個(gè)以上的軸，，對(duì)位置和速速度進(jìn)行嚴(yán)格格的不間斷控控制適用范圍：數(shù)控車(chē)床、數(shù)數(shù)控銑床、加加工中心等用用于加工曲線線和曲面的機(jī)機(jī)床。連續(xù)控制系統(tǒng)統(tǒng):3、按同時(shí)控控制的軸數(shù)分分三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)數(shù)控加工五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)數(shù)控加工五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)數(shù)控加工:4、按伺服系統(tǒng)的的控制原理分分類(lèi)（1）開(kāi)環(huán)伺伺服系統(tǒng)數(shù)控控機(jī)床（2）閉環(huán)伺伺服系統(tǒng)數(shù)控控機(jī)床（3）半閉環(huán)環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)數(shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)控機(jī)床電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補(bǔ)指令脈沖頻率f脈沖個(gè)數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大特點(diǎn)：無(wú)反饋環(huán)節(jié)，，系統(tǒng)穩(wěn)定；；速度及精度較較低；典型系統(tǒng)：采用步進(jìn)電機(jī)機(jī)的伺服系統(tǒng)統(tǒng)。應(yīng)用：低檔次、經(jīng)濟(jì)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)機(jī)床。閉環(huán)伺服系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)控機(jī)床位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋特點(diǎn)：具有位置、速速度檢測(cè)裝置置，位置反饋信號(hào)號(hào)來(lái)自于機(jī)床床工作臺(tái)；加工精度很高高；設(shè)計(jì)和調(diào)整相相當(dāng)困難。應(yīng)用：精度要求很高高的鏜銑加工工中心、超精精車(chē)床、超精精磨床等。半閉環(huán)伺服系系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床床位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋特點(diǎn)：檢測(cè)元件安裝裝在伺服電機(jī)機(jī)或絲杠的端端部，反饋信號(hào)取自自電動(dòng)機(jī)端而不是機(jī)床的的最終運(yùn)動(dòng)部部件；加工精度比閉閉環(huán)系統(tǒng)低，，高于開(kāi)環(huán)系系統(tǒng)；系統(tǒng)的控制特特性穩(wěn)定。應(yīng)用：大部分?jǐn)?shù)控機(jī)機(jī)床第三節(jié)數(shù)數(shù)控機(jī)床的特特點(diǎn)及適用范范圍一、數(shù)控機(jī)床床的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床不能以最經(jīng)濟(jì)的方式來(lái)解決決加工制造中中所有問(wèn)題。數(shù)控加工的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)自動(dòng)化程度高高，可以減輕輕工人的體力力勞動(dòng)強(qiáng)度加工的零件一一致性好，質(zhì)質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率較高高便于產(chǎn)品研制制便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算算機(jī)輔助制造造數(shù)控加工的缺缺點(diǎn)單位加工成本本較高只適宜于多品品種小批量或或中批量生產(chǎn)產(chǎn)（占機(jī)械加加工總量70%~80%）加工中的調(diào)整整相對(duì)復(fù)雜維修難度大二、數(shù)控機(jī)床床的適用范圍圍零件復(fù)雜程度零件批量專(zhuān)用機(jī)床通用機(jī)床數(shù)控機(jī)床三、發(fā)展數(shù)控控機(jī)床的意義義（1）是發(fā)發(fā)展制造技術(shù)術(shù)和制造工業(yè)業(yè)的基礎(chǔ)提高質(zhì)量、數(shù)數(shù)量、效益和和柔性；是一場(chǎng)制造業(yè)業(yè)的重要革命命產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，產(chǎn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生生產(chǎn)方式發(fā)生生深刻的質(zhì)的的變化現(xiàn)代制造業(yè)的的發(fā)展:→CNC(數(shù)控控機(jī)床)→DNC(直接接數(shù)控)→FMC（柔性性制造單元））→FMS（柔性性制造系統(tǒng)））→CIMS（計(jì)計(jì)算機(jī)集成制制造系統(tǒng)）→FA（自動(dòng)工工廠）柔性制造系統(tǒng)統(tǒng)的組成:FMS的組成自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)工廠計(jì)算機(jī)中央計(jì)算機(jī)物流控制計(jì)算機(jī)運(yùn)輸小車(chē)加工單元1加工單元2加工單元n信息傳輸網(wǎng)絡(luò)工夾具站飛機(jī)零件加工FMS（Cincinnati）1—裝卸站2—運(yùn)輸小車(chē)3—MC4—切屑處理站5—清洗站6—檢測(cè)站7—手工檢測(cè)站8—計(jì)算機(jī)室9—小車(chē)維修站10—包裝站FMS實(shí)例:沖床沖壓FMSFMS實(shí)例:（2）從國(guó)家家的發(fā)展戰(zhàn)略略高度來(lái)看，，數(shù)控技術(shù)是是工業(yè)強(qiáng)國(guó)之之必須；基于它的相關(guān)關(guān)產(chǎn)業(yè)是體現(xiàn)現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)國(guó)力水平的重重要基礎(chǔ)性產(chǎn)產(chǎn)業(yè).（3）數(shù)控產(chǎn)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)大大有市場(chǎng)。四、數(shù)控機(jī)床床發(fā)展的技術(shù)術(shù)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)技術(shù)；；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)術(shù)；機(jī)械技術(shù)；控制技術(shù)；通信技術(shù)（網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)控）。五、數(shù)控機(jī)機(jī)床的技術(shù)發(fā)發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)入九十年代代以來(lái)，隨著著國(guó)際上計(jì)算算機(jī)技術(shù)突飛飛猛進(jìn)的發(fā)展展，數(shù)控技術(shù)術(shù)不斷采用計(jì)計(jì)算機(jī)、控制制理論等領(lǐng)域域的最新技術(shù)術(shù)成就，使其其朝著下述方方向發(fā)展運(yùn)行高速化加工高精化功能復(fù)合化控制智能化體系開(kāi)放化驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化交互網(wǎng)絡(luò)化速度和精度是是數(shù)控設(shè)備的的兩個(gè)重要指指標(biāo)，它們是是數(shù)控技術(shù)永永恒追求的目目標(biāo)。因?yàn)樗苯雨P(guān)系到到加工效率和和產(chǎn)品質(zhì)量。。新一代數(shù)控控設(shè)備在運(yùn)行行高速化、加加工高精化等等方面都有了了更高的要求求。1、運(yùn)行高速速化：使進(jìn)給率、主主軸轉(zhuǎn)速、刀刀具交換速度度、托盤(pán)交換換速度實(shí)現(xiàn)高高速化，并且且具有高加（（減）速率。。進(jìn)給率高速化化：在分辨率為1m時(shí)，F(xiàn)max=240m/min。在在Fmax下可獲得復(fù)雜雜型面的精確確加工；在程序段長(zhǎng)度度為1mm時(shí)時(shí)，F(xiàn)max=30m/min，并且且具有1.5g的加減速速率；主軸高速化：：采用電主軸軸（內(nèi)裝式主主軸電機(jī)），，即主軸電機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸就就是主軸部件件。主軸最高轉(zhuǎn)速速達(dá)200000r/min。主軸轉(zhuǎn)速的最最高加（減））速為1.0g，即僅僅需1.8秒秒即可從0提提速到15000r/min。換刀速度0.9秒（刀刀到刀）2.8秒（切切削到切削））工作臺(tái)（托盤(pán)盤(pán)）交換速度度6.3秒秒。2、加工高精精化：提高機(jī)械設(shè)備備的制造和裝裝配精度；提高數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的控制精度度；采用誤差補(bǔ)償償技術(shù)。提高CNC系系統(tǒng)控制精度度：采用高速插補(bǔ)補(bǔ)技術(shù)，以微微小程序段實(shí)實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給給，使CNC控制單位精精細(xì)化，采用高分辨率率位置檢測(cè)裝裝置，提高位位置檢測(cè)精度度（日本交流流伺服電機(jī)已已有裝上106脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)內(nèi)藏位置檢測(cè)測(cè)器，其位置置檢測(cè)精度能能達(dá)到0.01m/脈沖）；位置伺服系統(tǒng)統(tǒng)采用前饋控控制與非線性性控制等方法法。采用誤差補(bǔ)償償技術(shù)：采用反向間隙隙補(bǔ)償、絲桿桿螺距誤差補(bǔ)補(bǔ)償和刀具誤誤差補(bǔ)償?shù)燃技夹g(shù);設(shè)備的熱變形形誤差補(bǔ)償和和空間誤差的的綜合補(bǔ)償技技術(shù)。研究結(jié)結(jié)果表明，綜綜合誤差補(bǔ)償償技術(shù)的應(yīng)用用可將加工誤誤差減少60％～80％％。三井精機(jī)機(jī)的JidicH5D型型超精密臥式式加工中心的的定位精度為為±0.1m。由于計(jì)算機(jī)技技術(shù)的不斷進(jìn)進(jìn)步，促進(jìn)了了數(shù)控技術(shù)水水平的提高，，數(shù)控裝置、、進(jìn)給伺服驅(qū)驅(qū)動(dòng)裝置和主主軸伺服驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置的性能能也隨之提高高，使得現(xiàn)代代的數(shù)控設(shè)備備在新的技術(shù)術(shù)水平下，可可同時(shí)具備運(yùn)運(yùn)行高速化、、加工高精化化的性能。3、功能復(fù)合合化復(fù)合化是指在在一臺(tái)設(shè)備能能實(shí)現(xiàn)多種工工藝手段加工工的方法。鏜銑鉆復(fù)合——加工中心（ATC）、、五面加工中中心（ATC，主軸立臥臥轉(zhuǎn)換）；車(chē)銑復(fù)合—車(chē)車(chē)削中心（ATC，動(dòng)力力刀頭）；銑鏜鉆車(chē)復(fù)合合—復(fù)合加工工中心（ATC，可自動(dòng)動(dòng)裝卸車(chē)刀架架）；銑鏜鉆磨復(fù)合合—復(fù)合加工工中心（ATC，動(dòng)力磨磨頭）；可更換主軸箱箱的數(shù)控機(jī)床床—組合加工工中心；4、控制智能能化隨著人工智能能技術(shù)的不斷斷發(fā)展，并為為滿足制造業(yè)業(yè)生產(chǎn)柔性化化、制造自動(dòng)動(dòng)化發(fā)展需求求，數(shù)控技術(shù)術(shù)智能化程度度不斷提高，，具體體現(xiàn)在在以下幾個(gè)方方面：加工過(guò)程自適適應(yīng)控制技術(shù)術(shù)通過(guò)監(jiān)測(cè)加工工過(guò)程中的切切削力、主軸軸和進(jìn)給電機(jī)機(jī)的功率、電電流、電壓等等信息，利用用傳統(tǒng)的或現(xiàn)現(xiàn)代的算法進(jìn)進(jìn)行識(shí)別，以以辯識(shí)出刀具具的受力、磨磨損以及破損損狀態(tài)，機(jī)床床加工的穩(wěn)定定性狀態(tài)；并并根據(jù)這些狀狀態(tài)實(shí)時(shí)修調(diào)調(diào)加工參數(shù)（（主軸轉(zhuǎn)速，，進(jìn)給速度））和加工指令令，使設(shè)備處處于最佳運(yùn)行行狀態(tài)，以提提高加工精度度、降低工件件表面粗糙度度以及設(shè)備運(yùn)運(yùn)行的安全性性。MitsubishiElectric公司的用于數(shù)數(shù)控電火花成成型機(jī)床的“MiracleFuzzy”基于模糊邏輯輯的自適應(yīng)控控制器，可自自動(dòng)控制和優(yōu)優(yōu)化加工參數(shù)數(shù)；日本牧野在電電火花NC系統(tǒng)Makino_Mce20中，用專(zhuān)家系系統(tǒng)代替人進(jìn)進(jìn)行加工過(guò)程程監(jiān)控。以色列的外置置式力自適應(yīng)應(yīng)控制器意大利Mandelli公司數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的可編程功功率自適應(yīng)控控制功能。加工參數(shù)的智智能優(yōu)化與選選擇將工藝專(zhuān)家或或技工的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)、零件加工工的一般與特特殊規(guī)律，用用現(xiàn)代智能方方法，構(gòu)造基基于專(zhuān)家系統(tǒng)統(tǒng)或基于模型型的“加工參參數(shù)的智能優(yōu)優(yōu)化與選擇器器”，利用它它獲得優(yōu)化的的加工參數(shù)，，從而達(dá)到提提高編程效率率和加工工藝藝水平，縮短短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)時(shí)間的目的。。采用經(jīng)過(guò)優(yōu)優(yōu)化的加工參參數(shù)編制的加加工程序，可可使加工系統(tǒng)統(tǒng)始終處于較較合理和較經(jīng)經(jīng)濟(jì)的工作狀狀態(tài)。目前已開(kāi)發(fā)出出帶自學(xué)習(xí)功功能的神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電火花加加工專(zhuān)家系統(tǒng)統(tǒng)。日本大隈公司司的7000系列數(shù)控系系統(tǒng)帶有人工工智能式自動(dòng)動(dòng)編程功能。。國(guó)內(nèi)清華在加加工參數(shù)的智智能優(yōu)化與選選擇及CAPP方面的研研究也取得了了一些成果。。但有待進(jìn)行行實(shí)用化開(kāi)發(fā)發(fā)。智能故障診斷斷與自修復(fù)技技術(shù)智能故障診斷斷技術(shù)：根據(jù)據(jù)已有的故障障信息，應(yīng)用用現(xiàn)代智能方方法（AI、、ES、ANN等），實(shí)實(shí)現(xiàn)故障快速速準(zhǔn)確定位的的技術(shù)。智能故障自修修復(fù)技術(shù)：指指能根據(jù)診斷斷確定故障原原因和部位，，以自動(dòng)排除除故障或指導(dǎo)導(dǎo)故障的排除除技術(shù)。智能能自修復(fù)技術(shù)術(shù)集故障自診診斷、故障自自排除、自恢恢復(fù)、自調(diào)節(jié)節(jié)于一體，并并貫穿于加工工過(guò)程的整個(gè)個(gè)生命周期。。智能故障診斷斷技術(shù)在有些些日本、美國(guó)國(guó)公司生產(chǎn)的的數(shù)控系統(tǒng)中中已有應(yīng)用，，基本上都是是應(yīng)用專(zhuān)家系系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。。智能化自修復(fù)復(fù)技術(shù)還在研研究之中。智能化交流伺伺服驅(qū)動(dòng)裝置置目前已開(kāi)始研研究能自動(dòng)識(shí)識(shí)別負(fù)載，并并自動(dòng)調(diào)整參參數(shù)的智能化化伺服系統(tǒng)，，包括智能主主軸交流驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置和智能能化進(jìn)給伺服服裝置。這種種驅(qū)動(dòng)裝置能能自動(dòng)識(shí)別電電機(jī)及負(fù)載的的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，，并自動(dòng)對(duì)控控制系統(tǒng)參數(shù)數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和和調(diào)整，使驅(qū)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得得最佳運(yùn)行。。智能4M數(shù)控控系統(tǒng)在制造過(guò)程中中，加工、檢檢測(cè)一體化是是實(shí)現(xiàn)快速制制造、快速檢檢測(cè)和快速響響應(yīng)的有效途途徑，將測(cè)量量(Measurement)、建建模(Modelling)、加工工(Manufacturing)、機(jī)器操作作(Manipulator)四者者（即4M））融合在一個(gè)個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)實(shí)現(xiàn)信息共享享，促進(jìn)測(cè)量量、建模、加加工、裝夾、、操作一體化化的4M智能能系統(tǒng)。5、體系開(kāi)放放化定義（IEEE）：具有在不同的的工作平臺(tái)上上均能實(shí)現(xiàn)系系統(tǒng)功能、且且可以與其他他的系統(tǒng)應(yīng)用用進(jìn)行互操作作的系統(tǒng)。開(kāi)放式數(shù)控系系統(tǒng)特點(diǎn)：系統(tǒng)構(gòu)件（軟軟件和硬件））具有標(biāo)準(zhǔn)化化(Standardization)與多樣樣化(Diversification)和和互換性(Interchangeability)的特特征允許通過(guò)對(duì)對(duì)構(gòu)件的增增減來(lái)構(gòu)造造系統(tǒng)，實(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)““積木式””的集成。。構(gòu)造應(yīng)該該是可移植植的和透明明的；開(kāi)放體系結(jié)結(jié)構(gòu)CNC的優(yōu)點(diǎn)向未來(lái)技術(shù)術(shù)開(kāi)放：由于軟硬件件接口都遵遵循公認(rèn)的的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議議，只需少少量的重新新設(shè)計(jì)和調(diào)調(diào)整，新一一代的通用用軟硬件資資源就可能能被現(xiàn)有系系統(tǒng)所采納納、吸收和和兼容，這這就意味著著系統(tǒng)的開(kāi)開(kāi)發(fā)費(fèi)用將將大大降低低而系統(tǒng)性性能與可靠靠性將不斷斷改善并處處于長(zhǎng)生命命周期；標(biāo)準(zhǔn)化的人人機(jī)界面：：標(biāo)準(zhǔn)化的編編程語(yǔ)言，，方便用戶戶使用，降降低了和操操作效率直直接有關(guān)的的勞動(dòng)消耗耗；向用戶特殊殊要求開(kāi)放放：更新產(chǎn)品、、擴(kuò)充能力力、提供可可供選擇的的硬軟件產(chǎn)產(chǎn)品的各種種組合以滿滿足特殊應(yīng)應(yīng)用要求，，給用戶提提供一個(gè)方方法，從低低級(jí)控制器器開(kāi)始，逐逐步提高，，直到達(dá)到到所要求的的性能為止止。另外用用戶自身的的技術(shù)訣竅竅能方便地地融入，創(chuàng)創(chuàng)造出自己己的名牌產(chǎn)產(chǎn)品；可減少產(chǎn)品品品種，便便于批量生生產(chǎn)、提高高可靠性和和降低成本本，增強(qiáng)市市場(chǎng)供應(yīng)能能力和競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)能力。開(kāi)放式數(shù)控控裝置的概概念結(jié)構(gòu)硬件配置單元軟件配置單元標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)硬件數(shù)控系統(tǒng)基本硬件數(shù)控功能應(yīng)用程序DOS(WINDOWS)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)RTM應(yīng)用程序接口NC構(gòu)件庫(kù)國(guó)內(nèi)外開(kāi)放放式數(shù)控系系統(tǒng)的研究究進(jìn)展美國(guó)：NGC(TheNextGenerationWork-st