第一篇：在系統編程技術作業

在系統編程技術作業題

1、數字電壓表的設計

使用FPGA控制ADC0809，設計一個量程為5V的數字電壓表，采用3位數碼管顯示電壓值，可以顯示小數點后兩位。

2、五組搶答器的設計

設計一個五組競爭搶答器系統，每組有1個對應的按鈕，標號分別為1、2、3、4、5。在主持人的主持下，參賽者通過搶先按下搶答按鈕獲得答題資格。當某一組按下按鈕并獲得答題資格后，LED顯示出該組號，并有搶答成功顯示，同時鎖定其他組的搶答器，使其他組搶答無效。如果主持人在未按下開始按鈕前，已有人按下搶答按鈕，屬于違規，并顯示違規組的編號，同時蜂鳴器發出提示，其他按鈕無效。

3、出租車計價器設計

出租車的起步價為2.5公里內5元，2.5公里以上續程每公里為1.5元，按化零為整的等價計費方式跳表，即每計滿1元跳表一次。出租車在行駛過程中，當遇到紅燈或堵車需要暫停行駛時，則按時間計費，累計每滿1分鐘計費1元。要求能顯示行駛公里數、等待累計時間、總費用。

提交內容：設計軟件結構，源代碼，各部分仿真波形。

打印后在7月1號之前交給張有迪唐敖慶樓D區257室

第二篇：數控編程技術形考作業1

《數控編程技術》第一次作業姓

名：________________

學

號：________________

得

分：________________

教師簽名：________________

（第1-3章）

第1章

數控加工的編程基礎

一、填空題

1、為了準確地判斷數控機床的運動方向，特規定永遠假設刀具相對于

坐標而運動。

2、目前，數控編程所采用的格式為

程序段格式。

3、用于編寫程序段號碼的字為。

4、尺寸字U、V、W表示

坐標，A、B、C表示

坐標。

5、數控系統通常分為車削和銑削兩種，用于車削的數控系統通常在系列號后加字母

。用于銑削的數控系統在系列號后加字母。

二、選擇題

1、下列敘述中，（），不屬于數控編程的基本步驟。

（A）分析圖樣、確定加工工藝過程

（B）數值計算

（C）編寫零件加工程序單

（D）確定機床坐標系

2、程序校驗與首件試切的作用是（）。

（A）檢查機床是否正常

（B）提高加工質量

（C）檢驗參數是否正確

（D）檢驗程序是否正確及零件的加工精度是否滿足圖紙要求

3、數控編程時，應首先設定（）。

（A）機床原點

（B）工件坐標系

（C）機床坐標系

（D）固定參考點

三、判斷題

1、數控加工的主程序號都是由O××××構成，而子程序由P××××構成。（）

2、M功能不能編程變化量（如尺寸、進給速度、主軸轉速等），只能用于控制開關量（如冷卻液開、關，主軸正、反轉，程序結束等）。（）

3、國際標準化組織ISO規定，任何數控機床的指令代碼必須嚴格遵守統一格式。（）

4、大部分代碼都是非續效（非模態）代碼。（）

四、簡答題

1、編制數控加工程序的主要步驟有哪些？

2、數控編程有哪些種類？分別適合什么場合？

3、什么是模態代碼？什么是非模態代碼？舉例說明。

4、數控機床的運動方向是如何確定的？

第2章

數控編程中的工藝分析

一、填空題

1、制定孔系加工時的刀具路徑主要遵循、兩種原則。

2、數控加工工藝文件包括、、、。

3、對工件進行車削時，若工件的直徑為D（mm），則主軸轉速n

（r/min）與切削速度v（m/min）的關系表達式是。

4、切削用量中，對刀具耐用度影響最大的因素是。

二、選擇題

1、加工內孔時，合理的工序是（）。

（A）鉆-擴-鉸

（B）粗鏜-半精鏜-精鏜

（C）鉆中心孔-鉆底孔-粗鏜-精鏜

（D）鉆-粗鏜-鉸。

2、銑削工件內腔時，一般采用立銑刀側刃切削，銑刀的切入和切出應盡量（）。

（A）沿輪廓曲線內切圓方向

（B）任何方向

（C）沿輪廓切線方向

（D）沿輪廓法向

3、刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線，是編寫程序的依據之一。下列敘述中（），不屬于確定加工路線時應遵循的原則。

（A）加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度；

（B）使數值計算簡單，以減少編程工作量；

（C）應使加工路線最短，這樣既可以減少程序短，又可以減少空刀時間；

（D）對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。

4、制訂加工方案的一般原則為先粗后精、先近后遠、先內后外，程序段最少，（）及特殊情況特殊處理。

（A）走刀路線最短

（B）將復雜輪廓簡化成簡單輪廓

（C）將手工編程改成自動編程

（D）將空間曲線轉化為平面曲線

5、選擇粗基準時，重點考慮如何保證各加工表面（），使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置精度符合零件圖要求。

（A）容易加工

（B）切削性能好

（C）進/退刀方便

（D）有足夠的余量

6、切削用量的選擇原則是：粗加工時，一般（），最后確定一個合適的切削速度v。

（A）應首先選擇盡可能大的背吃刀量ap，其次選擇較大的進給量f

（B）應首先選擇盡可能小的背吃刀量ap，其次選擇較大的進給量f

（C）應首先選擇盡可能大的背吃刀量ap，其次選擇較小的進給量f

（D）應首先選擇盡可能小的背吃刀量ap，其次選擇較小的進給量f

三、判斷題

1、數控車床既可以按裝夾順序劃分工序，又可以按粗、精加工劃分工序。（）

2、銑削加工型腔時，內腔圓弧半徑越小，限制所用的刀具直徑越小，加工時的切削效率越低，但零件的加工精度會提高。（）

3、型腔加工時，采用行切法加工效率最高，但型腔的加工質量最差。（）

4、數控機床目前主要采用機夾式刀具。（）

5、對刀點和換刀點通常為同一個點。（）

四、簡答題

1、按“定位精度最高”的原則，制定孔系加工路線的好處是什么？

2、設計螺紋加工刀具路徑時，為什么要留引入d1、引出距離d2？

3、什么是刀位點？它有何作用？舉例說明。

4、在銑削加工輪廓時，為什么經常采用切向切入、切向切出的輔助程序段？

五、綜合題

1、分別按“加工路線最短”和“定位精度最高的”

原則，編排圖2.1

所示零件的孔系刀具路徑。

圖2.1

孔系零件

2、根據圖2.2、圖2.3所示零件的技術要求，分別填寫零件的數控加工工藝卡片。

圖2.2

典型車削零件

圖2.2零件的工藝卡

工序號

工步號

工步內容

刀具規格

裝夾方式

備注

圖2.3

典型銑削零件

圖2.3零件的工藝卡

工序號

工步號

工步內容

刀具規格

裝夾方式

備注

第3章

數控編程中的數學處理

一、填空題

1、各幾何要素之間的連接點稱為。

2、用若干直線段或圓弧來逼近給定的非圓曲線，逼近線段的交點稱為。

3、在中給出的點坐標稱為型值點。

二、選擇題

1、在要求允許誤差不變的情況下，非圓曲線的曲率越大，則逼近線段的數量越（）。

（A）少

（B）多

（C）不變

（D）以上均不正確

2、非圓曲線節點坐標的計算，主要是由（）完成。

（A）設計人員

（B）計算機

（C）手工

（D）操作者

3、目前對非圓曲線進行節點坐標計算的方法很多，當用直線段逼近非圓曲線時，將某一坐標軸劃分成相等間距的計算方法為（）。

（A）等程序段法

（B）等誤差法

（C）等間距法

（D）等圓弧法

三、計算題

1、計算圖3.1、圖3.2所示零件的各基點坐標，并將結果填入表中。

圖3.1

基點坐標計算1

圖3.2

基點坐標計算22、加工圖3.3所示零件輪廓，材料毛坯尺為80×63×6mm，工件坐標系設定在零件的左下角，按圖中所給條件，計算出X3、X4、X5和Y1、Y5的坐標值，若采用直徑為8mm的立銑刀進行輪廓加工，計算刀位點軌跡各基點的坐標值。

R

圖3.3

典型輪廓銑削零件

第三篇：數控編程技術形考作業3

《數控編程技術》第三次作業姓

名：________________

學

號：________________

得

分：________________

教師簽名：________________

（第7-8章）

第7章

簡化編程指令及其編程方法

一、填空題

1、在銑削固定循環結束后，要使刀具返回R點平面，必須編程

指令。

2、子程序的嵌套是

次的。

3、在進行盤類零件的端面粗加工時，應選擇的粗車固定循環指令是。

4、在FANUC數控系統中，用于坐標旋轉的指令是，用于鏡像的指令是。

二、選擇題

1、有些零件需要在不同的位置上重復加工同樣的輪廓形狀,可采用（）。

（A）比例縮放加工功能

（B）子程序調用

（C）旋轉功能

（D）鏡像加工功能

2、采用固定循環編程，可以（）。

（A）加快切削速度，提高加工質量

（B）縮短程序段的長度，減少程序所占內存

（C）減少換刀次數，提高切削速度

（D）減少吃刀深度，保證加工質量

3、在FANUC數控系統中，指令M98

P51020表示的含義為（）。

（A）返回主程序為1020程序段

（B）返回子程序為1020程序段

（C）調用程序號為1020的子程序連續調用5次

（D）重復循環1020次

4、用固定循環G98

G81…鉆削一個孔，鉆頭的鉆削過程是（）。

（A）分幾次提刀鉆削

（B）持續不提刀鉆削

（C）視孔深決定是否提刀

（D）提刀至R面

5、（）是為了安全、快速定位而規定的一個平面。

（A）初始平面

（B）R點平面

（C）孔底平面

（D）零件表面

三、判斷題

1、G81與G82的區別在于：G82指令使刀具在孔底有暫停動作。（）

2、要調用子程序，無論什么數控系統，都必須在主程序中用M98指令編程，而在子程序結束時用M99返回主程序。（）

3、FANUC粗車固定循環指令G71中，粗車深度的地址碼是R××。（）

4、銑削固定循環中，在R點平面確定以后，采用絕對、增量編程時，Z軸的坐標編程值是不同的。（）

5、需要多次進給，每次進給一個Q量，然后將刀具回退到R點平面的孔加工固定循環指令是G73。（）。

四、簡答題

1、FANUC車削固定循環G71、G72、G73指令分別應用什么場合？

2、FANUC銑削固定循環G73、G81、G82、G83指令各適用于什么場合？

3、銑削固定循環的六個動作是什么？

4、R點平面的含義是什么？應如何確定？

5、畫出銑削固定循環G73、G83的動作步序。

五、編程題

1、加工圖7.1所示零件的孔系，若零件的厚度為8mm，Z軸工件坐標系原點定義在上表面。利用固定循環指令，編寫孔系加工程序。具體要求：

（1）按“走刀路線最短”原則編程；

（2）按“定位精度最高”原則編程。

圖7.1

孔系零件

2、某工件頂部有兩個形狀相同、高度為10mm方凸臺，坐標如圖7.2所示，利用子程序編寫其精加工程序。

圖7.2

要素坐標

第8章

數控車削加工編程

一、填空題

1、在輪廓表面車削時，當直徑尺寸變化較大時，采用

控制，有利于保證零件的表面加工質量。

2、車削加工時，其徑向尺寸采用

編程更方便。

3、數控車床的工件坐標系習慣設定在。

4、螺紋加工的進刀方式有、、。

5、在進行螺紋加工時，為了防止亂牙，主軸上必須安裝。

二、選擇題

1、下列代碼中，不能用于螺紋加工的指令是（）。

（A）G33

（B）76

（C）G

G92

（D）G852、G71

P04

Q15

U1.0

W0.5

D2.0

F0.3

S500，該固定循環的粗加工吃刀深度的是（）。

（A）1.0

mm

（B）0.5

mm

（C）2.0

mm

（D）0.3

mm3、在選擇車削加工刀具時，若用一把刀既能加工輪廓、又能加工端面，則車刀的（）應大于90o。

（A）前角

（B）后角

（C）主偏角

（D）副偏角

4、影響數控車削加工精度的因素很多，要提高工件的加工質量，有很多措施，但（）不能提高加工精度。

（A）控制刀尖中心高誤差

（B）正確選擇車刀類型

（C）減小刀尖圓弧半徑對加工的影響

（D）將絕對編程改變為增量編程

5、試切對刀法如圖8.1所示，由圖可以看出：（）。

（A）左圖完成Z向對刀

（B）左圖完成X向對刀，右圖完成Z向對刀

（C）右圖完成X向對刀

（D）左圖完成Z向對刀，右圖完成X向對刀

三、判斷題

圖8.1

試切對刀法

1、利用假象刀尖點編出的程序，在進行倒角、錐面及圓弧切削時，會產生欠切或過切現象。（）

2、數控車床適宜加工輪廓形狀特別復雜或難于控制尺寸的回轉體零件、箱體類零件、精度要求高的回轉體類零件、特殊的螺旋類零件等。（）

3、程序G33

X35.2

Z－22

F1.5為單一螺紋加工指令，執行過程中進給速度為1.5mm/min.。（）

四、編程題

1、加工如圖8.2所示零件，毛坯尺寸為f65×105mm，材料為45#鋼。仔細閱讀圖紙，計算出基點坐標，并編寫零件的醋、精加工程序。

圖8.2的加工程序

程序號

程序

程序注釋

8.2

車削加工編程實訓零件12、加工圖8.3

所示零件右端各要素。f62尺寸已加工完成，并用三爪卡盤墊銅皮夾緊。在進行外圓精車前應采用外圓粗車指令G71去除大部分毛坯余量，粗車后留0.3

mm余量（單邊）。刀具及其加工參數如表8-1所示，編寫零件右端的加工程序。

表8-1

主要切削參數

切削用量

刀具及加工表面

主軸轉速S

/

r·min－1

進給速度

f

/

mm·r－1

T01

外圓粗車

800

0.3

T02

外圓精車

1000

0.15

T03

切槽

315

0.16

T04

車螺紋

600

1.5

（a）零件圖

（b）刀具編號

圖8.3

車削加工編程實訓零件1

試題2程序清單圖3.5的加工程序

程序

程序

3、加工如圖8.4所示零件，毛坯尺寸為f50×85mm，材料為45#鋼。仔細閱讀圖紙，進行工藝分析，并按零件的裝夾順序，編寫零件的加工程序。

圖8.4

車削加工編程實訓零件2

圖8.4的加工程序

程序

程序

第四篇：數控編程技術形考作業2

《數控編程技術》第二次作業姓

名：________________

學

號：________________

得

分：________________

教師簽名：________________

（第4-6章）

第4章

基本功能指令的編程方法

一、填空題

1、用于控制開關量的功能指令是。

2、T0400的含義是。

3、采用恒線速度控制車削帶錐度的外圓時，若線速度為200米/分鐘，最高轉速限定在1300轉/分鐘，正確的編程格式為。

4、直線進給率的單位為

；旋轉進給率的單位為。

5、只有當機床操作面板上的“選擇停止鍵”被按下，才能生效的程序暫停指令是。

二、選擇題

1、G96

S150

表示切削點線速度控制在（）。

（A）150

m/min

（B）150

r/min

（C）150

mm/min

（D）150

mm/r2、程序結束，并返回到起始位置的指令是（）。

（A）M00

（B）M01

（C）M02

（D）M303、下列輔助功能，用于控制換刀的指令時（）。

（A）M05

（B）M06

（C）M08

（D）M094、當執行M02指令時，機床（）。

（A）進給停止、冷卻液關閉、主軸不停

（B）主軸停止、進給停止、冷卻液關閉，但程序可以繼續執行

（C）主軸停止、進給停止、冷卻液未關閉、程序返回至開始狀態

（D）主軸停止、進給停止、冷卻液關閉、程序結束

三、判斷題

1、恒線速控制的原理是當工件的直徑越大，進給速度越慢。（）

2、有些車削數控系統，選擇刀具和刀具補償號只用T指令；而銑削數控系統，通常用T指令指定刀具，用D、H代碼指定刀具補償號。（）

3、用M02和M30作為程序結束語句的效果是相同的。（）

四、簡答題

1、指令M00和M01有什么相同點？區別是什么？

2、在M功能代碼中，與主軸相關的代碼是哪些？

3、若某一程序沒有指定T功能，該程序能夠正常使用嗎？為什么？

第5章

常用準備功能指令的編程方法

一、填空題

1、用于進行平面選擇的G代碼是。

2、在編寫圓弧插補程序時，若用半徑R指定圓心位置，不能對

進行直接編程。

3、在程序中，第一次出現G01、G02、G03等插補指令時，必須編寫

指令。

4、在FANUC數控系統中，程序段G04

P2000的含義是

。而G04

X3.0的含義是。

5、圓心坐標I、J、K表示圓弧

到圓弧

所作矢量分別在X、Y、Z軸上的分矢量。

二、選擇題

1、（）指令與其它三個指令不屬于同組G代碼。

（A）G53

（B）G54

（C）G55

（D）G562、在同一程序段中使用兩個同組G指令，則（）。

（A）最后一個有效

（B）第一個有效

（C）同時有效

（D）視具體情況而定

3、FANUC系統中，通過中間點返回參考點指令是（）。

（A）G27

（B）G28

（C）G29

（D）G304、執行程序段G91

G0

X100

Y0

F100時，刀具（）。

（A）以100

mm/min的速度移動至（100，0）處

（B）以機床給定的速度移動至（100，0）處

（C）以100

mm/min的速度在X方向移動100

mm，Y向不動

（D）以機床給定的速度在X方向移動100

mm，Y向不動

5、在G55中設置的數值是（）。

（A）工件坐標系的原點相對機床坐標系原點偏移量

（B）刀具的長度偏差值

（C）工件坐標系的原點

（D）工件坐標系原點相對于對刀點的偏移量

6、數控系統中，（）指令在加工過程中是模態的。

（A）G01、F

（B）G27、G28

（C）G04

（D）M027、在使用G54~G59指令建立工件坐標系時，就不再用（）指令。

（A）G90

（B）G17

（C）G49

（D）G92

三、判斷題

1、G90/G91是用于絕對/增量尺寸選擇的代碼，無論什么數控系統，都必須用這兩個代碼進行絕對/增量尺寸的模式轉換。（）

2、在平面內任意兩點移動，用G00與G01編程的刀具運動軌跡相同，只是運動速度不同。（）

3、G00指令下的移動速度可以由F代碼改變。（）

4、用R指定圓弧半徑大小時，當R為“－”值時，說明該圓弧的圓心角小于180°。（）

5、使用快速定位指令G00時，刀具運動軌跡可能是折線，因此，要注意防止出現刀具與工件干涉現象。（）

四、簡答題

1、配置前置刀架和后置刀架的數控車床，加工圓弧時它的順逆方向有何區別？

2、指令G00和G01有何區別？

五、編程題

1、根據圖5.1所示零件的輪廓尺寸，分別在G90、G91方式，用G00、G01指令按刀具軌跡（虛線為快速移動軌跡）寫出加工程序，并填入程序單中。

G90方式程序單

G91方式程序單

N

G

X

Z

F

N

G

X

Z

F

S

圖5.1

車削零件輪廓

2、仔細閱讀下列程序，根據程序單，在圖5.2的坐標網格中畫出刀具運行的軌跡和零件輪廓。

試題2的程序單

N

G

X

Z

F

G00

X50

Z1

G01

Z－12.5

F160

X62.5

Z－25

X75

X87.5

Z－50

Z－62.5

X100

Z－75

Z－100

X101

G00

X125

Z25

圖5.2

坐標網格

3、根據圖5.3所示零件的輪廓尺寸，在G90方式，用G00、G01、G02/G03指令按刀具軌跡（虛線為快速移動軌跡）寫出加工程序，并填入程序單中。若用91方式編程，程序需做那些改動。

S

圖5.3

試題3的零件輪廓

圖5.3的程序單

N

G

X

Z

I

K

F4、零件的形狀、尺寸及刀具路線如圖5.4所示。在G90方式，用G00、G01、G02/G03指令寫出刀具運行軌跡的NC程序，填入程序清單。

圖5.4的程序單

N

G

X

Z

I

K

F

S

圖5.4

題4的零件輪廓

第6章

刀具補償指令及其編程方法

一、填空題

1、指令G41的含義是

；指令G42的含義是。

2、刀具半徑補償分為、、3個步驟。

3、取消刀具半徑補償的2種編程方式是、。

4、取消刀具長度補償的2種編程方式是、。

5、在銑削加工中，采用順銑時刀具半徑補償為

；采用逆銑時刀具半徑補償為。

二、選擇題

1、程序段G17

G01

G41

X0

Y0

D01

F150中的D01的含義是（）。

（A）刀具編號

（B）刀具補償偏置寄存器的編號

（C）直接指示刀具補償的數值

（D）刀具方位的編號

2、具有刀具半徑補償功能的數控系統，可以利用刀具半徑補償功能，簡化編程計算；對于大多數數控系統，只有在（）移動指令下，才能實現刀具半徑補償的建立和取消。

（A）G40、G41和

G42

（B）G43、G44和G80

（C）G43、G44和G49

（D）G00或G013、在下列程序段中，能夠建立刀具長度補償似（）的程序段。

（A）G01

G42

X100

Y20

D01

F200

（B）G02

G41

X100

Y20

R50

D01

F200

（C）G01

G43

X100

Z20

H01

F200

（D）G03

G42

X100

Y20

R50

H01

F2004、在數控銑削加工中，刀具補償功能除對刀具半徑進行補償外，在用同一把刀進行粗、精加工時，還可進行加工余量的補償，設刀具半徑為r，精加工時半徑方向余量為△，則最后一次粗加工走刀的半徑補償量為（）。

（A）r

（B）r+△

（C）△

（D）2

r+△

5、刀具長度補償值的地址用（）。

（A）D××

（B）H××

（C）R××

（D）J××

6、執行G90

G01

G44

H02

Z－50

F100（H02為2mm）程序段后，刀具的實際移動距離為（）。

（A）48

mm

（B）52

mm

（C）50

mm

（D）54

mm

三、判斷題

1、對于FANUC系統，G43與G44的刀具長度偏置補償方向是一致的。（）

2、對于沒有刀具半徑補償功能的數控系統，編程時不需要計算刀具中心的運動軌跡，可按零件輪廓編程。（）

3、輪廓銑削時，刀具補償的建立與取消一定在輪廓上才能生效。（）

四、簡答題

1、簡述刀具補償的作用？

2、當立銑刀的長度磨損后，刀具長度補償值取正值還是取負值？

五、編程題

1、刀具起點在（－40，0），法向切入（－20，0）點，切一個f40

mm的整圓工件，并法向切出返回點（－40，0），刀具軌跡如圖1所示。利用刀具半徑補償指令，編寫零件的輪廓加工程序。

圖6.1

輪廓銑削刀具軌跡

2、用f16的立銑刀精銑

f34mm的孔，孔深為12

mm，工件坐標系原點為孔的中心與上表面的交點處，要求切向進退刀和刀具半徑補償功能，試編寫加工程序。

3、如圖2所示。零件的左端外圓f64尺寸已加工完畢，利用刀尖圓弧半徑補償功能，編寫零件右端外輪廓的精加工程序。

（0，0）

R15

圖6.2

車削典型零件

第五篇：數控編程技術發展趨勢

數控技術發展趨勢

----智能化數控系統

數控技術發展趨勢——智能化數控系統

國內外數控系統發展概況

隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。

數控技術發展趨勢

性能發展方向:(1)高速高精高效化 速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢

測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化 包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。

(3)工藝復合性和多軸化 以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。

(4)實時智能化 早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。

功能發展方向(1)用戶界面圖形化 用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態

圖形顯示和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。

(2)科學計算可視化 科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

(3)插補和補償方式多樣化 多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。

(4)內裝高性能PLC 數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。

(5)多媒體技術應用 多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。

體系結構的發展:(1)集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導

體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。

(2)模塊化 硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。

(3)網絡化 機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

(4)通用型開放式閉環控制模式 采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。

智能化新一代PCNC數控系統

當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能。

智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環控制體系。