在系统编程技术作业

第一篇：在系统编程技术作业

在系统编程技术作业题

1、数字电压表的设计

使用FPGA控制ADC0809，设计一个量程为5V的数字电压表，采用3位数码管显示电压值，可以显示小数点后两位。

2、五组抢答器的设计

设计一个五组竞争抢答器系统，每组有1个对应的按钮，标号分别为1、2、3、4、5。在主持人的主持下，参赛者通过抢先按下抢答按钮获得答题资格。当某一组按下按钮并获得答题资格后，LED显示出该组号，并有抢答成功显示，同时锁定其他组的抢答器，使其他组抢答无效。如果主持人在未按下开始按钮前，已有人按下抢答按钮，属于违规，并显示违规组的编号，同时蜂鸣器发出提示，其他按钮无效。

3、出租车计价器设计

出租车的起步价为2.5公里内5元，2.5公里以上续程每公里为1.5元，按化零为整的等价计费方式跳表，即每计满1元跳表一次。出租车在行驶过程中，当遇到红灯或堵车需要暂停行驶时，则按时间计费，累计每满1分钟计费1元。要求能显示行驶公里数、等待累计时间、总费用。

提交内容：设计软件结构，源代码，各部分仿真波形。

打印后在7月1号之前交给张有迪唐敖庆楼D区257室

第二篇：数控编程技术形考作业1

《数控编程技术》第一次作业姓

名：________________

学

号：________________

得

分：________________

教师签名：________________

（第1-3章）

第1章

数控加工的编程基础

一、填空题

1、为了准确地判断数控机床的运动方向，特规定永远假设刀具相对于

坐标而运动。

2、目前，数控编程所采用的格式为

程序段格式。

3、用于编写程序段号码的字为。

4、尺寸字U、V、W表示

坐标，A、B、C表示

坐标。

5、数控系统通常分为车削和铣削两种，用于车削的数控系统通常在系列号后加字母

。用于铣削的数控系统在系列号后加字母。

二、选择题

1、下列叙述中，（），不属于数控编程的基本步骤。

（A）分析图样、确定加工工艺过程

（B）数值计算

（C）编写零件加工程序单

（D）确定机床坐标系

2、程序校验与首件试切的作用是（）。

（A）检查机床是否正常

（B）提高加工质量

（C）检验参数是否正确

（D）检验程序是否正确及零件的加工精度是否满足图纸要求

3、数控编程时，应首先设定（）。

（A）机床原点

（B）工件坐标系

（C）机床坐标系

（D）固定参考点

三、判断题

1、数控加工的主程序号都是由O××××构成，而子程序由P××××构成。（）

2、M功能不能编程变化量（如尺寸、进给速度、主轴转速等），只能用于控制开关量（如冷却液开、关，主轴正、反转，程序结束等）。（）

3、国际标准化组织ISO规定，任何数控机床的指令代码必须严格遵守统一格式。（）

4、大部分代码都是非续效（非模态）代码。（）

四、简答题

1、编制数控加工程序的主要步骤有哪些？

2、数控编程有哪些种类？分别适合什么场合？

3、什么是模态代码？什么是非模态代码？举例说明。

4、数控机床的运动方向是如何确定的？

第2章

数控编程中的工艺分析

一、填空题

1、制定孔系加工时的刀具路径主要遵循、两种原则。

2、数控加工工艺文件包括、、、。

3、对工件进行车削时，若工件的直径为D（mm），则主轴转速n

（r/min）与切削速度v（m/min）的关系表达式是。

4、切削用量中，对刀具耐用度影响最大的因素是。

二、选择题

1、加工内孔时，合理的工序是（）。

（A）钻-扩-铰

（B）粗镗-半精镗-精镗

（C）钻中心孔-钻底孔-粗镗-精镗

（D）钻-粗镗-铰。

2、铣削工件内腔时，一般采用立铣刀侧刃切削，铣刀的切入和切出应尽量（）。

（A）沿轮廓曲线内切圆方向

（B）任何方向

（C）沿轮廓切线方向

（D）沿轮廓法向

3、刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线，是编写程序的依据之一。下列叙述中（），不属于确定加工路线时应遵循的原则。

（A）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度；

（B）使数值计算简单，以减少编程工作量；

（C）应使加工路线最短，这样既可以减少程序短，又可以减少空刀时间；

（D）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。

4、制订加工方案的一般原则为先粗后精、先近后远、先内后外，程序段最少，（）及特殊情况特殊处理。

（A）走刀路线最短

（B）将复杂轮廓简化成简单轮廓

（C）将手工编程改成自动编程

（D）将空间曲线转化为平面曲线

5、选择粗基准时，重点考虑如何保证各加工表面（），使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置精度符合零件图要求。

（A）容易加工

（B）切削性能好

（C）进/退刀方便

（D）有足够的余量

6、切削用量的选择原则是：粗加工时，一般（），最后确定一个合适的切削速度v。

（A）应首先选择尽可能大的背吃刀量ap，其次选择较大的进给量f

（B）应首先选择尽可能小的背吃刀量ap，其次选择较大的进给量f

（C）应首先选择尽可能大的背吃刀量ap，其次选择较小的进给量f

（D）应首先选择尽可能小的背吃刀量ap，其次选择较小的进给量f

三、判断题

1、数控车床既可以按装夹顺序划分工序，又可以按粗、精加工划分工序。（）

2、铣削加工型腔时，内腔圆弧半径越小，限制所用的刀具直径越小，加工时的切削效率越低，但零件的加工精度会提高。（）

3、型腔加工时，采用行切法加工效率最高，但型腔的加工质量最差。（）

4、数控机床目前主要采用机夹式刀具。（）

5、对刀点和换刀点通常为同一个点。（）

四、简答题

1、按“定位精度最高”的原则，制定孔系加工路线的好处是什么？

2、设计螺纹加工刀具路径时，为什么要留引入d1、引出距离d2？

3、什么是刀位点？它有何作用？举例说明。

4、在铣削加工轮廓时，为什么经常采用切向切入、切向切出的辅助程序段？

五、综合题

1、分别按“加工路线最短”和“定位精度最高的”

原则，编排图2.1

所示零件的孔系刀具路径。

图2.1

孔系零件

2、根据图2.2、图2.3所示零件的技术要求，分别填写零件的数控加工工艺卡片。

图2.2

典型车削零件

图2.2零件的工艺卡

工序号

工步号

工步内容

刀具规格

装夹方式

备注

图2.3

典型铣削零件

图2.3零件的工艺卡

工序号

工步号

工步内容

刀具规格

装夹方式

备注

第3章

数控编程中的数学处理

一、填空题

1、各几何要素之间的连接点称为。

2、用若干直线段或圆弧来逼近给定的非圆曲线，逼近线段的交点称为。

3、在中给出的点坐标称为型值点。

二、选择题

1、在要求允许误差不变的情况下，非圆曲线的曲率越大，则逼近线段的数量越（）。

（A）少

（B）多

（C）不变

（D）以上均不正确

2、非圆曲线节点坐标的计算，主要是由（）完成。

（A）设计人员

（B）计算机

（C）手工

（D）操作者

3、目前对非圆曲线进行节点坐标计算的方法很多，当用直线段逼近非圆曲线时，将某一坐标轴划分成相等间距的计算方法为（）。

（A）等程序段法

（B）等误差法

（C）等间距法

（D）等圆弧法

三、计算题

1、计算图3.1、图3.2所示零件的各基点坐标，并将结果填入表中。

图3.1

基点坐标计算1

图3.2

基点坐标计算22、加工图3.3所示零件轮廓，材料毛坯尺为80×63×6mm，工件坐标系设定在零件的左下角，按图中所给条件，计算出X3、X4、X5和Y1、Y5的坐标值，若采用直径为8mm的立铣刀进行轮廓加工，计算刀位点轨迹各基点的坐标值。

R

图3.3

典型轮廓铣削零件

第三篇：数控编程技术形考作业3

《数控编程技术》第三次作业姓

名：________________

学

号：________________

得

分：________________

教师签名：________________

（第7-8章）

第7章

简化编程指令及其编程方法

一、填空题

1、在铣削固定循环结束后，要使刀具返回R点平面，必须编程

指令。

2、子程序的嵌套是

次的。

3、在进行盘类零件的端面粗加工时，应选择的粗车固定循环指令是。

4、在FANUC数控系统中，用于坐标旋转的指令是，用于镜像的指令是。

二、选择题

1、有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状,可采用（）。

（A）比例缩放加工功能

（B）子程序调用

（C）旋转功能

（D）镜像加工功能

2、采用固定循环编程，可以（）。

（A）加快切削速度，提高加工质量

（B）缩短程序段的长度，减少程序所占内存

（C）减少换刀次数，提高切削速度

（D）减少吃刀深度，保证加工质量

3、在FANUC数控系统中，指令M98

P51020表示的含义为（）。

（A）返回主程序为1020程序段

（B）返回子程序为1020程序段

（C）调用程序号为1020的子程序连续调用5次

（D）重复循环1020次

4、用固定循环G98

G81…钻削一个孔，钻头的钻削过程是（）。

（A）分几次提刀钻削

（B）持续不提刀钻削

（C）视孔深决定是否提刀

（D）提刀至R面

5、（）是为了安全、快速定位而规定的一个平面。

（A）初始平面

（B）R点平面

（C）孔底平面

（D）零件表面

三、判断题

1、G81与G82的区别在于：G82指令使刀具在孔底有暂停动作。（）

2、要调用子程序，无论什么数控系统，都必须在主程序中用M98指令编程，而在子程序结束时用M99返回主程序。（）

3、FANUC粗车固定循环指令G71中，粗车深度的地址码是R××。（）

4、铣削固定循环中，在R点平面确定以后，采用绝对、增量编程时，Z轴的坐标编程值是不同的。（）

5、需要多次进给，每次进给一个Q量，然后将刀具回退到R点平面的孔加工固定循环指令是G73。（）。

四、简答题

1、FANUC车削固定循环G71、G72、G73指令分别应用什么场合？

2、FANUC铣削固定循环G73、G81、G82、G83指令各适用于什么场合？

3、铣削固定循环的六个动作是什么？

4、R点平面的含义是什么？应如何确定？

5、画出铣削固定循环G73、G83的动作步序。

五、编程题

1、加工图7.1所示零件的孔系，若零件的厚度为8mm，Z轴工件坐标系原点定义在上表面。利用固定循环指令，编写孔系加工程序。具体要求：

（1）按“走刀路线最短”原则编程；

（2）按“定位精度最高”原则编程。

图7.1

孔系零件

2、某工件顶部有两个形状相同、高度为10mm方凸台，坐标如图7.2所示，利用子程序编写其精加工程序。

图7.2

要素坐标

第8章

数控车削加工编程

一、填空题

1、在轮廓表面车削时，当直径尺寸变化较大时，采用

控制，有利于保证零件的表面加工质量。

2、车削加工时，其径向尺寸采用

编程更方便。

3、数控车床的工件坐标系习惯设定在。

4、螺纹加工的进刀方式有、、。

5、在进行螺纹加工时，为了防止乱牙，主轴上必须安装。

二、选择题

1、下列代码中，不能用于螺纹加工的指令是（）。

（A）G33

（B）76

（C）G

G92

（D）G852、G71

P04

Q15

U1.0

W0.5

D2.0

F0.3

S500，该固定循环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、在选择车削加工刀具时，若用一把刀既能加工轮廓、又能加工端面，则车刀的（）应大于90º。

（A）前角

（B）后角

（C）主偏角

（D）副偏角

4、影响数控车削加工精度的因素很多，要提高工件的加工质量，有很多措施，但（）不能提高加工精度。

（A）控制刀尖中心高误差

（B）正确选择车刀类型

（C）减小刀尖圆弧半径对加工的影响

（D）将绝对编程改变为增量编程

5、试切对刀法如图8.1所示，由图可以看出：（）。

（A）左图完成Z向对刀

（B）左图完成X向对刀，右图完成Z向对刀

（C）右图完成X向对刀

（D）左图完成Z向对刀，右图完成X向对刀

三、判断题

图8.1

试切对刀法

1、利用假象刀尖点编出的程序，在进行倒角、锥面及圆弧切削时，会产生欠切或过切现象。（）

2、数控车床适宜加工轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件、箱体类零件、精度要求高的回转体类零件、特殊的螺旋类零件等。（）

3、程序G33

X35.2

Z－22

F1.5为单一螺纹加工指令，执行过程中进给速度为1.5mm/min.。（）

四、编程题

1、加工如图8.2所示零件，毛坯尺寸为f65×105mm，材料为45#钢。仔细阅读图纸，计算出基点坐标，并编写零件的醋、精加工程序。

图8.2的加工程序

程序号

程序

程序注释

8.2

车削加工编程实训零件12、加工图8.3

所示零件右端各要素。f62尺寸已加工完成，并用三爪卡盘垫铜皮夹紧。在进行外圆精车前应采用外圆粗车指令G71去除大部分毛坯余量，粗车后留0.3

mm余量（单边）。刀具及其加工参数如表8-1所示，编写零件右端的加工程序。

表8-1

主要切削参数

切削用量

刀具及加工表面

主轴转速S

/

r·min－1

进给速度

f

/

mm·r－1

T01

外圆粗车

800

0.3

T02

外圆精车

1000

0.15

T03

切槽

315

0.16

T04

车螺纹

600

1.5

（a）零件图

（b）刀具编号

图8.3

车削加工编程实训零件1

试题2程序清单图3.5的加工程序

程序

程序

3、加工如图8.4所示零件，毛坯尺寸为f50×85mm，材料为45#钢。仔细阅读图纸，进行工艺分析，并按零件的装夹顺序，编写零件的加工程序。

图8.4

车削加工编程实训零件2

图8.4的加工程序

程序

程序

第四篇：数控编程技术形考作业2

《数控编程技术》第二次作业姓

名：________________

学

号：________________

得

分：________________

教师签名：________________

（第4-6章）

第4章

基本功能指令的编程方法

一、填空题

1、用于控制开关量的功能指令是。

2、T0400的含义是。

3、采用恒线速度控制车削带锥度的外圆时，若线速度为200米/分钟，最高转速限定在1300转/分钟，正确的编程格式为。

4、直线进给率的单位为

；旋转进给率的单位为。

5、只有当机床操作面板上的“选择停止键”被按下，才能生效的程序暂停指令是。

二、选择题

1、G96

S150

表示切削点线速度控制在（）。

（A）150

m/min

（B）150

r/min

（C）150

mm/min

（D）150

mm/r2、程序结束，并返回到起始位置的指令是（）。

（A）M00

（B）M01

（C）M02

（D）M303、下列辅助功能，用于控制换刀的指令时（）。

（A）M05

（B）M06

（C）M08

（D）M094、当执行M02指令时，机床（）。

（A）进给停止、冷却液关闭、主轴不停

（B）主轴停止、进给停止、冷却液关闭，但程序可以继续执行

（C）主轴停止、进给停止、冷却液未关闭、程序返回至开始状态

（D）主轴停止、进给停止、冷却液关闭、程序结束

三、判断题

1、恒线速控制的原理是当工件的直径越大，进给速度越慢。（）

2、有些车削数控系统，选择刀具和刀具补偿号只用T指令；而铣削数控系统，通常用T指令指定刀具，用D、H代码指定刀具补偿号。（）

3、用M02和M30作为程序结束语句的效果是相同的。（）

四、简答题

1、指令M00和M01有什么相同点？区别是什么？

2、在M功能代码中，与主轴相关的代码是哪些？

3、若某一程序没有指定T功能，该程序能够正常使用吗？为什么？

第5章

常用准备功能指令的编程方法

一、填空题

1、用于进行平面选择的G代码是。

2、在编写圆弧插补程序时，若用半径R指定圆心位置，不能对

进行直接编程。

3、在程序中，第一次出现G01、G02、G03等插补指令时，必须编写

指令。

4、在FANUC数控系统中，程序段G04

P2000的含义是

。而G04

X3.0的含义是。

5、圆心坐标I、J、K表示圆弧

到圆弧

所作矢量分别在X、Y、Z轴上的分矢量。

二、选择题

1、（）指令与其它三个指令不属于同组G代码。

（A）G53

（B）G54

（C）G55

（D）G562、在同一程序段中使用两个同组G指令，则（）。

（A）最后一个有效

（B）第一个有效

（C）同时有效

（D）视具体情况而定

3、FANUC系统中，通过中间点返回参考点指令是（）。

（A）G27

（B）G28

（C）G29

（D）G304、执行程序段G91

G0

X100

Y0

F100时，刀具（）。

（A）以100

mm/min的速度移动至（100，0）处

（B）以机床给定的速度移动至（100，0）处

（C）以100

mm/min的速度在X方向移动100

mm，Y向不动

（D）以机床给定的速度在X方向移动100

mm，Y向不动

5、在G55中设置的数值是（）。

（A）工件坐标系的原点相对机床坐标系原点偏移量

（B）刀具的长度偏差值

（C）工件坐标系的原点

（D）工件坐标系原点相对于对刀点的偏移量

6、数控系统中，（）指令在加工过程中是模态的。

（A）G01、F

（B）G27、G28

（C）G04

（D）M027、在使用G54~G59指令建立工件坐标系时，就不再用（）指令。

（A）G90

（B）G17

（C）G49

（D）G92

三、判断题

1、G90/G91是用于绝对/增量尺寸选择的代码，无论什么数控系统，都必须用这两个代码进行绝对/增量尺寸的模式转换。（）

2、在平面内任意两点移动，用G00与G01编程的刀具运动轨迹相同，只是运动速度不同。（）

3、G00指令下的移动速度可以由F代码改变。（）

4、用R指定圆弧半径大小时，当R为“－”值时，说明该圆弧的圆心角小于180°。（）

5、使用快速定位指令G00时，刀具运动轨迹可能是折线，因此，要注意防止出现刀具与工件干涉现象。（）

四、简答题

1、配置前置刀架和后置刀架的数控车床，加工圆弧时它的顺逆方向有何区别？

2、指令G00和G01有何区别？

五、编程题

1、根据图5.1所示零件的轮廓尺寸，分别在G90、G91方式，用G00、G01指令按刀具轨迹（虚线为快速移动轨迹）写出加工程序，并填入程序单中。

G90方式程序单

G91方式程序单

N

G

X

Z

F

N

G

X

Z

F

S

图5.1

车削零件轮廓

2、仔细阅读下列程序，根据程序单，在图5.2的坐标网格中画出刀具运行的轨迹和零件轮廓。

试题2的程序单

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

图5.2

坐标网格

3、根据图5.3所示零件的轮廓尺寸，在G90方式，用G00、G01、G02/G03指令按刀具轨迹（虚线为快速移动轨迹）写出加工程序，并填入程序单中。若用91方式编程，程序需做那些改动。

S

图5.3

试题3的零件轮廓

图5.3的程序单

N

G

X

Z

I

K

F4、零件的形状、尺寸及刀具路线如图5.4所示。在G90方式，用G00、G01、G02/G03指令写出刀具运行轨迹的NC程序，填入程序清单。

图5.4的程序单

N

G

X

Z

I

K

F

S

图5.4

题4的零件轮廓

第6章

刀具补偿指令及其编程方法

一、填空题

1、指令G41的含义是

；指令G42的含义是。

2、刀具半径补偿分为、、3个步骤。

3、取消刀具半径补偿的2种编程方式是、。

4、取消刀具长度补偿的2种编程方式是、。

5、在铣削加工中，采用顺铣时刀具半径补偿为

；采用逆铣时刀具半径补偿为。

二、选择题

1、程序段G17

G01

G41

X0

Y0

D01

F150中的D01的含义是（）。

（A）刀具编号

（B）刀具补偿偏置寄存器的编号

（C）直接指示刀具补偿的数值

（D）刀具方位的编号

2、具有刀具半径补偿功能的数控系统，可以利用刀具半径补偿功能，简化编程计算；对于大多数数控系统，只有在（）移动指令下，才能实现刀具半径补偿的建立和取消。

（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，能够建立刀具长度补偿似（）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、在数控铣削加工中，刀具补偿功能除对刀具半径进行补偿外，在用同一把刀进行粗、精加工时，还可进行加工余量的补偿，设刀具半径为r，精加工时半径方向余量为△，则最后一次粗加工走刀的半径补偿量为（）。

（A）r

（B）r+△

（C）△

（D）2

r+△

5、刀具长度补偿值的地址用（）。

（A）D××

（B）H××

（C）R××

（D）J××

6、执行G90

G01

G44

H02

Z－50

F100（H02为2mm）程序段后，刀具的实际移动距离为（）。

（A）48

mm

（B）52

mm

（C）50

mm

（D）54

mm

三、判断题

1、对于FANUC系统，G43与G44的刀具长度偏置补偿方向是一致的。（）

2、对于没有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹，可按零件轮廓编程。（）

3、轮廓铣削时，刀具补偿的建立与取消一定在轮廓上才能生效。（）

四、简答题

1、简述刀具补偿的作用？

2、当立铣刀的长度磨损后，刀具长度补偿值取正值还是取负值？

五、编程题

1、刀具起点在（－40，0），法向切入（－20，0）点，切一个f40

mm的整圆工件，并法向切出返回点（－40，0），刀具轨迹如图1所示。利用刀具半径补偿指令，编写零件的轮廓加工程序。

图6.1

轮廓铣削刀具轨迹

2、用f16的立铣刀精铣

f34mm的孔，孔深为12

mm，工件坐标系原点为孔的中心与上表面的交点处，要求切向进退刀和刀具半径补偿功能，试编写加工程序。

3、如图2所示。零件的左端外圆f64尺寸已加工完毕，利用刀尖圆弧半径补偿功能，编写零件右端外轮廓的精加工程序。

（0，0）

R15

图6.2

车削典型零件

第五篇：数控编程技术发展趋势

数控技术发展趋势

----智能化数控系统

数控技术发展趋势——智能化数控系统

国内外数控系统发展概况

随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。

数控技术发展趋势

性能发展方向:(1)高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检

测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。

(4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。

功能发展方向(1)用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态

图形显示和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

(2)科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(3)插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(4)内装高性能PLC 数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

体系结构的发展:(1)集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导

体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。

(2)模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。

(3)网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。

(4)通用型开放式闭环控制模式 采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。

智能化新一代PCNC数控系统

当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。

智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。