例如，840D采用（A3，B3，C3）來(lái)表達(dá)刀具矢量；大連光洋的GNC61采用（VX，VY，VZ）表示刀具在WCS下刀尖點(diǎn)指向控制點(diǎn)的姿態(tài)，對(duì)（VX，VY，VZ）向量長(zhǎng)度無(wú)特殊要求。

五軸斜面加工

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)，五軸機(jī)床真正用于五軸聯(lián)動(dòng)加工僅占5%，

如葉輪、葉片、航空結(jié)構(gòu)件等特殊零件；73% 用于五軸定向加工，如V型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、模具制造等；五面體加工占22%[1]，例如機(jī)床上的箱體結(jié)構(gòu)零件。

840D中采用s的概念，描述空間斜面和坐標(biāo)系。

TNC530中采用PLANE功能定義加工作業(yè)斜面。例如：采用空間角定義斜面：

N50 plane spatial spa+27 spb+0 spc+45 ... 空間角A：旋轉(zhuǎn)角SPA是圍繞機(jī)床固定X軸旋轉(zhuǎn)；空間角B：旋轉(zhuǎn)角SPB是圍繞機(jī)床固定Y軸旋轉(zhuǎn)；空間角C：旋轉(zhuǎn)角SPC是圍繞機(jī)床固定Z軸旋轉(zhuǎn)。除了空間角定義外，TNC530還支持投影角、歐拉角、三點(diǎn)等多種空間斜面定義。

即將ABC增量等同直線增量進(jìn)行插補(bǔ)。不論是否開啟RTCP五軸直線插補(bǔ)在都沒(méi)有直接約束刀具的側(cè)刃，可能造成側(cè)刃形成的零件尺寸和形貌不符合要求。為此，數(shù)控廠商往往還支持其他約束側(cè)刃的特殊的五軸插補(bǔ)。

5.1平面刀矢插補(bǔ)

在沖裁模具中，存在大量側(cè)壁保持平面的要求；航 空薄壁結(jié)構(gòu)件也存在大量側(cè)壁傾斜要求的型腔銑削加工；焊接零件焊接坡口也有銑傾斜面的要求。840D提供ORIVECT，以及GNC61的G213都是上述功能。通常該功能自動(dòng)啟動(dòng)RTCP。

5.2雙樣條約束插補(bǔ)

即刀尖點(diǎn)的樣條曲線，再另一條約束刀具的樣條曲線，數(shù)控系統(tǒng)將完成兩樣條曲線約束的直紋面的插補(bǔ)。840D提供ORICURVE，以及GNC61提供的G6.3X都實(shí)現(xiàn)上述功能。

5.3圓錐插補(bǔ)

該插補(bǔ)功能適合加工圓錐及空間斜面間圓錐過(guò)渡曲面。840D提供的ORICONCWORICONCCWORICONIOORICONTO即完成上述功能。

空間刀具半徑補(bǔ)償

對(duì)于五軸加工，RTCP起到了刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)淖饔谩６遢S的刀具半徑的補(bǔ)償可以在不修改五軸加工程序中工件表面坐標(biāo)點(diǎn)的情況下，調(diào)整各種類型的刀具，均能保證工件表面形狀的正確。在FANUC級(jí)的30i系列數(shù)控系統(tǒng)和西門子高端的840D系統(tǒng)都支持上述功能。

五軸速度平滑

在五軸加工中，由于開啟RTCP，以及各種特殊的五 軸算法，例如平面矢量插補(bǔ)、雙樣條約束插補(bǔ)等，都可能造成各直線進(jìn)給軸速度的波動(dòng)，這些波動(dòng)有時(shí)會(huì)造成機(jī)床振動(dòng)，影響零件表面加工質(zhì)量，過(guò)機(jī)床允許范圍。為此五軸數(shù)控系統(tǒng)需要對(duì)各軸速度進(jìn)行平滑調(diào)整。目前FANUC級(jí)的30i系列數(shù)控系統(tǒng)和西門子高端的840D系統(tǒng)都支持上述功能。

7工作流程

1、輸入：零件程序及控制參數(shù)、補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)的輸入，可采用光電閱讀機(jī)、鍵盤、磁盤、連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC 接口、網(wǎng)絡(luò)等多種形式。CNC裝置在輸入過(guò)程中通常還要完成無(wú)效碼刪除、代碼校驗(yàn)和代碼轉(zhuǎn)換等工作。

2、譯碼：不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲(chǔ)器方式，都是將零件程序以一個(gè)程序段為單位進(jìn)行處理，把其中的各種零件輪廓信息（如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓弧等）、加工速度信息（F 代碼）和其他輔助信息（M、S、T代碼等）按照一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在的內(nèi)存單元。在譯碼過(guò)程中，還要完成對(duì)程序段的語(yǔ)法檢查，若發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤便立即報(bào)警。

3、刀具補(bǔ)償：刀具補(bǔ)償包括刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。通常CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補(bǔ)償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。在比較好的CNC裝置中，刀具補(bǔ)償?shù)墓ぜ€包括程序段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接和過(guò)切削判別，這就是所謂的C刀具補(bǔ)償。

4、進(jìn)給速度處理：編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來(lái)計(jì)算各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的分速度。在有些CNC裝置中，對(duì)于機(jī)床允許的***低速度和速度的限制、軟件的自動(dòng)加減速等也在這里處理。

5、插補(bǔ)：插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行“ 數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化 ”。插補(bǔ)程序在每個(gè)插補(bǔ)周期運(yùn)行一次，在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)，根據(jù)指令進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過(guò)若干次插補(bǔ)周期后 ，插補(bǔ)加工完一個(gè)程序段軌跡，即完成從程序段起點(diǎn)到終點(diǎn)的“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”工作。

6、位置控制：位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上， 這部分工作可以由軟件實(shí)現(xiàn)， 也可以由硬件完成。它的主要任務(wù)是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將理論位置與實(shí)際反饋位置相比較， 用其差值去控制伺服電動(dòng)機(jī)。在位置控制中通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。

7、I/0 處理：I/O 處理主要處理CNC裝置面板開關(guān)信號(hào)，機(jī)床電氣信號(hào)的輸入、輸出和控制（如換刀、換擋、冷卻等）。

8、顯示：CNC裝置的顯示主要為操作者提供方便，通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警顯示等。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖形顯示。

9、診斷：對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的不正常情況進(jìn)行檢查、定位，包括聯(lián)機(jī)診斷和脫機(jī)診斷。

8發(fā)展

數(shù)控系統(tǒng)及相關(guān)的自動(dòng)化產(chǎn)品主要是為數(shù)控機(jī)床配套。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透而形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品：數(shù)控系統(tǒng)裝備的機(jī)床大大提高了零件加工的精度、速度和效率。這種數(shù)控的工作母機(jī)是*工業(yè)現(xiàn)代化的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

數(shù)值控制（簡(jiǎn)稱“數(shù)控”或“NC”）的概念是把被加工的機(jī)械零件的要求，如形狀、尺寸等信息轉(zhuǎn)換成數(shù)值數(shù)據(jù)指令信號(hào)傳送到電子控制裝置，由該裝置控制驅(qū)動(dòng) 機(jī)床刀具的運(yùn)動(dòng)而加工出零件。而在傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械加工中，這些過(guò)程都需要經(jīng)過(guò)人工操縱機(jī)械而實(shí)現(xiàn)，很難滿足復(fù)雜零件對(duì)加工的要求，特別對(duì)于多品種、小批量 的零件，加工效率低、精度差。

軟件的應(yīng)用

在1970年的芝加哥展覽會(huì)上，首次展出了由小型機(jī)組成的CNC數(shù)控系統(tǒng)。大約在同時(shí)，英特爾公司發(fā)明了微處理器。1974年，美、日等國(guó)相繼研制出以微處理器為核 心的CNC，有時(shí)也稱為MNC。它運(yùn)用計(jì)算機(jī)存貯器里的程序完成數(shù)控要求的功能。其全部或部分控制功能由軟件實(shí)現(xiàn)，包括譯碼、刀具補(bǔ)償、速度處理、插補(bǔ)、 位置控制等。采用半導(dǎo)體存貯器存貯零件加工程序，可以代替打孔的零件紙帶程序進(jìn)行加工，這種程序便于顯示、檢查、修改和編輯，因而可以減少系統(tǒng)的硬件配 置，提高系統(tǒng)的可靠性。采用軟件控制大大增加了系統(tǒng)的柔性，降低了系統(tǒng)的制造成本。

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的引入

隨著NC成為機(jī)械自動(dòng)化加工的重要設(shè)備，在管理和操作之間，都需要有統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)、技術(shù)要求、符號(hào)和圖形，即有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以便進(jìn)行世界性的技術(shù)交流和貿(mào) 易。NC技術(shù)的發(fā)展，形成了多個(gè)國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)：即ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)、IEC國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)和EIA美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)等。***早制訂的標(biāo)準(zhǔn) 有NC機(jī)床的坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向、NC機(jī)床的編碼字符、NC機(jī)床的程序段格式、準(zhǔn)備功能和輔助功能、數(shù)控紙帶的尺寸、數(shù)控的名詞術(shù)語(yǔ)等。這些標(biāo)準(zhǔn)的建立，對(duì) NC技術(shù)的發(fā)展起到了規(guī)范和推動(dòng)作用。ISO基于用戶的需要和對(duì)下一個(gè)5年間信息技術(shù)的預(yù)測(cè)，又在醞釀推出新標(biāo)準(zhǔn)“CNC控制器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”。它把 AMT（*制造技術(shù)）的內(nèi)容集中在兩個(gè)主要的級(jí)別和它們之間的連接上：級(jí)CAM，為車間和它的生產(chǎn)機(jī)械：第二級(jí)是上一級(jí)，為數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)，由 CAD、CAP、 CAE和NC編程系統(tǒng)及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)組成。

伺服技術(shù)的發(fā)展

伺服裝置是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分。20世紀(jì)50年代初，世界臺(tái)NC機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)。由于液壓系統(tǒng)單位面積產(chǎn)生的力大于電氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的 力（約為20:1），慣性小、反應(yīng)快，因此當(dāng)時(shí)很多NC系統(tǒng)的進(jìn)給伺服為液壓系統(tǒng)。70年代初期，由于石油危機(jī)，加上液壓對(duì)環(huán)境的污染以及系統(tǒng)笨重、效率低等原因，美國(guó)GETTYS公司開發(fā)出直流大慣量伺 服電動(dòng)機(jī)，靜力矩和起動(dòng)力矩大，性能良好，F(xiàn)ANUC公司很快于1974年引進(jìn)并在NC機(jī)床上得到了應(yīng)用。從此，開環(huán)的系統(tǒng)逐漸被閉環(huán)的系統(tǒng)取代，液壓伺 服系統(tǒng)逐漸被電氣伺服系統(tǒng)取代。

電伺服技術(shù)的初期階段為模擬控制，這種控制方法噪聲大、漂移大。隨著微處理器的采用，引入了數(shù)字控制。它有以下優(yōu)點(diǎn)：①無(wú)溫漂，穩(wěn)定性好。②基于數(shù)值計(jì) 算，精度高。③通過(guò)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)設(shè)定，調(diào)整減少。④容易做成ASIC電路。對(duì)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，伺服技術(shù)取得的突破可以歸結(jié)為：交流驅(qū)動(dòng)取代直流驅(qū)動(dòng)、數(shù)字 控制取代模擬控制、或者稱為軟件控制取代硬件控制。20世紀(jì)90年代，許多公司又研制了直線電動(dòng)機(jī)，由全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)，剛性高，頻響好，因而可獲得高速 度。

9常見(jiàn)故障

位置環(huán)

這是數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令，并與位置檢測(cè)系統(tǒng)的反饋值相比較，進(jìn)一步完成控制任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它具有很高的工作頻度，并與外設(shè)相聯(lián)接，所以容易發(fā)生故障。

常見(jiàn)的故障有：①位控環(huán)報(bào)警：可能是測(cè)量回路開路；測(cè)量系統(tǒng)損壞，位控單元內(nèi)部損壞。②不發(fā)指令就運(yùn)動(dòng)，可能是漂移過(guò)高，正反饋，位控單元故障；測(cè)量元件損壞。③測(cè)量元件故障，一般表現(xiàn)為無(wú)反饋值；機(jī)床回不了基準(zhǔn)點(diǎn)；高速時(shí)漏脈沖產(chǎn)生報(bào)警可能的原因是光柵或讀頭臟了；光柵壞了。

伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與電源電網(wǎng)，機(jī)械系統(tǒng)等相關(guān)聯(lián)，而且在工作中一直處于頻繁的啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)，因而這也是故障較多的部分。

電源部分

電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個(gè)系統(tǒng)。一般在歐美*，這類問(wèn)題比較少，在設(shè)計(jì)上這方面的因素考慮的不多，但在由于電源波動(dòng)較大，質(zhì)量差，還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾，加上人為的因素（如突然拉閘斷電等）。這些原因可造成電源故障監(jiān)控或損壞。另外，數(shù)控系統(tǒng)部分運(yùn)行數(shù)據(jù)，設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi)，系統(tǒng)斷電后，靠電源的后備蓄電池或鋰電池來(lái)保持。因而，停機(jī)時(shí)間比較長(zhǎng)，拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失， 誰(shuí)知是他.他們家里還只管亂著要救活那里中用了！"寶釵道：“這也奇了?！币u人聽(tīng)說(shuō) 點(diǎn)頭贊嘆想素日同氣之情不覺(jué)流下淚來(lái).寶釵聽(tīng)見(jiàn)這話忙向王夫人處來(lái)道安慰.這里襲人回去不提. 卻說(shuō)寶釵來(lái)至王夫人處 只見(jiàn)鴉雀無(wú)聞獨(dú)有王夫人在里間房?jī)?nèi)坐著垂淚.寶釵便不好提這事只得一旁坐了.王夫人便問(wèn)：“你從那里來(lái)？"寶釵道：“從園里來(lái)?！蓖醴蛉说溃骸澳銖膱@里來(lái)可見(jiàn)你寶兄弟？"寶釵道：“才倒看見(jiàn)了.他穿了衣服出去了不知那里去?！蓖醴蛉它c(diǎn)頭哭道：“你可知道一樁奇事？金釧兒忽然投井死了！"寶釵見(jiàn)說(shuō)道：“怎么好好的投井？這也奇了。”王夫人道：“原是前兒他把我一件東西弄壞了我一時(shí)生氣打了他幾下攆了他下去.我只說(shuō)氣他兩天還叫他上來(lái)誰(shuí)知他這么氣性大就投井死了.豈不是我的罪過(guò)?！睂氣O嘆道：“姨娘是慈善人固然這么想.據(jù)我看來(lái)他并不是賭氣投井.多半他下去住著或是在井跟前憨頑失了腳掉下去的.他在上頭拘束慣了 這一出去自然要到各處去頑頑逛逛豈有這樣大氣的理！縱然有這樣大氣也不過(guò)是個(gè)糊涂人也不為可惜?！蓖醴蛉它c(diǎn)頭嘆道：“這話雖然如此說(shuō)到底我心不安?！睂氣O嘆道：“姨娘也不必念念于茲十分過(guò)不去不過(guò)多賞他幾兩銀子送他也就盡主仆之情了. 廣元市西門子變頻器代理商代直銷