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1、数数控控技技术术课课程程（20132013 ）大大作作业业院院 （系）（系）专专业业姓姓名名学学号号班班号号任课教师任课教师完成日期完成日期机电工程学院机电工程学院哈尔滨工业大学机电工程学院20132013 年年 5 5 月月说说明明一、大作业应包括下列主要内容：1.目录；2.题目 1 的要求（精简版）与报告；3.题目 2 的要求（精简版）与报告；4.题目 3 的要求（精简版）与报告；5.其他内容二、注意事项：1. 报告可以打印，也可以手写，手写的请扫描后粘贴入 word 文件中，形成电子文档；2. 调研部分，不要为了凑字数，而撰写大量无关内容。字数不重要，重要的是对调研内容的自我总结；3.
2、在大作业的最后，如果愿意，可以谈一下对课程的感受和建议；4. 报告的电子版请以班级为单位，刻录在光盘中交给任课教师。三、报告请用 A4 纸双面打印，左侧装订，统一交给任课教师，以备检查。四、此说明页请勿删除。I目录目录作业一：加工中心零件加工编程.11.11.21.31.4题目要求.1精铣 60外圆工序加工程序.1工序 610 加工程序.2工序 12 精铣外轮廓加工程序.3作业二：调研报告数控系统的国内外发展及应用现状.32.12.22.32.4题目要求.3数控系统的发展过程和趋势.4国内外数控系统功能介绍与应用分析.6国内外数控系统比较及差距分析.9参考文献.10作业三：典型曲线数字积分法插
3、补方法.103.13.23.33.43.53.6题目要求.10DDA 法抛物线插补的积分表达式 .11插补器结构框图.11终点判别.12插补举例.12DDA 抛物线插补分析 .15对课程的感受和建议.16II作业一：加工中心零件加工编程作业一：加工中心零件加工编程1.11.1 题目要求题目要求加工图 1 零件，按要求编写程序图 1-1 加工零件图编写精铣 60 外圆工序（仅工序 5 中 60 外圆，台阶不管）加工程序；编写工序 610 加工程序；编写工序 12 精铣外轮廓加工程序。设起始点(0,0,50)，换刀点(0,0,250)，参考平面在加工面上方 3mm 处。1.21.2 精铣精铣 60
4、60外圆工序加工程序外圆工序加工程序N5 G92 X0 Y0 Z50;N5 G92 X0 Y0 Z50; 设定工件坐标系N10 G90 G00 Z250 T02 M06;N10 G90 G00 Z250 T02 M06; 绝对坐标编程，快速运动到换刀点换 T02 端面立铣刀N15 G43 Z3 H02;N15 G43 Z3 H02; 快速运动到参考平面进行刀具长度补偿N20 G42 X30.0 Y0 D02;N20 G42 X30.0 Y0 D02; 快速运动到外圆轮廓上方进行刀具半径补偿N25 S600 M03;N25 S600 M03; 主轴正转N30 G01 Z-18 F100;N30
5、G01 Z-18 F100; 进给速度运动到外圆底部N35 G03 X30 Y0 R-30 F100N35 G03 X30 Y0 R-30 F100；铣外圆N40 G00 Z50 G40 G49 M05;N40 G00 Z50 G40 G49 M05; 快速返回初始平面1N45 X0;N45 X0; 快速返回起始点N50 M30;N50 M30; 程序结束1.31.3 工序工序 6 61010 加工程序加工程序N5 G92 X0 Y0 Z50;N5 G92 X0 Y0 Z50; 设定工件坐标系N10 G90 G00 Z250 T03 M06;N10 G90 G00 Z250 T03 M06;
6、绝对坐标编程， 快速运动到换刀点换 T0338 钻头N15 G43 Z50 H03;N15 G43 Z50 H03; 快速运动到初始平面进行刀具长度补偿N20 S400 M03;N20 S400 M03; 主轴正转N25 G98 G81 X0 Y0 Z-43 R3 F50;N25 G98 G81 X0 Y0 Z-43 R3 F50; 定位钻 40 底孔返回初始平面N30 M05N30 M05；主轴停N35 G00 G49 Z250 T04 M06;N35 G00 G49 Z250 T04 M06; 快速运动到换刀点，取消刀具长度补偿，换 T04镗孔刀N40 G43 Z50 H04;N40 G4
7、3 Z50 H04; 快速运动到初始平面进行刀具长度补偿N45 S400 M03;N45 S400 M03; 主轴正转N50 G99 G85 X0 Y0 Z-43 R3 F100;N50 G99 G85 X0 Y0 Z-43 R3 F100; 粗镗 40 底孔返回 R 平面N55 S900;N55 S900; 主轴速度变为 900N60 G98 G76 X0 Y0 Z-43 R3 F100;N60 G98 G76 X0 Y0 Z-43 R3 F100; 精镗 40 底孔返回初始平面N65 M05;N65 M05; 主轴停N70 G00 G49 Z250 T05 M06;N70 G00 G49
8、Z250 T05 M06; 快速运动到换刀点， 取消刀具长度补偿， 换T0513钻头N75 G43 Z50 H05;N75 G43 Z50 H05; 快速运动到初始平面进行刀具长度补偿N80 S500 M03;N80 S500 M03; 主轴正转N85 G98 G81 X60 Y0 Z-43 R-15 F50;N85 G98 G81 X60 Y0 Z-43 R-15 F50; 定位钻右侧 13 孔返回初始平面N90 X-60;N90 X-60; 定位钻左侧 13 孔返回初始平面N95 G00 X0 M05;N95 G00 X0 M05; 快速返回初始点，主轴停N100 G49 Z250 T06
9、 M06;N100 G49 Z250 T06 M06; 快速运动到换刀点，取消刀具长度补偿，换 T0622锪钻N105 G43 Z50 H06;N105 G43 Z50 H06; 快速运动到初始平面进行刀具长度补偿N110 S350 M03;N110 S350 M03; 主轴正转N115 G98 G82 X60 Y0 Z-30 R-15 P300 F200;N115 G98 G82 X60 Y0 Z-30 R-15 P300 F200; 定位锪右侧 22 孔返回初始平面2N120 X-60;N120 X-60; 定位锪左侧 22孔返回初始平面N125 G00 X0 M05;N125 G00 X
10、0 M05; 快速返回初始点，主轴停N130 G49;N130 G49; 取消刀具长度补偿N135 M30;N135 M30; 程序结束1.41.4 工序工序 1212 精铣外轮廓加工程序精铣外轮廓加工程序N5 G92 X0 Y0 Z50.0;N5 G92 X0 Y0 Z50.0; 设定工件坐标系N10 G90 G00 Z250.0 T7 M06;N10 G90 G00 Z250.0 T7 M06; 绝对坐标编程，快速运动到换刀点换 T07 铣刀N15 G43 Z50 H07;N15 G43 Z50 H07; 快速运动到初始平面进行刀具长度补偿N20 G42 X67.858 Y18.392 D
11、07;N20 G42 X67.858 Y18.392 D07; 快速运动到加工起始点上方进行刀具半径补偿N25 Z-15;N25 Z-15; 快速运动到 Z-15N30 S1200 M03;N30 S1200 M03; 主轴正转N35 G01 Z-43 F100;N35 G01 Z-43 F100; 进给速度运动到外轮廓底部N40 X11.786 Y47.588;N40 X11.786 Y47.588; 铣右上方直线段N45 G03 X-11.786 R30;N45 G03 X-11.786 R30; 逆时针铣上方圆弧N50 G01 X-67.858 Y18.392;N50 G01 X-67.
12、858 Y18.392; 铣左上方直线段N55 G03 Y-18.392 R20;N55 G03 Y-18.392 R20; 逆时针铣左侧圆弧N60 G01 X-11.786 Y-47.588;N60 G01 X-11.786 Y-47.588; 铣左下方直线段N65 G03 X11.786 R30;N65 G03 X11.786 R30; 逆时针铣下方圆弧N70 G01 X67.858 Y18.392;N70 G01 X67.858 Y18.392; 铣右下方直线段N75 G03 Y-18.392 R20;N75 G03 Y-18.392 R20; 逆时针铣右侧圆弧N80 G00 Z50.0
13、 M05;N80 G00 Z50.0 M05; 快速返回初始平面，主轴停N85 G40 G49 X0 Y0;N85 G40 G49 X0 Y0; 快速返回起始点取消刀具半径长度补偿N90 M30;N90 M30; 程序结束作业二：调研报告数控系统的国内外发展及应用现状作业二：调研报告数控系统的国内外发展及应用现状2.12.1 题目要求题目要求1. 对数控系统的发展过程和趋势进行总结；32. 分别对国外和国内各至少两种数控系统进行功能介绍与应用分析；3. 对国内数控系统与国外知名数控系统进行比较，并总结存在的差距；2.22.2 数控系统的发展过程和趋势数控系统的发展过程和趋势2.3.12.3.1
14、数控系统的发展过程数控系统的发展过程1946年第一台计算机在美国诞生，1952年第一台数控机床也在美国诞生。自此，数控技术紧跟着电子技术和计算机技术的发展而发展。近50多年来，数控技术经历了3个阶段6个时代的发展历程。数控技术发展的第一个阶段称为NC阶段，这个阶段的数控技术发展又经历了3个时代，即电子管时代、晶体管时代和中小规模集成电路时代。以上三代都属于硬件逻辑数控系统，称为NC系统。由于点位控制的数控系统比轮廓控制的数控系统要简单得多， 在该阶段， 点位控制的数控机床得到大发展。 有资料统计，到1966年，世界上实际使用的6000台数控机床中，85%是点位控制的数控机床。第二个发展阶段称为
15、 CNC 阶段。1970 年小型计算机开始用于数控系统，这是第 4 代数控系统；1974 年微处理器开始用于数控系统，数控系统发展到第 5代。迄今为止，在生产中使用的数控系统大多数都是第 5 代数控系统，其性能和可靠性随着技术的发展得到了根本性的提高。第三个发展阶段称为 ONC 阶段。从 20 世纪 90 年代开始，微电子技术和计算机技术的发展突飞猛进，个人计算机(PC)的发展尤为突出，无论是其软、硬件还是外围器件，都得到了迅速的发展，计算机采用的芯片集成化程度越来越高，功能越来越强，而成本却越来越低，原来在大、中型机上才能实现的功能现在微型机上就可以实现。在美国首先出现了在PC 机平台上开发
16、的数控系统，就是所谓开放式数控系统，即第 6 代数控系统。2.3.22.3.2数控系统的发展趋势数控系统的发展趋势2.2.2.1 高速、高精加工技术及装备的发展趋势速度、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。目前加工中心进给速度可达80m/min甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10m提高到5m，精密级加工中心则从35m提高到11.5m，超精密
17、加工精度已开始进入纳米级(0.01m)。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。2.2.2.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展以减少工序、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4能方向发展。采用5轴联动对3D曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。但由于过去5轴联动数控系统及主机结构复杂，制约了5轴联动数控机床的发展，当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小，因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复
18、合加工机床（含5面加工机床）的发展。2.2.2.3 智能化21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制、工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载、自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。2.2.2.4 柔性化数控系统的柔性化包括两层含义：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
19、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。2.2.2.5 开放式早期数控系统为封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动手控制器， 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，影响CNC的工作效率和产品加工质量。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题，目前许多国家对开放式数控系统进行研究。开放式数控系统是一
20、种开放式、模块化的体系结构，其特点是：在实现系统构成要素模块化的同时， 要通过这些要素之间的标准化，能够将由不同买方提供的要素自由地结合起来， 从而能方便地构成完整的系统。具体表现在系统的构成要素应是模块化的，同时各模块之间的接口必须是标准化的；系统的软件、硬件构造应是可移植的； 系统应具有连续升级的能力。同时新一代数控机床的机械结构也应是开放式的。2.2.2.6 网络化网络化数控装备是近几年国际著名机床企业的一个发展方向。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控5机床和数控系统制造
21、公司都在近两年推出了相关的新概念和样机， 如日本山崎马扎克公司展出的智能生产控制中心、德国西门子公司展出的开放制造环境等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。2.32.3 国内外数控系统功能介绍与应用分析国内外数控系统功能介绍与应用分析2.3.32.3.3FANUCFANUC 数控系统数控系统 6 6FANUC数控系统 6，是具备一般功能和部分高级功能的中级型 CNC 系统，分成 6M 与 6T 两个品种，它们的硬件部分是通用的，只变更其部分软件来获得不同功能，6T 适用于车床，6M 适用于铣床和加工中心。FANUC数控系统 6 的特点主要包括：(1) 可靠性高。由于使用了大容量磁泡存储
22、器、大规模专用集成电路和高速微处理器， 而且在制造过程中采用严格筛选，使用自动检测器进行自动检测以及环境试验等措施，大大提高了电路的可靠性。为了提高动作的可靠性，该系统还备有数据奇偶校验、程序对比校验和时序校验等校验功能。(2) 适用于高精度、高效率加工，最小脉冲当量为 1 m 或 0.001in，具有提高加工精度的间隙补偿和丝杠螺距误差补偿功能； 还有自动监视和自动补偿伺服系统漂移的功能； 有自动监视误差寄存器的静态误差与动态误差的功能；备有高效率的随机选择自动换刀机构和纯电气式的主轴快速定向控制系统； 有控制主轴电动机转速、 确保切削速度不变的恒速切削控制；还有为缩短加工时间的许多固定循环
23、。(3) 容易编程。备有由用户自己制作特有变量型子程序的用户宏功能；有不必预先计算就能够直接指定刀尖设定点的刀尖半径补偿功能； 能用图样标记半径值直接指令的圆弧补偿； 还有便于某些交换工作台机械编程的返回第 2 参考点功能，只需指定精加工尺寸就可以自动进行粗切削、精切削的复合型固定循环。(4) 容易维护保养， 现场调试方便。 能够使用微处理器进行 CNC 系统内部监视，能判断 160 种(6M)或 130 种(6T)停车故障；确认 CNC 系统的所有输入/输出开关信号的显示值或输出值， 能发现数控柜和机床强电柜的故障； 间隙补偿量、螺距误差补偿量、伺服系统时间常数等参数可简单地用 MDI 输入
24、设定。(5) 操作性好，使用安全。大容量磁泡存储器，具有最大 320m 控制带的存储、编辑功能，用程序号检索可以调出所需程序进行加工，具有相当于 DNC 的功能；使用 CRT显示器能确认程序内容、偏移量的设定与变更和各种动作的状态，加上手动操作，大大提高了操作性能；使用带小数点的数字表示尺寸或位置可以防止眼误；具备便于工程管理、刀具寿命管理的累计使用时间显示功能等；为了保护所存入的程序，使用带“锁”的键输入；为防止刀具与工件冲撞，使用了存储式限位开关，设置刀具禁入区域。62.3.42.3.4西门子西门子 SINUMERIK 840DSINUMERIK 840DSINUMERIK 840D 是西
25、门子公司 20 世纪 90 年代推出的高性能数控系统。 它保持西门子前两代系统 SINUMERIK 880 和 840C 的三 CPU 结构：人机通信CPU(MMC-CPU)、 数字控制CPU(NC-CPU)和可编程逻辑控制器CPU(PLC-CPU)。三部分在功能上既相互分工， 又互为支持。 在物理结构上， NC-CPU 和 PLC-CPU合为一体，合成在 NCU(Numerical Control Unit)中，但在逻辑功能上相互独立。SINUMERIK 840D 的特点主要包括：(1)数字化驱动。 在 SINUMERIK 840D 中， 数控和驱动的接口信号是数字量，通过驱动总线接口，挂接
26、各轴驱动模块。(2)轴控规模大。最多可以配 31 个轴，其中可配 10 个主轴。(3)可以实现五轴联动。SINUMERIK 840D 可以实现 X、Y、Z、A、B 五轴的联动加工，任何三维空间曲面都能加工。(4)操作系统视窗化。SINUMERIK 840D 采用 Windows95 作为操作平台，使操作简单、灵活，易掌握。(5)软件内容丰富功能强大。SINUMERIK 840D 可以实现加工(Machine)、参数设置(Parameter)、服务(Services)、诊断(Diagnosis)及安装启动(Startup)等几大软件功能。(6)具有远程诊断功能。如现场用 PC 适配器、MODEM
27、 卡，通过电话线实现SINUMERIK 840D 与异域 PC 机通信，完成修改 PLC 程序和监控机床状态等远程诊断功能。(7)保护功能健全。SINUMERIK 840D 系统软件分为西门子服务级、机床制造厂家级、最终用户级等 7 个软件保护等级，使系统更加安全可靠。(8)硬件高度集成化。SINUMERIK 840D 数控系统采用了大量超大规模集成电路，提高了硬件系统的可靠性。(9)模块化设计。SINUMERIK 840D 的软硬件系统根据功能和作用划分为不同的功能模块，使系统连接更加简单。(10)内装大容量的 PLC 系统。SINUMERIK 840D 数控系统内装 PLC 最大可以配 2
28、048 输入和 2048 输出，而且采用了 Profibus 现场总线和 MPI 多点接口通信协议，大大减少了现场布线。(11)PC 化。SINUMERIK 840D 数控系统是一个基于 PC 的数控系统。2.3.52.3.5华中数控华中数控 HNC-210ATHNC-210AT数控系统数控系统该系列产品是华中数控系统中的高端产品，采用一体化模具设计，工程操作面板采用独立安装的形式。集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC 接口于一体， 支持远程 I/O 扩展功能， 采用电子盘程序存储方式以及 CF 卡、USB 盘、DNC、以太网等程序扩展及数据交换功能，8.4TFT 彩色液晶显示
29、屏。7最大控制轴数为 3 轴，主要应用于数控车床和车削加工中心。HNC-210AT数控装置主要特点包括：（1）可选配各种类型的脉冲接口式交流伺服驱动单元（闭环、半闭环）或步进驱动单元（开环） 。（2）主轴单元可选配伺服主轴单元、变频主轴单元，编码器接口，带脉冲量接口。（3）汉字菜单、全中文界面、中文参数系统，故障监控、故障诊断与报警，历史故障记忆，能显示机床坐标系、工件坐标系、相对坐标系、实时跟踪误差、实时剩余进给量、指令位置、实际位置实时显示等，操作简便，易于操作者监控实时坐标动态。（4）加工图形显示和仿真（三维彩色图形实时动态显示刀具轨迹和零件形状） 。（5）具有加工程序编辑功能,可全屏幕
30、编辑、支持后台编辑功能（选件） 。还提供高级编辑功能，如块定义、块操作（删除、拷贝、粘贴等） 、行删除、查找、替换以及光标快速定位文件的头尾等功能.(6) 加工断点保存与恢复功能，程序跳段功能，选择停功能，可从指定的任意行运行加工。(7) 支持反向间隙补偿、单向螺距误差补偿和双向螺距误差补偿功能，补偿点数 128 点。(8)支持跟踪误差允差设定与报警、定位允差设定与报警功能，轮廓误差示波器。(9)小线段连续加工功能，特别适合于 CAD/CAM 设计的模具和零件加工。(10)支持手持单元（包含电子手轮、轴选择波段开关、倍率选择波段开关、使能开关、急停按钮、弹簧电缆等） 。(11)具有 USB 接
31、口可热插拔、硬盘接口，可装载和存储巨量加工程序。2.3.62.3.6广州数控广州数控 GSK27GSK27 全数字总线式高档数控系统全数字总线式高档数控系统GSK27 系统是广州数控承担国家高档数控装置开发重大专项项目的结晶，是广数依托自己的成熟的数控研发技术、工业现场总线技术、制造技术等的最新成果。系统采用多处理器实现 nm 级控制；人性化人机交互界面，菜单可配置，根据人体工程学设计，更符合操作人员的加工习惯；采用开放式软件平台，可以轻松与第三方软件连接；高性能硬件支持最大 8 通道，64 轴控制。GSK27 全数字总线式高档数控系统主要特点包括：(1)开放式数控系统平台，对第三方软件有很好
32、的支持；(2)多通道、多轴联动控制；8(3)采用高性能处理器实现纳米级控制；(4)支持各种常用编程软件的刀具路径程序；(5)电子手轮可手动控制各进给轴；(6)具有三维刀具补偿；(7)具有旋转刀具中心点编程；(8)具有远程诊断技术；具有三维仿真技术。2.42.4国内外数控系统比较及差距分析国内外数控系统比较及差距分析数控系统和功能部件发展滞后， 国产中档数控系统国内市场占有率只有35%，而高档数控系统95%以上依靠进口。功能部件国内市场总体占有率约为30%，其中高档功能部件市场占有率更低。据国家海关统计数据，2010 年我国进口数控系统金额达18.1 亿美元，机床附件（含功能部件和夹具）类产品达
33、16.2 亿美元。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近300万台），但我们的机床数控化率仅达到1.9%左右，这与西方工业国家一般能达到20%的差距太大。日本不到80万台的机床， 却有近10倍于我国的制造能力。 数控化率低， 已有数控机床利用率、开动率低。高档数控机床关键技术仍有较大差距以高速、高精、复合、智能等为特征的高档数控机床关键技术虽然已经取得明显进步，一批共性、基础技术和新产品研发也有了新的进展，但与国际先进水平相比，还存在较大差距。目前，绝大多数国外生产的数控机床，已广泛采用了32的系统， 而国内生产的数控机床由于受到进口技术的限制，大多采用的是16的系统。有些关键技术，如：高速
34、高精运动控制技术、动态综合补偿技术、多轴联动和复合加工技术、智能化技术、高精度直驱技术、可靠性技术等尚需进一步突破，有些重大技术离产业化还有一段路程。以企业为主体、以市场为导向、产学研用相结合的研发体系尚未真正建立，行业的自主创新发展缺乏高新技术支撑。自主开发能力薄弱，自主品牌缺乏综合竞争力当前国内数控机床企业自主开发能力建设存在着研发基础薄弱、研发资金使用效率低、持续投入能力不足、缺乏关键性技术储备和重大技术突破、人才结构不均衡、零部件支撑能力弱、缺乏完整产业研究开发体系等问题。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下：1. 技术水平上，与国外先进水平大约落后1015年，在高
35、精尖技术方面则更大。2.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可用性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。93.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面：1. 认识方面。 对国产数控产业进程艰巨性、 复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。2. 体系方面。从技术的角度关注数控产业化
36、问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。3. 机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。4. 技术方面。 企业在技术方面自主创新能力不强， 核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。参考文献参考文献1. 王永章, 杜君文, 程国全. 数控技术. 北京: 高等教育出版社. 2001.12.2. 张雅琼. 数控系统及其技术发展趋势J. 数字技术与应用. 2010.(6) .3. 周会成. 浅析数控技术
37、发展的智能化趋势J. 机械管理开发. 2008.(2).4. 于海澜. 数控技术的发展趋势. 湖南农机. 2012.5.5. 宋春华. 数控技术的现状及发展趋势. 装备制造技术. 2011.3.6. 齐奕. 西门子新一代数控系统SINUMERIK FM-NC 和 840D. 机电一体化. 1996.06.7. 姚关雄. FANUC6数控系统的基本功能及其应用. 机械制造. 1990.9.8. 陈吉红. 进口数控系统与华中I型系统之比较. 机电新产品导报. 2003.08.作业三：典型曲线数字积分法插补方法作业三：典型曲线数字积分法插补方法3.13.1题目要求题目要求参照直线和圆弧 DDA 插补
38、方法， 推导如下任一曲线的 DDA 法插补公式， 要求有完整的推导过程，画出插补器的结构框图，讨论终点判别方法，并给出一个插补过程实例。抛物线插补y2 2pxx2y2椭圆插补22 cab10螺旋线插补 导程为 P，螺旋升角 arctanP2R3.23.2 DDADDA 法抛物线插补的积分表达式法抛物线插补的积分表达式对于抛物线y2 2px两边微分有2ydy 2pdx整理得dy / dx p / ydy / dtpdx/ dty即XYYp K则可得 DDA 抛物线插补积分表达式mX Xt KYiti1mY t KptYi1令t 1,K 1，则N21mX 2NYii1m1Y pN2i1式中 N 为
39、积分累加器的位数显然用 DDA 法进行抛物线插补时，是对切削点即时坐标Yi与 p 的数值分别进行累加，若累加器产生溢出，则在相应坐标方向进给一步3.33.3 插补器结构框图插补器结构框图根据抛物线 DDA 插补积分表达式可知其插补方法如下：每产生一个控制脉11冲，X、Y 积分器迭代累加一次，溢出时相应坐标轴进给一次，Y 积分器的溢出还要对 X 被积函数寄存器进行修正。画出插补器结构框图如图所示tJVXJRXJVYJRY是否溢出是否溢出是是xy图 3-1 抛物线插补器结构框图JVX、JVY分别为 X、Y 被积函数寄存器JRX、JRY分别为 X、Y 积分累加器t为插补控制脉冲，x,y分别为 X、Y
40、 轴溢出脉冲3.43.4 终点判别终点判别分别判断 XY 坐标轴进给步数，当 XY 坐标均到达终点时插补结束。3.53.5 插补举例插补举例插补第一象限抛物线y2 2x，起点为(0,0)，终点为(8,4)，p 1，N 4，插补脉冲计算过程如表 3-1 所示，插补轨迹如图 3-2 所示。两坐标进给步数分别为8 和 4，一旦某坐标进给步数达到要求则停止该坐标方向的插补运算。表 3-1 插补运算过程运算次序JVX(Yi)012X 积分器JRX(Yi)000000000000000XX 终JVY(p)10001000100012Y 积分器JRY(p)000000010010000YY 终0000000
41、000000001000100010100010001003456789101112131415161718192021222324252627282930310000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100100011010001010110011110001001101010111100
42、110111101111000000000000000000000000000001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100013000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010011010001010110011110001
43、001101010111100110111101111000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111100000000000001000000000000000010001000100010001000100010001000100010001000100010000110011001100110011001100110011001100110011001100110011001100113233343536373839404142434445464748495051525354555657585960000100
44、100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100011001100110011001100110011001100110011001100110000001001000110100010101100111000000010010001101000101011001110000000110110100111001111001001011000101111100001010010000000100000001000001000010011101110111011101110111011101110110011001100
45、110011001100110011001010101010101010101010101000100010001000100001100111400010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111100000001001000110100010101100111100010011010101
46、111001000000000000000100000000000000100010001000100010001000100010001000100010001000100010001000100001000100010001000100010001000100010001000100010001616263646566676869707172001100110011001101000100010001000100010001000100011110101101000001001000110000000100100011000000000100010001001100110011001000
47、1000100010000100010001000100000001000100010001110111101111000000010001000100010000图 3-2 抛物线插补轨迹(p=1)3.63.6 DDADDA 抛物线插补分析抛物线插补分析由上例可知 DDA 抛物线插补方法简单易于用硬件或软件实现，但是各程序段进给速度不一致，影响加工质量和加工效率，需要执行多条指令，产生脉冲数却较少，效率低。p 值很大时，误差很大，不适合采用。如图 3-3、3-4 分别为p=2 和 p=3 的插补结果15图 3-3 抛物线插补轨迹(p=2)图 3-4 抛物线插补轨迹(p=3)对课程的感受和建议对课程的感受和建议1. 建议留一些小作业， 便于平时巩固学习， 大作业分时间段做， 避免考试前 “突击” 。2. 建议老师上课时多讲一些实例，介绍一些目前数控系统的情况，让我们多了解一些市面上应用的数控系统。3. 对直流电机调速后续课程有详细讨论，建议与本课程开课时间对调，可以加深理解。4. 感谢老师上课时分享的研究生面试的内容，让我们知道自身的不足之处。16
