第5講-NC與CAM

1、第第5講講 NC與與CAM1.概述概述2.數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)3.數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)4.數(shù)控機床數(shù)控機床5.數(shù)控編程數(shù)控編程6.數(shù)控加工仿真數(shù)控加工仿真在信息化企業(yè)的制造系統(tǒng)中，數(shù)控化的制造設備往往占有主導地位。數(shù)控在信息化企業(yè)的制造系統(tǒng)中，數(shù)控化的制造設備往往占有主導地位。數(shù)控技術(shù)的應用，不僅使多品種、中小批量生產(chǎn)的自動化成為可能，而且還把制技術(shù)的應用，不僅使多品種、中小批量生產(chǎn)的自動化成為可能，而且還把制造裝備的功能、可靠性、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個新的水平。因此說造裝備的功能、可靠性、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個新的水平。因此說，數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造系統(tǒng)的

2、重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。之一。自從自從2020世紀中葉在美國的世紀中葉在美國的麻省理工學院誕生第一臺數(shù)控機床麻省理工學院誕生第一臺數(shù)控機床以來，數(shù)控技以來，數(shù)控技術(shù)得到快速的發(fā)展。早期的數(shù)控系統(tǒng)稱為術(shù)得到快速的發(fā)展。早期的數(shù)控系統(tǒng)稱為硬數(shù)控硬數(shù)控，它以電子管電路、晶體管，它以電子管電路、晶體管電路或中、小規(guī)模集成電路實現(xiàn)控制功能，其電路或中、小規(guī)模集成電路實現(xiàn)控制功能，其缺點是不易修改和擴展系統(tǒng)的缺點是不易修改和擴展系統(tǒng)的功能功能。從。從2020世紀世紀70年代開始，出現(xiàn)了計算機控制的數(shù)控系統(tǒng)年代開始，出現(xiàn)了計算機控制的數(shù)控系統(tǒng)CNC和以微機及和以微機及微處理器組成的數(shù)控系統(tǒng)，人們統(tǒng)稱為微處理器組成

3、的數(shù)控系統(tǒng)，人們統(tǒng)稱為軟數(shù)控軟數(shù)控，主要，主要優(yōu)點是系統(tǒng)功能強、靈優(yōu)點是系統(tǒng)功能強、靈活性和維修性好，性能價格比好，易于聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)分布式控制活性和維修性好，性能價格比好，易于聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)分布式控制DNC等。尤其是等。尤其是近幾年來，近幾年來，32位超級微型機的發(fā)展和在數(shù)控系統(tǒng)中的應用。給微機數(shù)控系統(tǒng)位超級微型機的發(fā)展和在數(shù)控系統(tǒng)中的應用。給微機數(shù)控系統(tǒng)帶來勃勃生機。帶來勃勃生機。概述概述是指是指用數(shù)字量發(fā)出指令，并實現(xiàn)控制的技術(shù)用數(shù)字量發(fā)出指令，并實現(xiàn)控制的技術(shù)，是，是一種一種可編程的自動控制方式可編程的自動控制方式。它所控制的一般是。它所控制的一般是位位置、軌跡、轉(zhuǎn)角、速度置、軌跡、轉(zhuǎn)角、速度等機

4、械量，可以控制等機械量，可以控制溫度、溫度、壓力、流量壓力、流量等物理量。這些量的大小不僅等物理量。這些量的大小不僅可用數(shù)字可用數(shù)字表示表示，而且應是，而且應是可測量可測量的。的。數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)由三部分組成，數(shù)控系統(tǒng)由三部分組成，1、2、3為系統(tǒng)的為系統(tǒng)的準備部分準備部分，主要功能是，主要功能是將待控制對象用數(shù)控程序來表示并輸入數(shù)控系統(tǒng)將待控制對象用數(shù)控程序來表示并輸入數(shù)控系統(tǒng)。4是數(shù)控系統(tǒng)的是數(shù)控系統(tǒng)的核心，核心，完成運算和控制功能完成運算和控制功能。5、6、7為系統(tǒng)的執(zhí)行部分，具體為系統(tǒng)的執(zhí)行部分，具體實實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的控制功能現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的控制功能。 數(shù)控系統(tǒng)的基本組成數(shù)控系統(tǒng)的基

5、本組成圖樣坐標軸執(zhí)行機構(gòu)伺服系統(tǒng)輸出控制器CPU存儲器輸入CAD/CAM編程程序載體編程系統(tǒng)輔助裝置1765432一般的數(shù)控系統(tǒng)都有一般的數(shù)控系統(tǒng)都有五種功能：控制功能、程序輸入五種功能：控制功能、程序輸入/輸出功能、編程輸出功能、編程/存儲功能、補償功能、自診斷存儲功能、補償功能、自診斷/監(jiān)控功能監(jiān)控功能等。等。數(shù)控系統(tǒng)的控制功能分成三類：數(shù)控系統(tǒng)的控制功能分成三類：1.1. 點位控制系統(tǒng)點位控制系統(tǒng)，它只控制對象的精確位置，而對運動軌跡沒有具，它只控制對象的精確位置，而對運動軌跡沒有具體要求；體要求；2.2. 直線控制系統(tǒng)直線控制系統(tǒng)，它除了控制運動部件的精確位置外，還應保證其，它除了控制

6、運動部件的精確位置外，還應保證其運動的軌跡必須是直線，另外對移動的速度也必須加以控制；運動的軌跡必須是直線，另外對移動的速度也必須加以控制；3.3. 輪廓控制系統(tǒng)輪廓控制系統(tǒng)，它能對兩個或兩個以上的坐標軸同時移動的瞬間，它能對兩個或兩個以上的坐標軸同時移動的瞬間位置（即軌跡）和速度進行嚴格的控制。第三類控制系統(tǒng)用于復位置（即軌跡）和速度進行嚴格的控制。第三類控制系統(tǒng)用于復雜的曲面、葉片和凸輪等零件。雜的曲面、葉片和凸輪等零件。數(shù)控系統(tǒng)的功能數(shù)控系統(tǒng)的功能從從1952年美國麻省理工學院研制出第一臺試驗性數(shù)控系年美國麻省理工學院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)由當初的電子管式起步，經(jīng)歷了

7、以統(tǒng)，到現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)由當初的電子管式起步，經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段：下幾個發(fā)展階段：1.1. 分立式晶體管式分立式晶體管式2.2. 小規(guī)模集成電路式小規(guī)模集成電路式3.3. 大規(guī)模集成電路式大規(guī)模集成電路式4.4. 小型計算機式小型計算機式5.5. 超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路6.6. 微機式的數(shù)控系統(tǒng)。微機式的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展階段數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展階段q數(shù)控裝置數(shù)控裝置由由NC向向CNC發(fā)展發(fā)展；q廣泛采用廣泛采用32位位CPU組成多微處理器系統(tǒng)；組成多微處理器系統(tǒng)；q提高系統(tǒng)的集成度提高系統(tǒng)的集成度，縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于裁，縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴展和功能升級，滿

8、足不同類型數(shù)控機床的需要；剪、擴展和功能升級，滿足不同類型數(shù)控機床的需要；q驅(qū)動裝置向驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化交流、數(shù)字化方向發(fā)展；方向發(fā)展；qCNC裝置向裝置向人工智能化人工智能化方向發(fā)展；方向發(fā)展；q采用新型的采用新型的自動編程自動編程系統(tǒng)；系統(tǒng)；q增強通信功能增強通信功能；q數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)可靠性可靠性不斷提高。不斷提高?？傊?，數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)不斷發(fā)展，功能越來越完善，使用越來越方便，總之，數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)不斷發(fā)展，功能越來越完善，使用越來越方便，可靠性越來越高，性能價格比也越來越高?？煽啃栽絹碓礁?，性能價格比也越來越高。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢利用利用PC機豐富的軟硬件資源開發(fā)。機豐富的

9、軟硬件資源開發(fā)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性通用性、柔性、適應性、擴展性，并向，并向智能化智能化、網(wǎng)絡化、網(wǎng)絡化方向大大發(fā)展方向大大發(fā)展開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機的先進技術(shù)，如多媒體技術(shù)，實現(xiàn)聲控自動采用通用微機的先進技術(shù)，如多媒體技術(shù)，實現(xiàn)聲控自動編程、圖形掃描自動編程編程、圖形掃描自動編程等。等。數(shù)控系統(tǒng)繼續(xù)向數(shù)控系統(tǒng)繼續(xù)向高集成度方向高集成度方向發(fā)展，每個芯片上可以集成更多個晶體管，使系統(tǒng)體發(fā)展，每個芯片上可以集成更多個晶體管，使系統(tǒng)體積更小，更加積更小，更加小型化、微型化小型化、微型化?？煽啃?/p>

10、大大提高可靠性大大提高。利用利用多多CPU的優(yōu)勢的優(yōu)勢，實現(xiàn)，實現(xiàn)故障自動排除故障自動排除；增強通信功能，提高；增強通信功能，提高進線、聯(lián)網(wǎng)進線、聯(lián)網(wǎng)能力。能力。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，由，由于有于有充足的軟、硬件資源充足的軟、硬件資源可供利用，不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進行的系統(tǒng)集成可供利用，不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進行的系統(tǒng)集成得到有力的支持，而且也為用戶的得到有力的支持，而且也為用戶的二次開發(fā)二次開發(fā)帶來極大方便，促進了數(shù)控系統(tǒng)帶來極大方便，促進了數(shù)控系統(tǒng)多檔次多檔次、多品

11、種、多品種的開發(fā)和廣泛應用，既可通過的開發(fā)和廣泛應用，既可通過升檔或剪裁升檔或剪裁構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)，又可構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)，又可通過通過擴展擴展構(gòu)成不同類型數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。構(gòu)成不同類型數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。這種數(shù)控系統(tǒng)可隨這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級而升級，結(jié)構(gòu)上不必變動。升級而升級，結(jié)構(gòu)上不必變動。開放式數(shù)控系統(tǒng)開放式數(shù)控系統(tǒng)隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了了自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的控制機理，不但具的控制機理，不但具有有自動編程、前

12、饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償償?shù)裙δ?，而且等功能，而且人機界面人機界面極為友好，并具有極為友好，并具有故障診斷專家故障診斷專家系統(tǒng)系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的的主軸交流驅(qū)動和智能化進給伺服裝置主軸交流驅(qū)動和智能化進給伺服裝置，能自動識別負載，能自動識別負載并自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。并自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。直線電機驅(qū)動系統(tǒng)直線電機驅(qū)動系統(tǒng)已實用化。已實用化。 數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向

13、智能化發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展1952年年 美國麻省理工學院制造了世界上第一臺美國麻省理工學院制造了世界上第一臺數(shù)控機床數(shù)控機床數(shù)控機床是利用數(shù)控系統(tǒng)控制實現(xiàn)加工的機床數(shù)控機床是利用數(shù)控系統(tǒng)控制實現(xiàn)加工的機床，它可以自動化地加工各種復雜形狀的工件。它可以自動化地加工各種復雜形狀的工件。將加將加工過程中所需的多種操作及刀具的切削用量、走工過程中所需的多種操作及刀具的切削用量、走刀方向、切削速度都用數(shù)字化的代碼表示，并把刀方向、切削速度都用數(shù)字化的代碼表示，并把這些代碼輸入數(shù)控裝置，通過計算機對輸入的信這些代碼輸入數(shù)控裝置，通過計算機對輸入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機床的

14、息進行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機床的運動。運動。數(shù)控機床數(shù)控機床機床本體機床本體機床本體是數(shù)控機床的主體，用于完成各種切削加機床本體是數(shù)控機床的主體，用于完成各種切削加工的機部分工的機部分控制介質(zhì)控制介質(zhì)控制介質(zhì)是指將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置去的控制介質(zhì)是指將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置去的信息載體?？刂平橘|(zhì)有多種形式，它隨著數(shù)控裝置信息載體。控制介質(zhì)有多種形式，它隨著數(shù)控裝置的類型不同，常用的有穿孔紙帶、穿孔卡、磁帶、的類型不同，常用的有穿孔紙帶、穿孔卡、磁帶、磁盤等。磁盤等。數(shù)控輸出裝置數(shù)控輸出裝置將控制運算器發(fā)出的命令送到伺服系統(tǒng)，經(jīng)功率放將控制運算器發(fā)出的命令送到伺服系統(tǒng)，經(jīng)功率

15、放大，驅(qū)動機床完成相應的動作。大，驅(qū)動機床完成相應的動作。伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)，包括驅(qū)動和執(zhí)行伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)，包括驅(qū)動和執(zhí)行兩大部分。伺服系統(tǒng)接收數(shù)控系統(tǒng)的指令信息，并兩大部分。伺服系統(tǒng)接收數(shù)控系統(tǒng)的指令信息，并按照指令信息的要求帶動機床的移動部件運動或執(zhí)按照指令信息的要求帶動機床的移動部件運動或執(zhí)行部分動作。行部分動作。l數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的組成1、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定（精度高、質(zhì)量穩(wěn)定（0.001mm 0.01mm)2、效率高效率高3、自動化程度高、自動化程度高4、柔性高、柔性高4、便于建立網(wǎng)絡化系統(tǒng)、便于建立網(wǎng)絡化系統(tǒng)5、適合于復雜異型零件的加工、適

16、合于復雜異型零件的加工6、良好的經(jīng)濟效益良好的經(jīng)濟效益7、減輕勞動強度、改善勞動條件。減輕勞動強度、改善勞動條件。8、有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。l數(shù)控機床的特點數(shù)控機床的特點數(shù)控機床適合加工的零件按控制系統(tǒng)的特點分按控制系統(tǒng)的特點分1、點位控制數(shù)控機床點位控制數(shù)控機床2、直線控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床3、輪廓控制數(shù)控機床輪廓控制數(shù)控機床按執(zhí)行機構(gòu)的控制方式分按執(zhí)行機構(gòu)的控制方式分1、開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)2、閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)3、半環(huán)控制系統(tǒng)半環(huán)控制系統(tǒng)按工藝用途分按工藝用途分1、金屬切削類數(shù)控機床、金屬切削類數(shù)控機床2、金屬成型類數(shù)控機床、金屬成型類數(shù)控機床3、數(shù)

17、控特種加工類機床、數(shù)控特種加工類機床4、其他類型數(shù)控機床其他類型數(shù)控機床l數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類加工中心機床是一般數(shù)控機床的進一步發(fā)展。加工中心機床是一般數(shù)控機床的進一步發(fā)展。帶有刀帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床，稱為加工中心庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床，稱為加工中心。一般。一般加工中心可有加工中心可有2050把刀，大型加工中心可能有把刀，大型加工中心可能有100多多把刀。把刀。刀庫和自動換刀裝置的出現(xiàn)，增加了數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)刀庫和自動換刀裝置的出現(xiàn)，增加了數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)復雜性，控制系統(tǒng)也變得復雜。實現(xiàn)了大型復雜工件復雜性，控制系統(tǒng)也變得復雜。實現(xiàn)了大型復雜工件加工的自動化。另外，加工的自

18、動化。另外，加工中心也是組成柔性制造單加工中心也是組成柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)的最基本的加工設備元和柔性制造系統(tǒng)的最基本的加工設備。 加工中心機床加工中心機床(MC)DNC系統(tǒng)是系統(tǒng)是用一臺中央計算機直接調(diào)度和管理多臺數(shù)控機床或加工中心用一臺中央計算機直接調(diào)度和管理多臺數(shù)控機床或加工中心的系統(tǒng)的系統(tǒng)，它的任務是在多臺數(shù)控機床間，它的任務是在多臺數(shù)控機床間分配生產(chǎn)任務，發(fā)布控制信息，分配生產(chǎn)任務，發(fā)布控制信息，使機床控制器執(zhí)行各自的操作使機床控制器執(zhí)行各自的操作。它的另一任務是。它的另一任務是將管理計算機和各種執(zhí)將管理計算機和各種執(zhí)行系統(tǒng)相聯(lián)行系統(tǒng)相聯(lián)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得執(zhí)行機構(gòu)反饋信息，并

19、對這些反饋，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得執(zhí)行機構(gòu)反饋信息，并對這些反饋信息進行集中處理。信息進行集中處理。DNC系統(tǒng)設有上層的工藝過程計劃和下層的機床加工計劃間的接口，可系統(tǒng)設有上層的工藝過程計劃和下層的機床加工計劃間的接口，可將機床控制器直接連到將機床控制器直接連到DNC過程控制計算機。過程控制計算機。DNC系統(tǒng)的主要組成部分是系統(tǒng)的主要組成部分是過程控制計算機、過程控制計算機、I/O接口、通信接口、數(shù)接口、通信接口、數(shù)字控制器和控制管理軟件字控制器和控制管理軟件。分布式數(shù)控分布式數(shù)控(DNC)DNC系統(tǒng)系統(tǒng)各組成部分的確定取決于實際要求各組成部分的確定取決于實際要求，例如，企業(yè)主計算機系統(tǒng)、，例如

20、，企業(yè)主計算機系統(tǒng)、所需要的柔性程度、車間層管理能力、機床負荷狀況、所需要的柔性程度、車間層管理能力、機床負荷狀況、DNC計算機所承擔計算機所承擔的任務、的任務、CNC機床的性能和數(shù)量等。在機床的性能和數(shù)量等。在DNC系統(tǒng)中，插補程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，插補程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和程序修改均在過程控制計算機上進行，機床的自主性有所削弱，但增加和程序修改均在過程控制計算機上進行，機床的自主性有所削弱，但增加了系統(tǒng)的柔性。了系統(tǒng)的柔性。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，DNC系統(tǒng)起著重要作用。因為數(shù)控機床單臺使用時，系統(tǒng)起著重要作用。因為數(shù)控機床單臺使用時，其效率無法得到充分體現(xiàn)，若采用柔性制造系統(tǒng)，其復

21、雜程度增加，可靠其效率無法得到充分體現(xiàn)，若采用柔性制造系統(tǒng)，其復雜程度增加，可靠性降低，制造成本和運行成本均較高，難于在短期內(nèi)收回系統(tǒng)的投資。而性降低，制造成本和運行成本均較高，難于在短期內(nèi)收回系統(tǒng)的投資。而DNC系統(tǒng)則將多臺系統(tǒng)則將多臺CNC機床集中起來管理，既機床集中起來管理，既可使資源得到充分利用，又可使資源得到充分利用，又不會過分增加系統(tǒng)的復雜性不會過分增加系統(tǒng)的復雜性。所以，。所以，DNC系統(tǒng)應是信息化企業(yè)制造系統(tǒng)的系統(tǒng)應是信息化企業(yè)制造系統(tǒng)的主要發(fā)展方向之一。主要發(fā)展方向之一。 分布式數(shù)控分布式數(shù)控(DNC)數(shù)控機床的發(fā)展趨勢數(shù)控機床的發(fā)展趨勢1.1.高速、高效、高精度、高可靠性高

22、速、高效、高精度、高可靠性2.2.模塊化、智能化、柔性化和集成化模塊化、智能化、柔性化和集成化 3.3.開放性開放性 4.4.出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備快速成型、并聯(lián)機構(gòu)出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備快速成型、并聯(lián)機構(gòu)機床、虛擬軸數(shù)控機床、機器人化機床、多功能機床機床、虛擬軸數(shù)控機床、機器人化機床、多功能機床等等到目前為止，計算機輔助制造到目前為止，計算機輔助制造(CAM)有狹義和廣義兩個概念。有狹義和廣義兩個概念。CAM的狹義概念指的是從產(chǎn)品設計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準備活動，它的狹義概念指的是從產(chǎn)品設計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準備活動，它包括包括CAPP、NC編程、工時定額計算、生產(chǎn)計劃

23、制定、資源需求計劃制定等編程、工時定額計算、生產(chǎn)計劃制定、資源需求計劃制定等，這是最初，這是最初CAM系統(tǒng)的狹義概念。到今天，狹義系統(tǒng)的狹義概念。到今天，狹義CAM甚至更進一步縮小為甚至更進一步縮小為NC編程編程的同義詞。的同義詞。CAPP已被作為一個專門的子系統(tǒng)，而工時定額計算、生已被作為一個專門的子系統(tǒng)，而工時定額計算、生產(chǎn)計劃制訂、資源需求計劃制訂則劃分給產(chǎn)計劃制訂、資源需求計劃制訂則劃分給MRP II系統(tǒng)來完成。系統(tǒng)來完成。在狹義在狹義CAM中，中，數(shù)控編程數(shù)控編程是其主要內(nèi)容，本講只介紹數(shù)控編程原理及系統(tǒng)。是其主要內(nèi)容，本講只介紹數(shù)控編程原理及系統(tǒng)。 CAM的廣義概念包括的內(nèi)容則多得

24、多，除上述的廣義概念包括的內(nèi)容則多得多，除上述CAM狹義概念所包括的所有內(nèi)狹義概念所包括的所有內(nèi)容外，它還容外，它還包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程(加工、裝配、檢驗、存儲加工、裝配、檢驗、存儲、輸送等、輸送等)以及它們的監(jiān)視、控制和管理以及它們的監(jiān)視、控制和管理。計算機輔助制造計算機輔助制造二戰(zhàn)后，工人看懂圖紙后，手工操作機床，加工零件。二戰(zhàn)后，工人看懂圖紙后，手工操作機床，加工零件。20世紀世紀40年代末，年代末，JOHN PARSONS構(gòu)思用打孔的硬卡紙來控制機床的動作；構(gòu)思用打孔的硬卡紙來控制機床的動作；1948年，年， JOHN PARSONS向美

25、國空軍表達了他的想法；向美國空軍表達了他的想法；美國空軍委托美國空軍委托MIT來開發(fā)用硬卡紙控制的機床，來開發(fā)用硬卡紙控制的機床，1952年開發(fā)成功年開發(fā)成功1959年制成了晶體管和印刷電路版，數(shù)控進入第二代年制成了晶體管和印刷電路版，數(shù)控進入第二代1960年點位控制數(shù)控鉆床和直線控制數(shù)控銑床年點位控制數(shù)控鉆床和直線控制數(shù)控銑床MIT開發(fā)了開發(fā)了APT語言語言1963-1964年年JOHN WRIGHT開始開發(fā)開始開發(fā)APT應用編程軟件，應用編程軟件，1969年開發(fā)成功，年開發(fā)成功，取名取名UNIAPTUNITED COMPUTING公司購買公司購買MCS公司公司ADAM，與與UNIAPT聯(lián)合

26、在一起成聯(lián)合在一起成為為UNI-GRAPHICS系統(tǒng)（系統(tǒng)（CAD/CAM）CAM的起源的起源CAM技術(shù)的發(fā)展歷程技術(shù)的發(fā)展歷程知識驅(qū)動過程向?qū)０婕夹g(shù)集成技術(shù)CAD/CAM手工編程APT系統(tǒng)手工編程APT系統(tǒng)自適應編程智能系統(tǒng)圖形編程20世世紀紀70年年代代21世世紀紀00年年代代20世世紀紀8 80年年代代20世世紀紀9 90 0年年代代基基于于線線框框和和曲曲面面的的制制造造參參數(shù)數(shù)化化可可視視化化基基于于特特征征的的制制造造過過程程向向?qū)Щ谟谝?guī)規(guī)則則的的制制造造智智能能加加工工知知識識庫庫基基于于實實體體的的制制造造虛虛擬擬制制造造技技術(shù)術(shù)編編程程與與工工藝藝結(jié)結(jié)合合工工藝藝數(shù)數(shù)

27、據(jù)據(jù)庫庫高高速速加加工工CAM智能化結(jié)構(gòu)智能化結(jié)構(gòu)設計模型設計模型幾何體公差與配合特性加工輸出管理加工模型加工模型毛坯特性后置處理仿真分析車間文檔資源庫資源庫刀具機床工裝工藝數(shù)據(jù)加工過程智能系統(tǒng)加工過程智能系統(tǒng)處理器過程模型可視化過程管理知識庫知識庫操作模版方法模版特征模版規(guī)則/條件過程設置接口接口手工編程手工編程手工編程是編程人員按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的加工程序段和指令格式，手工編程是編程人員按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的加工程序段和指令格式，手工編寫出待加工零件的數(shù)控加工程序。手工編程的主要步驟如手工編寫出待加工零件的數(shù)控加工程序。手工編程的主要步驟如下下:1) 根據(jù)零件圖樣對零件進行工藝分析。根據(jù)零件圖樣

28、對零件進行工藝分析。2) 確定加工路線和工藝參數(shù)確定加工路線和工藝參數(shù)(裝夾位置及順序，表面加工裝夾位置及順序，表面加工順序，切削參數(shù)順序，切削參數(shù))。3) 確定刀具移動軌跡確定刀具移動軌跡(起點、終點、運動形式起點、終點、運動形式)。4) 計算機床運動所需要的數(shù)據(jù)。計算機床運動所需要的數(shù)據(jù)。5) 書寫零件加工程序單。書寫零件加工程序單。6) 紙帶穿孔。紙帶穿孔。可見，手工編程同時也包括了制定工藝規(guī)程的內(nèi)容，手工編程目前可見，手工編程同時也包括了制定工藝規(guī)程的內(nèi)容，手工編程目前已用得極少。已用得極少。 所謂數(shù)控編程，是所謂數(shù)控編程，是根據(jù)來自根據(jù)來自CAD的零件幾何信息和來自的零件幾何信息和來

29、自CAPP的零件工的零件工藝信息自動地或在人工干預下生成數(shù)控代碼的過程藝信息自動地或在人工干預下生成數(shù)控代碼的過程。常用的數(shù)控代碼有。常用的數(shù)控代碼有國際標準化組織國際標準化組織ISO代碼代碼和美國電子工業(yè)協(xié)會和美國電子工業(yè)協(xié)會EIA代碼兩種系統(tǒng)。其中代碼兩種系統(tǒng)。其中ISO代碼是七位補偶碼代碼是七位補偶碼;即第八列為補偶位即第八列為補偶位;而而EIA代碼是六位補奇碼，即代碼是六位補奇碼，即第五位為補奇位。補偶和補奇的目的是為了便于檢驗紙帶閱讀機的讀錯第五位為補奇位。補偶和補奇的目的是為了便于檢驗紙帶閱讀機的讀錯信息。一般的數(shù)控程序是由程序字組成的，而程序字則是用英文字母代信息。一般的數(shù)控程序

30、是由程序字組成的，而程序字則是用英文字母代表的地址碼和地址碼后的數(shù)字和符號組成。每個程序字都代表著一個特表的地址碼和地址碼后的數(shù)字和符號組成。每個程序字都代表著一個特殊功能，如殊功能，如G00表示點位控制，表示點位控制，M05表示主軸停轉(zhuǎn)等。表示主軸停轉(zhuǎn)等。數(shù)控編程數(shù)控編程數(shù)控語言編程數(shù)控語言編程數(shù)控語言編程用數(shù)控語言編程用專門的語言和符號專門的語言和符號來描述零件的幾何形狀和刀具相對零件運來描述零件的幾何形狀和刀具相對零件運動的軌跡、順序和其它工藝參數(shù)等。采用動的軌跡、順序和其它工藝參數(shù)等。采用類似于計算機高級語言的數(shù)控語言類似于計算機高級語言的數(shù)控語言來描來描述加工過程，大大簡化了編程過程

31、，省去了復雜的數(shù)值計算過程，提高了編程效述加工過程，大大簡化了編程過程，省去了復雜的數(shù)值計算過程，提高了編程效率。率。用數(shù)控語言編寫的程序稱為源程序用數(shù)控語言編寫的程序稱為源程序，計算機接受到源程序后，首先進行編譯，計算機接受到源程序后，首先進行編譯處理，再處理，再經(jīng)過后置處理才能生成控制機床的匯編程序經(jīng)過后置處理才能生成控制機床的匯編程序。 使用數(shù)控語言編程以使用數(shù)控語言編程以前被稱為前被稱為自動編程自動編程，這種叫法來源于，這種叫法來源于APT(Automatically Programmed Tools)數(shù)數(shù)控編程語言。事實上控編程語言。事實上，它并不是自動化的，它并不是自動化的編程工具

32、，它只比手編程工具，它只比手工編程前進一步，實工編程前進一步，實現(xiàn)了用現(xiàn)了用 高級編程語高級編程語言言來編寫數(shù)控程序。來編寫數(shù)控程序。采用數(shù)控語言編程雖比手工編程簡化許多，但仍需要編程人員編寫源程序，仍比采用數(shù)控語言編程雖比手工編程簡化許多，但仍需要編程人員編寫源程序，仍比較復雜。為此，后來又發(fā)展了較復雜。為此，后來又發(fā)展了CAD/CAM編程技術(shù)，到目前幾乎所有大型編程技術(shù)，到目前幾乎所有大型CAD/CAM應用軟件都具備數(shù)控編程功能。在使用這種系統(tǒng)編程時，編程人員不需要編寫數(shù)控源應用軟件都具備數(shù)控編程功能。在使用這種系統(tǒng)編程時，編程人員不需要編寫數(shù)控源程序，只需要程序，只需要從從CAD數(shù)據(jù)庫中

33、調(diào)出零件圖形文件，并顯示在屏幕上，采用多級菜單數(shù)據(jù)庫中調(diào)出零件圖形文件，并顯示在屏幕上，采用多級菜單作為人機界面。在編程過程中，系統(tǒng)還會給出大量的提示作為人機界面。在編程過程中，系統(tǒng)還會給出大量的提示。這種方式操作簡便，容易。這種方式操作簡便，容易學習，又可大大提高編程效率。一般學習，又可大大提高編程效率。一般 CAD/CAM系統(tǒng)編程部分都包括下面的基本內(nèi)容系統(tǒng)編程部分都包括下面的基本內(nèi)容:查詢被加工部位圖形元素的幾何信息查詢被加工部位圖形元素的幾何信息;對設計信息進行工藝處理對設計信息進行工藝處理;計算刀具中心運動軌計算刀具中心運動軌跡跡;定義刀具類型定義刀具類型;定義刀位文件數(shù)據(jù)定義刀位文

34、件數(shù)據(jù)等。對于一些功能強大的等。對于一些功能強大的CAD/CAM系統(tǒng)，甚至系統(tǒng)，甚至還包括數(shù)據(jù)后置處理器，除還包括數(shù)據(jù)后置處理器，除自動生成數(shù)控加工源程序自動生成數(shù)控加工源程序外，還能進行外，還能進行加工模擬加工模擬，用來檢，用來檢驗數(shù)控程序的正確性。下圖是這種系統(tǒng)的示意圖。驗數(shù)控程序的正確性。下圖是這種系統(tǒng)的示意圖。 CAD/CAM系統(tǒng)編程系統(tǒng)編程生產(chǎn)計劃生成CAM模型NC工藝方案設計工程圖紙/CAD模型編程指令材料質(zhì)保毛坯刀具夾具機床存檔，發(fā)放NC程序+文檔定型加工效率加工質(zhì)量技術(shù)要求質(zhì)保審核，印章首件試切審核車間文檔切削仿真NC編程選擇模版編程階段準備階段方案階段定型階段CAD/CAM數(shù)

35、控編程流程數(shù)控編程流程上述上述CAD/CAM系統(tǒng)編程中，仍需要編程人員過多的干預才能生成系統(tǒng)編程中，仍需要編程人員過多的干預才能生成數(shù)控源程序。隨著數(shù)控源程序。隨著CAPP技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)控自動編程技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)控自動編程成為可能。下圖分別是自動編程系統(tǒng)（成為可能。下圖分別是自動編程系統(tǒng)（UG、PRO/E）的組成。的組成。系統(tǒng)從系統(tǒng)從CAD數(shù)據(jù)庫獲取零件幾何信息，從數(shù)據(jù)庫獲取零件幾何信息，從CAPP系統(tǒng)獲取零件加工系統(tǒng)獲取零件加工過程的工藝信息，然后調(diào)用過程的工藝信息，然后調(diào)用NC源程序生成器自動生成數(shù)控源程序，再源程序生成器自動生成數(shù)控源程序，再對生成的源程序進

36、行動態(tài)仿真，如果正確無誤，則將加工指令送到機對生成的源程序進行動態(tài)仿真，如果正確無誤，則將加工指令送到機床進行加工。自動編程系統(tǒng)的完全實現(xiàn)仍有待時日。床進行加工。自動編程系統(tǒng)的完全實現(xiàn)仍有待時日。 自動編程自動編程UG數(shù)控編程流程數(shù)控編程流程圖紙或CAD模型檢驗CAD模型數(shù)控工藝方案工裝設計建立CAM主模型加工模版安排工序建立刀具清單創(chuàng)建父節(jié)點程序幾何體方法生成操作生成刀位軌跡驗證返回分析不合格合格車間文檔數(shù)控機床加工PRO/E數(shù)控編程流程數(shù)控編程流程產(chǎn)品設計設計加工模型設計坯料工件設定加工參數(shù)加工刀具參數(shù)機床參數(shù)設定刀具路徑設定加工程序后處理程序設定加工操作環(huán)境NC CODE設計夾持工具1、

37、確定工藝過程確定工藝過程 確定加工方法確定加工方法 加工路線的設計加工路線的設計 加工工序內(nèi)容設計加工工序內(nèi)容設計2、建立適當?shù)淖鴺讼到⑦m當?shù)淖鴺讼?、運動軌跡目標點（節(jié)點）的計算運動軌跡目標點（節(jié)點）的計算4、編寫加工程序單編寫加工程序單5、程序檢驗和首件切削程序檢驗和首件切削數(shù)控編程的步驟數(shù)控編程的步驟%_%_n_KG8_n_KG8_mpfmpf;$PATH=/_n_MPF_DIR;$PATH=/_n_MPF_DIRN10 G90 G54 G94N10 G90 G54 G94N20 S420 M03N20 S420 M03N30 T1D1N30 T1D1N40 G00 X45 Z0N40

38、 G00 X45 Z0N50 G01 X0 F50N50 G01 X0 F50N60 G00 X40 Z2N60 G00 X40 Z2N70 G01 Z-85 F100N70 G01 Z-85 F100N80 G00 X45 Z2N80 G00 X45 Z2N90 G00 X37N90 G00 X37N100 G01 Z-85 F100N100 G01 Z-85 F100N110 G00 X39 Z2N110 G00 X39 Z2N210 AA8 P5N210 AA8 P5N220 G00 X100 Z100N220 G00 X100 Z100N230 T4D1N230 T4D1N240 G0

39、0 X26.5 Z2N240 G00 X26.5 Z2N250 BB8 P2N250 BB8 P2N260 M05N260 M05N270 M00N270 M00N280 M03 S850N280 M03 S850N290 G90 G00 X19.8 Z2N290 G90 G00 X19.8 Z2N300 G01 Z-28 F80N300 G01 Z-28 F80N310 G01 X27.368 Z-45.042N310 G01 X27.368 Z-45.042N320 G03 X25.019 Z-54.286 CR=14 F60N320 G03 X25.019 Z-54.286 CR=14

40、F60N330 G02 X26.806 Z-60.985 CR=6N330 G02 X26.806 Z-60.985 CR=6N340 G03 X36 Z-73 CR=18N340 G03 X36 Z-73 CR=18N340 G01 Z-85 F80N340 G01 Z-85 F80N350 G00 X100 Z100N350 G00 X100 Z100N360 T3D1N360 T3D1N370 M05N370 M05N380 M00N380 M00N390 M03 S300N390 M03 S300N400 G00 X25 Z-23N400 G00 X25 Z-23N410 G01 X1

41、6 F20N410 G01 X16 F20N420 G00 X25N420 G00 X25N430 G00 Z-26N430 G00 Z-26N440 G01 X16 F20N440 G01 X16 F20N450 G00 X25N450 G00 X25N460 G00 Z-28N460 G00 Z-28N470 G01 X16N470 G01 X16N480 G00 X22N480 G00 X22N490 G00 Z-20N490 G00 Z-20N500 G01 X16 Z-23 F20N500 G01 X16 Z-23 F20N510 G00 X25N510 G00 X25N520 G0

42、0 X22 Z-3N520 G00 X22 Z-3N530 G01 X16 Z0 F20N530 G01 X16 Z0 F20N540 G00 X100 Z100N540 G00 X100 Z100N550 T2D1N550 T2D1N560 M05N560 M05N570 M00N570 M00N580 M03 S300N580 M03 S300N590 G00 X19 Z8N590 G00 X19 Z8N600 CC8N600 CC8N610 G00 X18.5N610 G00 X18.5N620 CC8N620 CC8N630 G00 X18.2N630 G00 X18.2N640 CC

43、8N640 CC8N650 G00 X18.14N650 G00 X18.14N660 CC8N660 CC8N670 G00 X19 Z9.5N670 G00 X19 Z9.5N680 CC8N680 CC8N690 G00 X18.5N690 G00 X18.5N700 CC8N700 CC8N710 G00 X18.2N710 G00 X18.2N720 CC8N720 CC8N730 G00 X18.14N730 G00 X18.14N740 CC8N740 CC8N750 G00 X100 Z100N750 G00 X100 Z100N760 T3D1N760 T3D1N770 M0

44、5N770 M05N780 M00N780 M00N790 M03 S300N790 M03 S300N800 G00 X50 Z-83N800 G00 X50 Z-83N810 G01 X0 F20N810 G01 X0 F20N820 G00 X100N820 G00 X100N830 G00 Z100N830 G00 Z100N840 T1D1N840 T1D1N850 M05N850 M05N860 M02N860 M021.1.建模是通過對實際系統(tǒng)的觀測或檢測建模是通過對實際系統(tǒng)的觀測或檢測，在忽略次要因素及不可檢測變量的基礎(chǔ)，在忽略次要因素及不可檢測變量的基礎(chǔ)上，上，用物理或數(shù)學的

45、方法進行描述用物理或數(shù)學的方法進行描述，從而獲得實際系統(tǒng)的簡化近似模型。，從而獲得實際系統(tǒng)的簡化近似模型。模型模型同實際系統(tǒng)的功能與參數(shù)之間應具有相似性和對應性同實際系統(tǒng)的功能與參數(shù)之間應具有相似性和對應性。2.2.仿真模型仿真模型是對系統(tǒng)的數(shù)學模型（簡化模型）進行一定的是對系統(tǒng)的數(shù)學模型（簡化模型）進行一定的算法處理算法處理，使其成為合，使其成為合適的形式（如將數(shù)值積分變?yōu)榈\算模型）之后，成為能被計算機接受的適的形式（如將數(shù)值積分變?yōu)榈\算模型）之后，成為能被計算機接受的“可計算模型可計算模型”。仿真模型對實際系統(tǒng)來講是一個二次簡化的模型。仿真模型對實際系統(tǒng)來講是一個二次簡化的模型。3

46、.3.仿真實驗是指將系統(tǒng)的仿真模型在計算機上運行的過程仿真實驗是指將系統(tǒng)的仿真模型在計算機上運行的過程。仿真是通過實驗來研究實際系統(tǒng)的一種技術(shù)仿真是通過實驗來研究實際系統(tǒng)的一種技術(shù)，通過仿真技術(shù)可以弄清系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)，通過仿真技術(shù)可以弄清系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)變量和環(huán)境條件的影響。變量和環(huán)境條件的影響。計算機仿真計算機仿真數(shù)控加工仿真技術(shù)數(shù)控加工仿真技術(shù)1.為確保數(shù)控程序的正確性，防止加工過程中干涉和碰撞的發(fā)生，在為確保數(shù)控程序的正確性，防止加工過程中干涉和碰撞的發(fā)生，在實際生產(chǎn)中，常采用實際生產(chǎn)中，常采用試切的方法試切的方法進行檢驗。這種方法費工費料，代進行檢驗。這種方法費工費料，代價昂貴，使生產(chǎn)成本上

47、升，增加了產(chǎn)品加工時間和生產(chǎn)周期。價昂貴，使生產(chǎn)成本上升，增加了產(chǎn)品加工時間和生產(chǎn)周期。2.軌跡顯示法軌跡顯示法，即以劃針或筆代替刀具，以著色板或紙代替工件來仿，即以劃針或筆代替刀具，以著色板或紙代替工件來仿真刀具運動軌跡的二維圖形（也可以顯示二維半的加工軌跡），有真刀具運動軌跡的二維圖形（也可以顯示二維半的加工軌跡），有相當大的局限性。相當大的局限性。3.對于工件的三維和多維加工，也有對于工件的三維和多維加工，也有用易切削的材料代替工件用易切削的材料代替工件（如石（如石蠟、木料、改性樹脂和塑料等）來檢驗加工的切削軌跡。蠟、木料、改性樹脂和塑料等）來檢驗加工的切削軌跡。試切要占用數(shù)控機床和加工

48、現(xiàn)場。試切要占用數(shù)控機床和加工現(xiàn)場。為此，人們一直在研究能逐步為此，人們一直在研究能逐步代替試切的計算機仿真方法代替試切的計算機仿真方法，是驗證是驗證數(shù)控加工程序的可靠性和預測切削過程、提高生產(chǎn)效率的有力數(shù)控加工程序的可靠性和預測切削過程、提高生產(chǎn)效率的有力工具。工具。 幾何仿真幾何仿真： 內(nèi)容內(nèi)容：一般指圖形仿真，即如何生動、直觀的模擬加工過程，快：一般指圖形仿真，即如何生動、直觀的模擬加工過程，快速、準確的給出刀位路徑檢驗、誤切判斷、誤差測量等信息速、準確的給出刀位路徑檢驗、誤切判斷、誤差測量等信息 目的目的：保證刀位數(shù)據(jù)的正確性，減少或消除因此而產(chǎn)生的損失，：保證刀位數(shù)據(jù)的正確性，減少或

49、消除因此而產(chǎn)生的損失，從而減少產(chǎn)品設計到制造的時間，降低產(chǎn)品成本。從而減少產(chǎn)品設計到制造的時間，降低產(chǎn)品成本。 物理仿真：物理仿真： 內(nèi)容內(nèi)容：反映加工過程中涉及到的切削力、熱、變形、振動等物理：反映加工過程中涉及到的切削力、熱、變形、振動等物理量，為優(yōu)化和監(jiān)控提供依據(jù)，切削力仿真是物理仿真的基礎(chǔ)。量，為優(yōu)化和監(jiān)控提供依據(jù)，切削力仿真是物理仿真的基礎(chǔ)。 目的目的：力爭實現(xiàn)安全、平穩(wěn)、高效的加工過程，為生產(chǎn)實際中防：力爭實現(xiàn)安全、平穩(wěn)、高效的加工過程，為生產(chǎn)實際中防止刀具、工件等的破損、避免非經(jīng)濟的切削條件、減少加工時間止刀具、工件等的破損、避免非經(jīng)濟的切削條件、減少加工時間、降低生產(chǎn)成本、提高

50、生產(chǎn)率等提供指導和幫助、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率等提供指導和幫助 物理仿真與幾何仿真物理仿真與幾何仿真物理仿真與幾何仿真的關(guān)系物理仿真與幾何仿真的關(guān)系 物理模型物理模型的求解的求解需要一定的幾何條件需要一定的幾何條件作為邊界作為邊界條件或者積分限，如果要得到實際生產(chǎn)中整個條件或者積分限，如果要得到實際生產(chǎn)中整個切削過程的物理仿真結(jié)果，必須首先切削過程的物理仿真結(jié)果，必須首先獲得各個獲得各個切削瞬時的幾何加工參數(shù)切削瞬時的幾何加工參數(shù)，復雜工件的幾何加，復雜工件的幾何加工參數(shù)需要幾何仿真提取。工參數(shù)需要幾何仿真提取。 幾何仿真幾何仿真是物理模型應用于生產(chǎn)實際的前提和是物理模型應用于生產(chǎn)實際的前提

51、和基礎(chǔ)基礎(chǔ)幾何加工仿真的總體要求幾何加工仿真的總體要求 準確、快速和高效的給出仿真結(jié)果，包括準確、快速和高效的給出仿真結(jié)果，包括刀具路徑顯刀具路徑顯示、材料去除過程模擬示、材料去除過程模擬、誤切、碰撞檢驗、加工尺寸誤切、碰撞檢驗、加工尺寸誤差測量和表面質(zhì)量評價誤差測量和表面質(zhì)量評價。 適應適應多種切削刀具的切削過程多種切削刀具的切削過程； 合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，方便切削過程的表示和所需參數(shù)的，方便切削過程的表示和所需參數(shù)的提??；提??； 盡可能盡可能少占用內(nèi)存和少占用內(nèi)存和CPUCPU的時間，以便在非高檔的硬件的時間，以便在非高檔的硬件配置環(huán)境中也能正常工作；配置環(huán)境中也能正常工作； 保證精度的前提下簡化算法，減少數(shù)據(jù)存儲量；保證精度的前提下簡化算法，減少數(shù)據(jù)存儲量； 盡可能實現(xiàn)擬實加工，